1. Versuch wurden 60 Befruchtungen an 15 Pflanzen vorgenommen.
2. " " 58 " 10 " "
3. " " 35 " 10 " "
4. " " 40 " 10 " "
5. " " 23 " 5 " "
6. " " 34 " 10 " "
7. " " 37 " 10 " "
* Eine Art besitzt eine schöne braunrothe Hülsenfarbe, welche gegen die Zeit der Reife hin in Violett und Blau übergeht. Der Versuch über dieses Merkmal wurde erst im verflossenen Jahre begonnen.
Von
einer grösseren Anzahl Pflanzen derselben Art wurden zur Befruchtung
nur die kräftigsten ausgewählt. Schwache Exemplare geben immer unsichere
Resultate, weil schon in der ersten Generation der Hybriden und noch mehr in
der folgenden manche Abkömmlinge entweder gar nicht zur Blüthe
gelangen, oder doch wenige und schlechte Samen bilden.
Ferner wurde bei sämmtlichen Versuchen die wechselseitige Kreuzung durchgeführt
in der Weise nämlich, dass jene der beiden Arten, welche bei einer Anzahl
Befruchtungen als Samenpflanze diente, bei der anderen als Pollenpflanze
verwendet wurde.
Die Pflanzen wurden auf Gartenbeeten, ein kleiner Theil in Töpfen gezogen,
und mittelst Stäben, Baumzweigen und gespannten Schnüren in der natürlichen
aufrechten Stellung erhalten. Für jeden Versuch wurde eine Anzahl Topfpflanzen
während der Blüthezeit in ein Gewächshaus gestellt, sie sollten
für den Hauptversuch im Garten als Kontrolle dienen bezüglich möglicher
Störungen durch Insecten. Unter jenen, welche die Erbsenpflanze besuchen,
könnte die Käferspecies Bruchus pisi dem Versuche gefährlich
werden, falls sie in grösserer Menge erscheint. Das Weibchen dieser Art
legt bekanntlich seine Eier in die Blüthe und öffnet dabei das Schiffchen;
an den Tarsen eines Exemplares, welches in einer Blüthe gefangen wurde,
konnten unter der Loupe deutlich einige Pollenzellen bemerkt werden. Es muss
hier noch eines Umstandes Erwähnung geschehen, der möglicher Weise
die Einmengung fremden Pollens veranlassen könnte. Es kommt nämlich
in einzelnen seltenen Fällen vor, dass gewisse Theile der übrigens
ganz normal entwickelten Blüthe verkümmern, wodurch eine theilweise
Entblössung der Befruchtungs-Organe herbeigeführt wird. So wurde
eine mangelhafte Entwicklung des Schiffchens beobachtet, wobei Griffel und
Antheren zum Theile unbedeckt blieben. Auch geschieht es bisweilen, dass der
Pollen nicht zur vollen Ausbildung gelangt. In diesem Falle findet während
des Blühens eine allmälige Verlängerung des Griffels statt,
bis die Narbe an der Spitze des Schiffchens hervortritt. Diese merkwürdige
Erscheinung wurde auch an Hybriden von Phaseolus und Lathyrus beobachtet.
Die Gefahr einer Fälschung durch fremden Pollen ist jedoch bei Pisum eine
sehr geringe und vermag keineswegs das Resultat im grossen Ganzen zu stören.
Unter mehr als 10,000 Pflanzen, welche genauer untersucht wurden, kam der Fall
nur einige wenige Male vor, dass eine Einmengung nicht zu bezweifeln war. Da
im Gewächshause niemals eine solche Störung beobachtet wurde, liegt
wohl die Vermuthung nahe, dass Bruchus pisi und vielleicht auch die angeführten
Abnormitäten im Blüthenbau die Schuld daran tragen.
[4] Die Gestalt der Hybriden.
Schon die Versuche, welche in früheren Jahren an Zierpflanzen vorgenommen
wurden, lieferten den Beweis, dass die Hybriden in der Regel nicht die genaue
Mittelform zwischen den Stammarten darstellen. Bei einzelnen mehr in die Augen
springenden Merkmalen, wie bei solchen, die sich auf die Gestalt und Grösse
der Blätter, auf die Behaarung der einzelnen Theile u. s. w. beziehen,
wird in der That die Mittelbildung fast immer ersichtlich; in anderen Fällen
hingegen besitzt das eine der beiden Stamm-Merkmale ein so grosses Übergewicht,
dass es schwierig oder ganz unmöglich ist, das andere an der Hybride
aufzufinden.
Eben so verhält es sich mit den Hybriden bei Pisum. Jedes von den 7 Hybriden-Merkmalen
gleicht dem einen der beiden Stamm-Merkmale entweder so vollkommen, dass das
andere der Beobachtung entschwindet, oder ist demselben so ähnlich, dass
eine sichere Unterscheidung nicht stattfinden kann. Dieser Umstand ist von
grosser Wichtigkeit für die Bestimmung und Einreihung der Formen, unter
welchen die Nachkommen der Hybriden erscheinen. In der weiteren Besprechung
werden jene Merkmale, welche ganz oder fast unverändert in die Hybride-Verbindung übergehen,
somit selbst die Hybriden-Merkmale repräsentiren, als dominirende, und
jene, welche in der Verbindung latent werden, als recessive bezeichnet. Der
Ausdruck "recessiv" wurde desshalb gewählt, weil die damit benannten
Merkmale an den Hybriden zurücktreten oder ganz verschwinden, jedoch unter
den Nachkommen derselben, wie später gezeigt wird, wieder unverändert
zum Vorscheine kommen.
Es wurde ferner durch sämmtliche Versuche erwiesen, dass es völlig
gleichgiltig ist, ob das dominirende Merkmal der Samen- oder Pollenpflanze
angehört; die Hybridform bleibt in beiden Fällen genau dieselbe.
Diese interessante Erscheinung wird auch von Gärtner hervorgehoben, mit
dem Bemerken, dass selbst der geübteste Kenner nicht im Stande ist,
an einer Hybride zu unterscheiden, welche von den beiden verbundenen Arten
die
Samen- oder Pollenpflanze war.
Von den differirenden Merkmalen, welche in die Versuche eingeführt wurden,
sind nachfolgende dominirend:
1. Die runde oder rundliche Samenform mit oder ohne seichte Einsenkungen.
2. Die gelbe Färbung des Samen-Albumens.
3. Die graue, graubraune oder lederbraune Farbe der Samenschale, in Verbindung
mit violett-rother Blüthe und röthlicher Mackel in den Blattachseln.
4. Die einfach gewölbte Form der Hülse.
5. Die grüne Färbung der unreifen Hülse, in Verbindung mit
der gleichen Farbe des Stengels, der Blattrippen und des Kelches.
6. Die Vertheilung der Blüthen längs des Stengels.
7. Das Längenmass der grösseren Axe.
Was das letzte Merkmal anbelangt, muss bemerkt werden, dass die längere
der beiden Stamm-Axen von der Hybride gewöhnlich noch übertroffen
wird, was vielleicht nur der grossen Üppigkeit zuzuschreiben ist, welche
in allen Pflanzentheilen auftritt, wenn Axen von sehr verschiedener Länge
verbunden sind. So z. B. gaben bei wiederholtem Versuche Axen von 1' und 6'
Länge in Hybrider Vereinigung ohne Ausnahme Axen, deren Länge zwischen
6 und 7 [und] 1/2' schwankte. Die Hybriden der Samenschale sind öfter
mehr punctirt, auch fliessen die Puncte bisweilen in kleinere bläulich-violette
Flecke zusammen. Die Punctirung erscheint haüfig auch dann, wen sie
selbst dem Stamm-Merkmale fehlt.
Die Hybridformen der Samen-Gestalt und des Albumens entwickeln sich unmittelbar
nach der künstlichen Befruchtung durch die blosse Einwirkung des fremden
Pollens. Sie können daher schon im ersten Versuchsjahre beobachtet werden,
während alle übrigen selbstverständlich erst im folgenden
Jahre an jenen Pflanzen hervortreten, welche aus den befruchteten Samen gezogen
werden.
[5] Die erste Generation der Hybriden.
In dieser Generation treten nebst den dominirenden Merkmalen auch die recessiven
in ihrer vollen Eigentümlichkeit wieder auf, und zwar in dem entschieden
ausgesprochenen Durchschnitts-Verhältnisse 3: 1, so dass unter je 4 Pflanzen
aus dieser Generation 3 den dominirenden und eine den recessiven Character
erhalten. Es gilt das ohne Ausnahme für alle Merkmale, welche in die Versuche
aufgenommen waren. Die kantig runzlige Gestalt der Samen, die grüne Färbung
des Albumens, die weisse Farbe der Samenschale und der Blüthe, die Einschnürungen
an den Hülsen, die gelbe Farbe der unreifen Hülse, des Stengels,
Kelches und der Blattrippen, der trugdoldenförmige Blüthenstand und
die zwergartige Axe kommen in dem angeführten numerischen Verhältnisse
wieder zum Vorscheine ohne irgend einer wesentlichen Abänderung. Übergangsformen
wurden bei keinem Versuche beobachtet.
Da die Hybriden, welche aus wechselseitiger Kreuzung hervorgingen, eine völlige
Gestalt besassen und auch in ihrer Weiterentwicklung keine bemerkenswerthe
Abweichung ersichtlich wurde, konnten die beiderseitigen Resultate für
jeden Versuch unter eine Rechnung gebracht werden. Die Verhältnisszahlen,
welche für je zwei differirende Merkmale gewonnen wurden, sind folgende:
1. Versuch: Gestalt der Samem Von 253 Hybriden wurden im zweiten Versuchsjahre
7324 Samen erhalten. Darunter waren rund oder rundlich 5474, und kantig runzlig
1850 Samen. Daraus ergibt sich das Verhältniss 2.96:1.
2. Versuch: Färbung des Albumens. 258 Pflanzen gaben 8023 Samen, 6022
gelbe und 2001 grüne; daher stehen jene zu diesen im Verhältllisse
3.01:1.
Bei diesen beiden Versuchen erhalt man gewöhnlich aus jeder Hülse
beiderlei Samen. Bei gut ausgehildeten Hülsen, welche durchschnittlich
6 bis 9 Samen enthielten, kam es öfters vor, dass sämmtliche Samen
rund (Versuch 1) oder sämmtliche gelb (Versuch 2) waren; hingegen wurden
mehr als 5 kantige oder 5 grüne in einer Hülse niemals beobachtet.
Es scheint keinen Unterschied zu machen, ob die Hülse sich früher
oder später an der Hybride entwickelt, ob sie der Hauptaxe oder einer
Nebenaxe angehört. An einigen wenigen Pflanzen kamen in den zuerst gebildeten
Hülsen nur einzelne Samen zur Entwicklung, und diese besassen den ausschliesslich
das eine der beiden Merkmale; in den später gebildeten Hülsen blieb
jedoch das Verhältniss normal. So wie in einzelnen Hülsen, ebenso
variirt die Vertheilung der Merkmale auch bei einzelnen Pflanzen. Zur Veranschaulichung
mögen die ersten 10 Glieder aus beiden Versuchsreihen dienen:
1. Versuch. 2. Versuch
Gestalt der Samen. Färbung des Albumens
Pflanze rund kantig gelb grün
1 45 12 25 11
2 27 8 32 7
3 24 7 14 5
4 19 10 70 27
5 32 11 24 13
6 26 6 20 6
7 88 24 32 13
8 22 10 44 9
9 28 6 50 14
10 25 7 44 18
Als Extreme in der Vertheilung der beiden Samen-Merkmale an einer Pflanze
wurden beobachtet bei dem 1. Versuche 43 runde und nur 2 kantige, ferner
14 runde
und 15 kantige Samen. Bei dem 2. Versuche 32 gelbe und nur 1 grüner Same,
aber auch 20 gelbe und 19 grüne.
Diese beiden Versuche sind wichtig für die Feststellung der mittleren
Verhältnisszahlen, weil sie bei einer geringeren Anzahl von Versuchspflanzen
sehr bedeutende Durchschnitte möglich machen. Bei der Abzählung,
der Samen wird jedoch, namentlich beim 2. Versuche, einige Aufmerksamkeit erfordert,
da bei einzelnen Samen mancher Pflanzen die grüne Färbung des Albumens
weniger entwickelt wird und anfänglich leicht übersehen werden kann.
Die Ursache des theilweisen Verschwindens der grünen Färbung steht
mit dem Hybriden-Character der Pflanzen in keinem Zusammenhange, indem dasselbe
an der Stammpflanze ebenfalls vorkommt; auch beschränkt sich diese Eigentümlichkeit
nur auf das Individuum und vererbt sich nicht auf die Nachkommen. An luxurirenden
Pflanzen wurde diese Erscheinung öfter beobachtet. Samen, welche während
ihrer Entwicklung von Insecten beschädigt wurden, variiren oft in Farbe
und Gestalt, jedoch sind bei einiger Übung im Sortiren Fehler leicht zu
vermeiden. Es ist fast überflüssig zu erwähnen, dass die Hülsen
so lange an der Pflanze bleiben müssen, bis sie vollkommen ausgereift
und trocken geworden sind, weil erst dann die Gestalt und Färbung der
Samen vollständig entwickelt ist.
? 3. Versuch. Farbe der Samenschale. Unter 929 Pflanzen brachten 705 violett-rothe
Blüthen und graubraune Samenschalen; 224 hatten weisse Blüthen und
weisse Samenschalen. Daraus ergibt sich das Verhältniss 3.16:1.
? 4. Versuch: Gestalt der Hülsen. Von 1l81 Pflanzen hatten 882 einfach
gewölbte, 299 eingeschnürte Hülsen. Daher das Verhältniss
2.95:1.>
? 5. Versuch: Färbung der unreifen Hülse. Die Zahl der Versuchspflanzen
betrug 580, wovon 428 grüne und 152 gelbe Hülsen besassen. Daher
stehen jene zu diesen in dem Verhältnisse 2.82:1.
? 6. Versuch: Stellung der Blüthen. Unter 868 Fällen waren die Blüthen
651 mal axenständig und 207 mal endständig. Daraus das Verhältniss
3.14:1
? 7. Versuch: Länge der Axe. Von 1064 Pflanzen hatten 787 die lange, 277
die kurze Axe. Daher das gegenseitige Verhältniss 2.84:1. Bei diesem Versuche
wurden die zwergartigen Pflanzen behutsam ausgehoben und auf eigene Beete versetzt.
Diese Vorsicht war nothwendig, weil sie sonst mitten unter ihren hochrankenden
Geschwistern hätten verkümmern müssen. Sie sind schon in der
ersten Jugendzeit an dem gedrungenen Wuchse und den dunkelgrünen dicken
Blättern leicht zu unterscheiden.
Werden die Resultate sämmtlicher Versuche zusammengefasst, so ergibt sich
zwischen der Anzahl der Formen mit dem dominirenden und recessiven Merkmale
das Durchschnitts-Verhältniss 2.98:1 oder 3:1.
Das dominirende Merkmal kann hier eine doppelte Bedeutung haben, nämlich
die des Stamm-Characters oder des Hybriden-Merkmales. In welcher von beiden
Bedeutungen dasselbe in jedem einzelnen Falle vorkommt, darüber kann nur
die nächste Generation entscheiden. Als Stamm-Merkmal muss dasselbe unverändert
auf sämmtliche Nachkommen übergehen, als Hybrides-Merlkmal hingegen
ein gleiches Verhalten wie in der ersten Generation beobachten.
[6] Die zweite Generation der Hybriden.
Jene Formen, welche in der ersten Generation den recessiven Character erhalten,
variiren in der zweiten Generation in Bezug auf diesen Character nicht mehr,
sie bleiben in ihren Nachkommen constant.
Anders verhält es sich mit jenen, welche in der ersten Generation das
dominirende Merkmal besitzen. Von diesen geben zwei Theile Nachkommen, welche
in dem Verhältnisse 3:1 das dominirende und recessive Merkmal an sich
tragen, somit genau dasselbe Verhalten zeigen, wie die Hybridformen; nur
ein Theil bleibt mit dem dominirenden Merkmale constant.
Die einzelnen Versuche lieferten nachfolgende Resultate:
1. Versuch: Unter 565 Pflanzen, welche aus runden Samen der ersten Generation
gezogon wurden, brachten 193 wieder nur runde Samen und blieben demnach in
diesem Merkmale constant; 372 aber gaben runde und kantige Samen zugleich,
in dem Verhältnisse 3:1. Die Anzahl der Hybriden verhielt sich daher
zu der Zahl der Constanten wie 1.93:1.
2. Versuch: Von 519 Pflanzen, welche aus Samen gezogen wurden, deren Albumen
in der ersten Generation die gelbe Färbung hatte, gaben 166 ausschliesslich
gelbe, 353 aber gelbe und grüne Samen in dem Verhältnisse 3:1. Es
erfolgte daher eine Theilung in Hybride und constante Formen nach dem Verhältnisse
2.13:1.
Für jeden einzelnen von den nachfolgenden Versuchen wurden l00 Pflanzen
ausgewählt, welche in der ersten Generation das dominirende Merkmal besassen,
und um die Bedeutung desselben zu prüfen, von jeder 10 Samen angebaut.
? 3. Versuch: Die Nachkommen von 36 Pflanzen brachten ausschliesslich graubraune
Samenschalen; von 64 Pflanzen wurden theils graubraune, theils weisse erhalten.
? 4. Versuch: Die Nachkommen von 29 Pflanzen hatten nur einfach gewölbte
Hülsen, von 71 hingegen theils gewölbte, theils eingeschnürte.
? 5. Versuch: Die Nachkommen von 40 Pflanzen hatten blos grüne Hülsen,
die von 60 Pflanzen theils grüne, theils gelbe.
? 6. Versuch: Die Nachkommen von 33 Pflanzen hatten blos axenständige
Blüthen, bei 67 hingegen waren sie theils axenständig, theils endständig.
? 7. Versuch. Die Nachkommen von 28 Pflanzen erhielten die lange Axe, die von
72 Pflanzen theils die lange, theils die kurze.
Bei jedem dieser Versuche wird eine bestimmte Anzahl Pflanzen mit dem dominirenden
Merkmale constant. Für die Beurtheilung des Verhältnisses, in welchem
die Ausscheidung der Formen mit dem constant bleibenden Merkmale erfolgt, sind
die beiden ersten Versuche von besonderem Gewichte, weil bei diesen eine grössere
Anzahl Pflanzen verglichen werden konnte. Die Verhaltnisse 1.93:1 und 2.13:1
geben zusammen fast genau das Durchschnitts-Verhältniss 2:1. Der 6. Versuch
hat ein ganz übereinstimmendes Resultat, bei den anderen schwankt das
Verhältniss mehr oder weniger, wie es bei der geringen Anzahl von 100
Versuchspflanzen nicht anders zu erwarten war. Der 5. Versuch, welcher die
grösste Abweichung zeigte, wurde wiederholt, und dann, statt des Verhaltnisses
60:40, das Verhältniss 65:35 erhalten. Das Durchschnitts-Verhältniss
2:1 erscheint demnach als gesichert. Es ist damit erwiesen, dass von jenen
Formen, welche in der ersten Generation das dominirende Merkmal besitzen,
zwei Theile den Hybriden Character an sich tragen, ein Theil aber mit dem
dominirenden
Merkmale constant bleibt.
Das Verhältniss 3:1, nach welchem die Vertheilung des dominirenden und
recessiven Characters in der ersten Generation erfolgt, löst sich demnach
für alle Versuche in die Verhältnisse 2:1:1 auf, wenn man zugleich
das dominirende Merkmal in seiner Bedeutung als Hybrides Merkmal und als Stamm-Character
unterscheidet. Da die Glieder der ersten Generation unmittelbar aus den Samen
der Hybriden hervorgehen, wird es nun ersichtlich, dass die Hybriden je zweier
differirender Merkmale Samen bilden, von denen die eine Hälfte wieder
die Hybridform entwickelt, während die andere Pflanzen gibt, welche
constant bleiben, und zu gleichen Theilen den dominirenden und recessiven
Character
erhalten.
[7] Die weiteren Generationen der Hybriden.
Die Verhältnisse, nach welchen sich die Abkömmlinge der Hybriden
in der ersten und zweiten Generation entwickeln und theilen, gelten wahrscheinlich
für alle weiteren Gcschlechter. Der 1. und 2. Versuch sind nun schon durch
6 Generationen, der 3. und 7. durch 5, der 4., 5., 6. durch 4 Generationen
durchgeführt, obwohl von der 3. Generation angefangen mit einer kleinen
Anzahl Pflanzen, ohne dass irgend welche Abweichung bemerkbar wäre. Die
Nachkommen der Hybriden theilten sich in jeder Generation nach den Verhältnissen
2:1:1 in Hybride und constante Formen.
Bezeichnet A das eine der beiden constanten Merkmale, z. B. das dominirende,
a das recessive, und Aa die Hybridform, in welcher beide vereinigt sind, so
ergibt der Ausdruck:
A +2Aa + a
die Entwicklungsreihe für die Nachkommen der Hybriden je zweier differirender
Merkmale.
Die von Gärtner, Kölreuter und Anderen gemachte Wahrnehmung, dass
Hybriden die Neigung besitzen zu den Stammarten zurückzukehren, ist auch
durch die besprochenen Versuche bestätigt. Es lässt sich zeigen,
dass die Zahl der Hybriden, welche aus einer Befruchtung stammen, gegen die
Anzahl der constant gewordenen Formen und ihrer Nachkommen von Generation zu
Generation um ein Bedeutendes zurückbleibt, ohne dass sie jedoch ganz
verschwinden könnten. Nimmt man durchschnittlich für alle Pflanzen
in allen Generationen eine gleich grosse Fruchtbarkeit an, erwägt man
ferner, dass jede Hybride Samen bildet, aus denen zur Hälfte wieder Hybriden
hervorgehen, während die andere Hälfte mit beiden Merkmalen zu gleichen
Theilen constant wird, so ergeben sich die Zahlenverhältnisse für
die Nachkommen in jeder Generation aus folgender Zusammenstellung, wobei A
und a wieder die beiden Stamm-Merkmale und Aa die Hybridform bezeichnet. Der
Kürze wegen möge die Annahme gelten, dass jede Pflanze in jeder
Generation nur 4 Samen bildet.
Verhältniss gestellt:
Generation A Aa a A : Aa : a
----------------------------------------------------
1 1 2 1 1 : 2 : 1
2 6 4 6 3 : 2 : 3
3 28 8 28 7 : 2 : 7
4 120 16 120 15 : 2 : 15
5 496 32 496 31 : 2 : 31
n n
n 2 - 1 : 2 : 2 - 1
In der l0. Generation z. B. ist 2^n - 1 = 1023. Es gibt somit unter je 2048
Pflanzen, welche aus dieser Generation hervorgehen, 1023 mit dem constanten
dominirenden, 1023 mit dem recessiven Merkmale und nur 2 Hybriden.
[8] Die Nachkommen der Hybriden, in welchen mehrere differirende Merkmale verbunden
sind.
Für die eben besprochenen Versuche wurden Pflanzen verwendet, welche nur
in einem wesentlichen Merkmale verschieden waren. Die nächste Aufgabe
bestand darin, zu untersuchen, ob das gefundene Entwicklungs-Gesetz auch dann
für je zwei differirende Merkmale gelte, wenn mehrere verschiedene Charactere
durch Befruchtung in der Hybride vereinigt sind.
Was die Gestalt der Hybriden in diesem Falle anbelangt, zeigten die Versuche übereinstimmend,
dass dieselbe stets jener der beiden Stammpflanzen näher steht, welche
die grössere ,Anzahl von dominirenden Merkmalen besitzt. Hat z. B. die
Samenpflanze eine kurze Axe, endständige weisse Blüthen und einfach
gewölbte Hü1sen; die Pollenpflanze hingegen eine lange Axe, axenständige
violett-rothe Blüthen und eingeschnürte Hülsen, so erinnert
die Hybride nur durch die Hülsenform an die Samenpflanze, in den übrigen
Merkmalen stimmt sie mit der Pollenpflanze überein. Besitzt eine der
beiden Stammarten nur dominirende Merkmale, dann ist die Hybride von derselben
kaum
oder gar nicht zu unterscheiden.
Mit einer grösseren Anzahl Pflanzen wurden zwei Versuche durchgeführt.
Bei dem ersten Versuche waren die Stammpflanzen in der Gestalt der Samen und
in der Färbung des Albumens verschieden; bei dem zweiten in der Gestalt
der Samen in der Färbung des Albumens und in der Farbe der Samenschale.
Versuche mit Samen-Merkmalen führen am einfachsten und sichersten zum
Ziele.
Um eine leichtere Übersicht zu gewinnen, werden bei diesen Versuchen
die differirenden Merkmale der Samenpflanze mit A, B, C, jene der Pollenpflanze
mit a, b, c und die Hybridformen dieser Merkmale mit Aa, Bb Cc bezeichnet.
Erster Versuch: AB Samenpflanze, ab Pollenpflanze,
A Gestalt rund a Gestalt kantig
B Albumen gelb b Albumen grün
Die befruchteten Samen erschienen rund und gelb, jenen der Samenpflanze ähnlich.
Die daraus gezogenen Pflanzen gaben Samen von viererlei Art, welche oft gemeinschaftlich
in einer Hülse lagen. Im Ganzen wurden von 15 Pflanzen 556 Samen erhalten,
von diesen waren:
? 315 rund und gelb,
? l01 kantig und gelb,
? l08 rund und grün,
? 32 kantig und grün.
Alle wurden im nächsten Jahre angebaut. Von den runden gelben Samen gingen
11 nicht auf und 3 Pflanzen kamen nicht zur Fruchtbildung. Unter den übrigen
Pflanzen hatten:
38 runde gelbe Samen .......................................AB
65 runde gelbe und grüne Samen.........................ABb
60 runde gelbe und kantige gelbe Samen......................AaB
138 runde gelbe und grüne, kautige gelbe und grüne Samen.AaBb
Von den kantigen gelben Samen kamen 96 Pflanzen zur Fruchtbildung, wovon
? 28 nur kantige gelbe Samen hatten...................aB
? 68 kantige, gelbe und grüne Samen ..................aBb
Von 108 runden grünen Sameu brachten 102 Pflanzen Früchte, davon
hatten:
? 35 nur runde grüne Samen.............................Ab
? 67 runde und kantige grüne Samen...................Aab
Die kantigen grünen Samen gaben 30 Pflanzen mit durchaus gleichen Samen;
sie blieben constant........................ab
Die Nachkommen der Hybriden erscheinen demnach unter 9 verschiedenen Formen
und zum Theile in sehr ungleicher Anzahl. Man erhält, wenn dieselben
zusammengestellt und geordnet werden:
38 Pflanzen mit der Bezeichnung AB.
35 " " Ab.
28 " " ab.
30 " " ab.
65 " " ABb.
68 " " aBb.
60 " " Aab.
67 " " Aab.
138 " " AaBb.
Sämmtliche Formen lassen sich in 3 wesentlich verschiedene Abtheilungen
bringen. Die erste umfasst jene mit der Bezeichnung AB, Ab, aB, ab; sie besitzen
nur constante Merkmale und ändern sich in den nächsten Generationen
nicht mehr. Jede dieser Formen ist durchschnittlich 33mal vertreten. Die zweite
Gruppe enthält die Formen ABb, aBb, AaB, Aab; diese sind in einem Merkmale
constant, in dem anderen Hybrid, und variiren in der nächsten Generation
nur hinsichtlich des Hybriden Merkmales. Jede davon erscheint im Durchschnitte
65mal. Die Form AaBb kommt 138mal vor, ist in beiden Merkmalen Hybrid, und
verhält sich genau so, wie die Hybride, von der sie abstammt.
Vergleicht man die Anzahl, in welcher die Formen dieser Abtheilungen vorkommen,
so sind die Durchschnitts-Verhältnisse 1:2:4 nicht zu verkennen. Die Zahlen
33, 65, 138 geben ganz günstige Annäherungswerthe an die Verhältnissizahlen
33, 66, 132.
Die Entwicklungsreihe besteht demnach aus 9 Gliedern. 4 davon kommen in derselben
je einmal vor und sind in beiden Merkmalen constant; die Formen AB, ab, gleichen
den Stammarten, die beiden anderen stellen die ausserdem noch möglichen
constanten Combinationen zwischen den verbundenen Merkmalen A, a, B, b vor.
Vier Glieder kommen je zweimal vor und sind in einem Merkmale constant, in
dem anderen Hybrid. Ein Glied tritt viermal auf und ist in beiden Merkmalen
hybrid. Daher entwickeln sich die Nachkommen der Hybriden, wenn in denselben
zweierlei differirende Merkmale verbunden sind, nach dem Ausdrucke:
AB + Ab + aB + ab + 2ABb + 2aBb + 2AaB + 2Aab + 4AaBb.
Diese Entwicklungsreihe ist unbestritten eine Combinationsreihe, in welcher
die beiden Entwicklungsreihen für die Merkmale A und a, B und b gliedweise
verbunden sind. Man erhält die Glieder der Reihe vollzählig durch
die Combinirung der Ausdrücke:
A + 2Aa + a
B + 2Bb + b
Zweiter Versuch: ABC Samenpflanze, abc Pollenpflanze,
A Gestalt rund a Gestalt kantig
B Albumen gelb b Albumen grün
C Schale graubraun c Schale weiss
Dieser Versuch wurde in ganz ähnlicher Weise wie der vorangehende durchgeführt.
Er nahm unter allen Versuchen die meiste Zeit und Mühe in Anspruch. Von
24 Hybriden wurden im Ganzen 687 Samen erhalten, welche sämmtlich punctirt,
graubraun oder graugrün gefärbt, rund oder kantig waren. Davon
kamen im folgenden Jahre 639 Pflanzen zur Fruchtbildung, und wie die weiteren
Untersuchungen
zeigten, befanden sich darunter:
8 Pflanzen ABC 22 Pflanzen ABCc 45 Pflanzen ABbCc
14 " ABc 17 " AbCc 36 " aBbCc
9 " AbC 25 " aBCc 38 " AaBCc
11 " Abc 20 " abCc 40 " AabCc
8 " aBC 15 " ABbC 49 " AaBbC
10 " aBc 18 " ABbc 48 " AaBbc
10 " abC 19 " aBbC
7 " abc 24 " aBbc
14 " AaBC 78 " AaBbCc
18 " AaBc
20 " AabC
16 " Aabc
Die Entwicklungsreihe umfasst 27 Glieder. Davon sind 8 in allen Merkmalen
constant, und jede kommt durchschnittlich 10mal vor; 12 sind in zwei Merkmalen
constant,
in dem dritten Hybrid, jede erscheint im Durchschnitte 19mal; 6 sind in einem
Merkmale constant, in den beiden anderen Hybrid, jede davon tritt durchschnittlich
43mal auf; eine Form kommt 78mal vor und ist in sämmtlichen Merkmalen
Hybrid. Die Verhältnisse 10:19:43:78 kommen den Verhältnissen 10:20:40:80
oder 1:2:4:8 so nahe, dass letztere ohne Zweifel die richtigen Werthe darstellen.
Die Entwicklung der Hybriden, wenn ihre Stammarten in 3 Merkmalen verschieden
sind, erfolgt daher nach dem Ausdrucke:
ABC + ABc + AbC + Abc + aBC + aBc + abC + abc +
2ABCc + 2AbCc + 2aBCc + 2abCc + 2ABbC + 2ABbc +
2aBbC + 2aBbc + 2AaBC + 2AaBc + 2AabC + 2Aabc +
4ABbCc + 4aBbCc + 4AaBCc + 4AabCc + 4AaBbC +
4AaBbc + 8AaBbCc.
Auch hier liegt eine Combinationsreihe vor, in welcher die Entwicklungsreihe
für die Merkmale A und a, B und b, C und c mit einander verbunden sind.
Die Ausdrücke:
A + 2Aa + a
B + 2Bb + b
C + 2Cc + c
geben sämmtliche Glieder der Reihe. Die constanten Verbindungen, welche
in derselben vorkommen, entsprechen allen Combinationen, welche zwischen den
Merkmalen A, B, C, a, b, c möglich sind; zwei davon, ABC und abc gleichen
den beiden Stammpflanzen.
Ausserdem wurden noch mehrere Experimente mit einer geringeren Anzahl Versuchspflanzen
durchgeführt, bei welchen die übrigen Merkmale zu zwei und drei Hybrid
verbunden waren; alle lieferten annähernd gleiche Resultate. Es unterliegt
daher keinem Zweifel, dass für sämmtliche in die Versuche aufgenommenen
Merkmale der Satz Giltigkeit habe: die Nachkommen der Hybriden, in welchen
mehrere wesentlich verschiedene Merkmale vereinigt sind, stellen die Glieder
einer Combinationsreihe vor, in welchen die Entwicklungsreihen für je
zwei differirende Merkmale verbunden sind. Damit ist zugleich erwiesen, dass
das Verhalten je zweier differirender Merkmale in Hybrider Verbindung unabhängig
ist von den anderweitigen Unterschieden an den beiden Stammpflanzen.
Bezeichnet n die Anzahl der characteristischen Unterschiede an den beiden
Stammpflanzen, so gibt 3^n die Gliederzahl der Combinationsreihe, 4^n die
Anzahl der Individuen,
welche in die Reihe gehören, und 2^n die Zahl der Verbindungen, welche
constant bleiben. So enthält z. B. die Reihe, wenn die Stammarten in
4 Merkmalen verschieden sind, 3^4 = 81 Glieder, 4^4 = 256 individuen und
2^4
= 16 constante Formen; oder was dasselbe ist, unter je 256 Nachkommen der
Hybriden gibt es 81 verschiedene Verbindungen, von denen 16 constant sind.
Alle constanten Verbindungen, welche bei Pisum durch Combinirung der angeführten
7 characteristischen Merkmale möglich sind, wurden durch wiederhorte Kreuzung
auch wirklich erhalten. Ihre Zahl ist durch 2^7 = 128 gegeben. Damit ist zugleich
der factische Beweis geliefert, dass constante Merkmale, welche an verschiedenen
Formen einer Pflanzensippe vorkommen, auf dem Wege der wiederholten künstlichen
Befruchtung in alle Verbindungen treten können, welche nach den Regeln
der Combination möglich sind.
Ü ber die Blüthezeit der Hybriden sind die Versuche noch nicht abgeschlossen.
So viel kann indessen schon angegeben werden, dass dieselbe fast genau in der
Mitte zwischen jener der Samen- und Pollenpflanze steht, und die Entwicklung
der Hybriden bezüglich dieses Merkmales wahrscheinlich in der nämlichen
Weise erfolgt, wie es für die übrigen Merkmale der Fall ist. Die Formen,
welche für Versuche dieser Art gewählt werden, müssen in der mittleren
Blüthezeit wenigstens um 20 Tage verschieden sein; ferner ist nothwendig,
dass die Samen beim Anbaue alle gleich tief in die Erde versenkt werden, um ein
gleichzeitiges Keimen zu erzielen, dass ferner während der ganzen Blüthezeit
grössere Schwankungen in der Temperatur und die dadurch bewirkte theilweise
Beschleunigung oder Verzögerung des Aufblühens in Rechnung gezogen
werden. Man sieht, dass dieser Versuch mancherlei Schwierigkeiten zu überwinden
hat und grosse Aufmerksamkeit erfordert.
Versuchen wir die gewonnenen Resultate kurz zusammenzufassen, so finden wir,
dass jene differirenden Merkmale, welche an den Versuchspflanzen eine leichte
und sichere Unterscheidung zulassen, in Hybrider Vereinigung ein völlig übereinstimmendes
Verhalten beobachten. Die Nachkommen der Hybriden je zweier differirender Merkmale
sind zur Hälfte wieder Hybriden, während die andere Hälfte zu
gleichen Theilen mit dem Character der Samen- und Pollenpflanze constant wird.
Sind mehrere differirende Merkmale durch Befruchtung in einer Hybride vereinigt,
so bilden die Nachkommen derselben die Glieder einer Combinationsreihe, in
welcher die Entwicklungsreihen für je zwei differirende Merkmale vereinigt
sind.
Die vollkommene Übereinstimmung, welche sämmtliche, dem Versuche
unterzogenen Charactere zeigen, erlaubt wohl und rechtfertigt die Annahme,
dass auch ein gleiches Verhalten den übrigen Merkmalen zukomme, welche
weniger scharf an den Pflanzen hervortreten, und desshalb in die Einzel-Versuche
nicht aufgenommen werden konnten. Ein Experiment über Blüthenstiele
von verschiedener Länge gab im Ganzen ein ziemlich befriedigendes Resultat,
obgleich die Unterscheidung und Einreihung der Formen nicht mit jener Sicherheit
erfolgen konnte, welche für korrekte Versuche unerlässlich ist.
[9] Die Befruchtungs-Zellen der Hybriden.
Die Resultate, zu welchen die vorausgeschickten Versuche führten, veranlassten
weitere Experimente, deren Erfolg geeignet erscheint, Aufschlüsse über
die Beschaffenheit der Keim- und Pollenzellen der Hybriden zu geben. Einen
wichtigen Anhaltspunct bietet bei Pisum der Umstand, dass unter den Nachkommen
der Hybriden constante Formen auftreten, und zwar in allen Combinirungen der
verbundenen Merkmale. Soweit die Erfahrung reicht, finden wir es überall
bestätigt, dass constante Nachkommen nur dann gebildet werden können,
wenn die Keimzellen und der befruchtende Pollen gleichartig, somit beide mit
der Anlage ausgerüstet sind, völlig gleiche Individuen zu beleben,
wie das bei der normalen Befruchtung der reinen Arten der Fall ist. Wir müssen
es daher als nothwendig erachten, dass auch bei Erzeugung der constanten Formen
an der Hybridpflanze vollkommen gleiche Factoren zusammenwirken. Da die verschiedenen
constanten Formen an einer Pflanze, ja in einer Blüthe derselben erzeugt
werden, erscheint die Annahme folgerichtig, dass in den Fruchtknoten der Hybriden
so vielerlei Keimzellen (Keimbläschen) und in den Antheren so vielerlei
Pollenzellen gebildet werden, als constante Combinations-Formen möglich
sind, und dass diese Keim- und Pollenzellen ihrer inneren Beschaffenheit
nach den einzelnen Formen entsprechen.
In der That lässt sich auf theoretischem Wege zeigen, dass diese Annahme
vollständig ausreichen würde, um die Entwicklung der Hybriden in
den einzelnen Generationen zu erklären, wenn man zugleich voraussetzen
dürfte, dass die verschiedenen Arten von Keim- und Pollenzellen an der
Hybride durchschnittlich in gleicher Anzahl gebildet werden.
Um diese Voraussetzungen auf experimentellem Wege einer Prüfung zu unterziehen,
werden folgende Versuche ausgewählt: Zwei Formen, welche in der Gestalt
der Samen und in der Färbung des Albumens constant verschieden waren,
wurden durch Befruchtung verbunden. Werden die differirenden Merkmale wieder
mit A, B, a, b bezeichnet, so war:
AB Samenpflanze, ab Pollenpflanze,
A Gestalt rund a Gestalt kantig
B Albumen gelb b Albumen grün
Die künstlich befruchteten Samen wurden sammt mehreren Samen der beiden
Stammpflanzen angebaut, und davon die kräftigsten Exemplare für
die wechselseitige Kreuzung bestimmt. Befruchtet wurde:
1. Die Hybride mit dem Pollen von AB.
2. Die Hybride " " " ab.
3. AB " " der Hybride.
4. ab " " der Hybride.
Für jeden von diesen 4 Versuchen wurden an 3 Pflanzen sämmtliche
Blüthen befruchtet. War die obige Annahme richtig, so mussten sich an
den Hybriden Keim- und Pollenzellen von den Formen AB, Ab, aB, ab entwickeln,
und es wurden verbunden:
1. Die Keimzellen AB, Ab, aB, ab mit den Pollenzellen AB.
2. " AB, Ab, aB, ab " ab.
3. " AB " AB, Ab, aB, ab.
4. " ab " AB, Ab, aB, ab.
Aus jedem von diesen Versuchen konnten dann nur folgende Formen hervorgehen:
1. AB, ABb, AaB, AaBb.
2. AaBb, Aab, aBb, ab.
3. AB, ABb, AaB, AaBb.
4. AaBb, Aab, aBb, ab.
Wurden ferner die einzelnen Formen der Keim- und Pollenzellen von der Hybride
durchschnittlich in gleicher Anzahl gebildet, so mussten bei jedem Versuche
die angeführten 4 Verbindungen in numerischer Beziehung gleich stehen.
Eine vollkommene Übereinstimmung der Zahlenverhältnisse war indessen
nicht zu erwarten, da bei jeder Befruchtung, auch bei der normalen, einzelne
Keimzellen unentwickelt bleiben oder später verkümmern, und selbst
manche von den gut ausgebildeten Samen nach dem Anbaue nicht zum Keimen gelangen.
Auch beschränkt sich die gemachte Voraussetzung darauf, dass bei der Bildung
der verschiedenartigen Keim- und Pollenzellen die gleiche Anzahl angestrebt
werde, ohne dass diese an jeder einzelnen Hybride mit mathematischer Genauigkeit
erreicht werden müsste.
Der erste und zweite Versuch hatten vorzugsweise den Zweck, die Beschaffenheit
der Hybriden Keimzellen zu prüfen, so wie der dritte und vierte Versuch über
die Pollenzellen zu entscheiden hatte. Wie aus der obigen Zusammenstellung
hervorgeht, mussten der erste und dritte Versuch, ebenso der zweite und vierte
ganz gleiche Verbindungen liefern, auch sollte der Erfolg schon im zweiten
Jahre an der Gestalt und Färbung der künstlich befruchteten Samen
theilweise ersichtlich sein. Bei dem ersten und dritten Versuche kommen die
dominirenden Merkmale der Gestalt und Farbe A und B in jeder Verbindung vor,
und zwar zum Theile constant, zum Theile in Hybrider Vereinigung mit den recessiven
Characteren a und b, wesshalb sie sämmtlichen Samen ihre Eigentümlichkeit
aufprägen müssen. Alle Samen sollten daher, wenn die Voraussetzung
eine richtige war, rund und gelb erscheinen. Bei dem zweiten und vierten Versuche
hingegen ist eine Verbindung Hybrid in Gestalt und Farbe, daher sind die Samen
rund und gelb; eine andere ist Hybrid in der Gestalt und constant in dem recessiven
Merkmale der Farbe, daher die Samen rund und grün; die dritte ist constant
in dem recessiven Merkmale der Gestalt und Hybrid in der Farbe, daher die Samen
kantig und gelb; die vierte ist constant in beiden recessiven Merkmalen, daher
die Samen kantig und grün. Bei diesen beiden Versuchen waren daher viererlei
Samen zu erwarten, nämlich: runde gelbe, runde grüne, kantige gelbe,
kantige grüne.
Die Ernte entsprach den gestellten Anforderungen vollkommen. Es wurden erhalten
bei dem
? 1. Versuche 98 ausschliesslich runde gelbe Samen;
? 3. Versuche 94 ausschliesslich runde gelbe Samen;
? 2. Versuche 31 runde gelbe, 26 runde grüne, 27 kantige gelbe, 26 kantige
grüne Samen;
? 4. Versuche 24 runde gelbe, 25 runde grüne, 22 kantige gelbe, 27 kantige
grüne Samen;
An einem günstigen Erfolge war nun kaum mehr zu zweifeln, die nächste
Generation müsste die endgiltige Entscheidung bringen. Von den angebauten
Samen kamen im folgenden Jahre bei dem ersten Versuche 90, bei dem dritten
87 Pflanzen zur Fruchtbildung; von diesen brachten bei dem
1. Versuche 3. Versuche
20 25 rund gelbe Samen....................AB
23 19 rund gelbe und grüne Samen..........ABb
25 22 rund und kantig, gelbe Samen.........AaB
22 21 rund und kantig, gelbe und grüne Samen.AaBb
Bei dem zweiten und vierten Versuche gaben die runden und gelben Samen Pflanzen
mit runden und kantigen, gelben und grünen Samen...AaBb.
Von den runden grünen Samen wurden Pflanzen erhalten mit runden und kantigen
grünen Samen................................Aab.
Die kantigen gelben Samen gaben Pflanzen mit kantigen gelben und grünen
Samen................................................aBb.
Aus den kantigen grünen Samen wurden Pflanzen gezogen, die wieder nur
kantige grüne Samen brachten............................ab.
Obwohl auch bei diesen beiden Versuchen einige Samen nicht keimten, konnte
dadurch in den schon im vorhergehenden Jahre gefundenen zahlen nichts geändert
werden, da jede Samenart Pflanzen gab, die in Bezug auf die Samen unter sich
gleich und von den anderen verschieden waren. Es brachten daher:
2. Versuche 4. Versuche
31 24 Pflanzen Samen von der Form AaBb
26 25 Pflanzen Samen von der Form Aab
27 22 Pflanzen Samen von der Form aBb
26 27 Pflanzen Samen von der Form Aab
Bei allen Versuchen erschienen daher sämmtliche Formen, welche die gemachte
Voraussetzung verlangte, und zwar in nahezu gleicher Anzahl.
Bei einer weiteren Probe wurden die Merkmale der Blüthenfarbe und Axenlänge
in die Versuche aufgenommen, und die Auswahl so getroffen, dass im dritten
Versuchsjahre jedes Merkmal an der Hälfte sämmtlicher Pflanzen
hervortreten musste, falls die obige Annahme ihre Richtigkeit hatte. A, B,
a, b dienen wieder
zur Bezeichnung der verschiedenen Merkmale.
A Blüthen violett-roth a Blüthen weiss.
B Axe lang b Axe kurz.
Die
Form Ab wurde befruchtet mit ab, woraus die Hybride Aab hervorging. Ferner
wurde befruchtet aB gleichfalls
mit ab, daraus die Hybride
aBb. Im zweiten
Jahre wurde für die weitere Befruchtung die Hybride Aab als Samenpflanze,
die andere aBb als Pollenpflanze verwendet.
Samenpflanze: Aab, Pollenpflanze: aBb
Mögliche Keimzellen: Ab, ab, Pollenzellen: aB,ab.
Aus der Befruchtung zwischen den möglichen Keim- und Pollenzellen mussten
4 Verbindungen hervorgehen, nämlich:
AaBb + aBb + Aab + ab
Daraus wird ersichtlich, dass nach obiger Voraussetzung im dritten Versuchsjahre
von sämmtlichen Pflanzen,
die Hälfte violett-rothe Blüthen haben solte(Aa) Glieder: 1, 3
die Hälfte weiss Blüthen haben solte(a) Glieder: 2, 4
die Hälfte eine lange Axe haben solte(Bb) Glieder: 1, 2
die Hälfte eine kurze Axe haben solte(b) Glieder: 3, 4
Aus 45 Befruchtungen des zweiten Jahres wurden 187 Samen erhalten, wovon
im dritten Jahre 166 Pflanzen zur Blüthe gelangten. Darunter erschienen
die einzelnen Glieder in folgender Anzahl:
Glied Blüthenfarbe Axe
---------------------------------------------
1 violett-roth lang 47mal
2 weiss lang 40 "
3 violett-roth kurz 38 "
4 white kurz 41 "
? Es kam daher die violett-rothe Blüthenfarbe (Aa) an 85 Pflanzen vor
? Es kam daher die weisse Blüthenfarbe (a) an 81 Pflanzen vor
? Es kam daher die lang Axe (Bb) an 87 Pflanzen vor
? Es kam daher die kurtz Axe (b) an 79 Pflanzen vor
Die aufgestellte Ansicht findet auch in diesem Versuche eine ausreichende
Bestätigung.
Für die Merkmale der Hülsenform, Hülsenfarbe und Blüthenstellung
wurden ebenfalls Versuche im Kleinen angestellt und ganz gleich stimmende Resultate
erhalten. Alle Verbindungen, welche durch die Vereinigung der verschiedenen
Merkmale möglich wurden, erschienen pünctlich und in nahezu gleicher
Anzahl.
Es ist daher auch auf experimentellem Wege die Annahme gerechtfertigt, dass
die Erbsen-Hybriden Keim- und Pollenzellen bilden, welche ihrer Beschaffenheit
nach in gleicher Anzahl allen constanten Formen entsprechen, welche aus der
Combinirung der durch Befruchtung vereinigten Merkmale hervorgehen.
Die Verschiedenheit der Formen unter den Nachkommen der Hybriden, sowie die
Zahlenverhältnisse, in welchen dieselben beobachtet werden, finden in
dem eben erwiesenen Sätze eine hinreichende Erklärung. Den einfachsten
Fall bietet die Entwicklungsreihe für je zwei differirende Merkmale. Diese
Reihe wird bekanntlich durch den Ausdruck: A + 2Aa + a bezeichnet, wobei A
und a die Formen mit den constant differirenden Merkmalen und Aa die Hybrid-Gestalt
beider bedeuten. Sie enthält unter 3 verschiedenen Gliedern 4 Individuen.
Bei der Bildung derselben werden Pollen- und Keimzellen von der Form A und
a durchschnittlich zu gleichen Theilen in die Befruchtung treten, daher jede
Form zweimal, da 4 Individuen gebildet werden. Es nehmen demnach an der Befruchtung
theil:
die Pollenzellen: A + A + a + a
die Keimzellen: A + A + a + a
Es bleibt ganz dem Zufalle überlassen, welche von den beiden Pollenarten
sich mit jeder einzelnen Keimzelle verbindet. Indessen wird es nach den Regeln
der Wahrscheinlichkeit im Durchschnitte vieler Fälle immer geschehen,
dass sich jede Pollenform A und a gleich oft mit jeder Keimzellform A und
a vereinigt; es wird daher eine von den beiden Pollenzellen A mit einer Keimzelle
A, die andere mit einer Keimzelle a bei der Befruchtung zusammentreffen,
und
eben so eine Pollenzelle a mit einer Keimzelle A, die andere mit a verbunden
werden.
Pollenzellen A A a a
| \ / |
| X |
| / \ |
Keimzellen A A a a
Das Ergebniss der Befruchtung lässt sich dadurch anschaulich machen, dass
die Bezeichnungen für die verbundenen Keim- und Pollenzellen in Bruchform
angesetzt werden, und zwar für die Pollenzellen über, für die
Keimzellen unter dem Striche. Man erhält in dem vorliegenden Falle:
A A a a
----- + ----- + ----- + -----
A a A a
Bei dem ersten und vierten Gliede sind Keim- und Pollenzellen gleichartig,
daher müssen die Producte ihrer Verbindung constant sein, nämlich
A und a ; bei dem zweiten und dritten hingegen erfolgt abermals eine Vereinigung
der beiden differirenden Stamm-Merkmale, daher auch die aus diesen Befruchtungen
hervorgehenden. Formen mit der Hybride, von welcher sie abstammen, ganz identisch
sind. Es findet demnach eine wiederholte Hybridisirung statt. Daraus erklärt
sich die auffallende Erscheinung, dass die Hybriden im Stande sind, nebst den
beiden Stammformen auch Nachkommen zu erzeugen, die ihnen selbst gleich sind;
A/a und a/A geben beide dieselbe Verbindung Aa, da es, wie schon früher
angeführt wurde, für den Erfolg der Befruchtung keinen Unterschied
macht, welches von den beiden Merkmalen der Pollen- oder Keimzelle angehört.
Es ist daher A/A + A/a + a/A + a/a = A + 2 Aa + a.
So gestaltet sich der mittlere Verlauf bei der Selbstbefruchtung der Hybriden,
wenn in denselben zwei differirende Merkmale vereinigt sind. In einzehlen
Blüthen
und an einzelnen Pflanzen kann jedoch das Verhältniss, in welchem die
Formen der Reihe gebildet werden, nicht unbedeutende Störungen erleiden.
Abgesehen davon, dass die Anzahl, in welcher beiderlei Keimzellen im Fruchtknoten
vorkommen, nur im Durchschnitte als gleich angenommen werden kann, bleibt es
ganz dem Zufalle überlassen, welche von den beiden Pollenarten an jeder
einzellen Keimzelle die Befruchtung vollzieht. Desshalb müssen die Einzelwerthe
nothwendig Schwankungen unterliegen, und es sind selbst extreme Fälle
möglich, wie sie früher bei den Versuchen über die Gestalt der
Samen und die Färbung des Albumens angeführt wurden. Die wahren Verhältnisszahlen
können nur durch das Mittel gegeben werden, welches aus der Summe möglichst
vieler Einzelwerthe gezogen wird; je grösser ihre Anzahl, desto genauer
wird das blos Zufällige eliminirt.
Die Entwicklungsreihe für Hybriden, in denen zweierlei differirende Merkmale
verbunden sind, enthält unter 16 Individuen 9 verschiedene Formen, nämlich:
AB + Ab + aB + ab + 2ABb + 2aBb + 2AaB + 2Aab + 4AaBb. Zwischen den verschiedenen
Merkmalen der Stammpflanzen A, a und B, b sind 4 constante Combinationen möglich,
daher erzeugt auch die Hybride die entsprechenden 4 Formen von Keim- und
Pollenzellen: AB, Ab, aB, ab, und jede davon wird im Durchschnitte 4mal in
Befruchtung treten,
da in der Reihe 16 Individuen erhalten sind. Daher nehmen an der Befruchtung
Theil die
Pollenzellen: AB+AB+AB+AB+Ab+Ab+Ab+Ab+aB+aB+aB+aB+ab+ab+ab+ab.
Keimzellen: AB+AB+AB+AB+Ab+Ab+Ab+Ab+aB+aB+aB+aB+ab+ab+ab+ab.
Im mittleren Verlaufe der Befruchtung verbindet sich jede Pollenform gleich
oft mit jeder Keimzellform, daher jede von den 4 Pollenzellen AB einmal mit
einer von den Keimzellarten AB, Ab, aB, ab. Genau eben so erfolgt die Vereinigung
der übrigen Pollenzellen von den Formen Ab, aB, ab mit allen anderen Keimzellen.
Man erhält demnach:
AB AB AB AB Ab Ab Ab Ab
---- + ---- + ---- + ---- + ---- + ---- + ---- + ----
AB Ab aB ab AB Ab aB ab
aB aB aB aB ab ab ab ab
+ ---- + ---- + ---- + ---- + ---- + ---- + ---- + ----
AB Ab aB ab AB Ab aB ab
oder
AB + ABb + AaB + AaBb + ABb + Ab + AaBb + Aab + AaB + AaBb + aB + aBb + AaBb
+ Aab + aBb + ab
= AB + Ab + aB + ab + 2ABb + 2aBb + 2AaB + 2Aab + 4AaBb
In ganz ähnlicher Weise erklärt sich die Entwicklungsreihe der
Hybriden, wenn in denselben dreierlei differirende Merkmale verbunden sind.
Die Hybride
bildet 8 verschiedene Formen von Keim- und Pollenzellen: ABC, ABc, AbC, Abc,
aBC, aBc, abC, abc, und jede Pollenform vereinigt sich wieder durchschnittlich
einmal mit jeder Keimzellform.
Das Gesetz der Combinirung der differirenden Merkmale, nach welchem die Entwicklung
der Hybriden erfolgt, findet demnach seine Begründung und Erklärung
in dem erwiesenen Sätze, dass die Hybriden Keim- und Pollenzellen erzeugen,
welche in gleicher Anzahl allen constanten Formen entsprechen, die aus der
Combinirung der durch Befruchtung vereinigter Merkmale hervorgehen.
[10] Versuch über die Hybriden anderer Pflanzenarten.
Es wird die Aufgabe weiterer Versuche sein, zu ermitteln, ob das für Pisum
gefundene Entwicklungsgesetz auch bei den Hybriden anderer Pflanzen Geltung
habe. Zu diesem Zwecke wurden in der letzten Zeit mehrere Versuche eingeleitet.
Beendet sind zwei kleinere Experimente mit Phaseolus-Arten, welche hier Erwähnung
finden mögen.
Ein Versuch mit Phaseolus vulgaris und Phaseolus nanus L. gab ein ganz übereinstimmendes
Resultat. Ph. nanus hatte nebst der zwergartigen Axe grüne einfach gewölbte
Hülsen, Ph. vulgaris hingegen eine 10-12' hohe Axe und gelb gefärbte,
zur Zeit der Reife eingeschnürte Hülsen. Die Zahlenverhältnisse,
in welchen die verschiedenen Formen in den einzelnen Generationen vorkamen,
waren dieselben wie bei Pisum. Auch die Entwicklung der constanten Verbindungen
erfolgte nach dem Gesetze der einfachen Combinirung der Merkmale, genau so,
wie es bei Pisum der Fall ist. Es wurden erhalten:
Constante Farbe der Form der
Verbindung: Axe: unreifen Hülse: reifen Hülse:
1 lang grün gewölbt
2 " " eingeschnürt
3 " gelb gewölbt
4 " " eingeschnürt
5 kurz grün gewölbt
6 " " eingeschnürt
7 " gelb gewölbt
8 " " eingeschnürt
Die grüne Hülsenfarbe, die gewölbte Form der Hülse und
die hohe Axe waren, wie bei Pisum, dominirende Merkmale.
Ein anderer Versuch mit zwei sehr verschiedenen Phaseolus-Arten hatte nur
einen theilweisen Erfolg. Als Samenpflanze diente Ph. nanus L., eine ganz
constante
Art mit weissen Blüthen in kurzen Trauben und kleinen weissen Samen in
geraden, gewölbten und glatten Hülsen; als Pollenpflanze Ph. multiflorus
W. mit hohem windenden Stengel, purpurrothen Blüthen in sehr langen Trauben,
rauhen sichelförmig gekrümmten Hülsen und grossen Samen, welche
auf pfirsichblüthrothem Grunde schwarz gefleckt und geflammt sind.
Die Hybride hatte mit der Pollenpflanze die grösste Aehnlichkeit, nur
die Blüthell erschienen weniger intensiv gefarbt. Ihre Fruchtbarkeit war
eine sehr beschränkte, von 17 Pflanzen, die zusammen viele hundert Blüthen
eutwickelten, wurden im Ganzen nur 49 Samen geerntet. Diese waren von mittlerer
Grösse und besassen eine ähnliche Zeichnung wie Ph. multiflorus;
auch die Grundfarbe war nicht wesentlich verschieden. Im nächsten Jahre
wurden davon 44 Pflanzen erhalten, von denen nur 31 zur Blüthe gelangten.
Die Merkmale von Ph. nanus, welche in der Hybride sämmtlich latent wurden,
kamen in verschiedenen Combinirungen wieder zum Vorscheine, das Verhältniss
derselben zu den dominirenden musste jedoch bei der geringen Anzahl von Versuchspflanze
sehr schwankend bleiben; bei einzelnen Merkmalen, wie bei jenen der Axe und
der Hülsenform, war dasselbe indessen wie bei Pisum fast genau 1:3.
So gering auch der Erfolg dieses Versuches für die Feststellung der Zahlenverhältnisse
sein mag, in welchen die verschiedenen Formen vorkamen, so bietet er doch anderseits
den Fall einer merkwürdigen Farbenwandlung an den Blüthen und Samen
der Hybriden dar. Bei Pisum treten bekanntlich die Merkmale der Blüthen-
und Samenfarbe in der ersten und den weiteren Generationen unverändert
hervor und die Nachkommen der Hybriden tragen ausschliesslich das eine oder
das andere der beiden Stamm-Merkmale an sich. Anders verhält sich die
Sache bei dem vorliegenden Versuche. Die weisse Blumen- und Samenfarbe von
Ph. nanus erschien allerdings gleich in der ersten Generation an einem ziemlich
fruchtbaren Exemplare, allein die übrigen 30 Pflanzen entwickelten Blüthenfarben,
die verschiedene Abstufungen von Purpurroth bis Blassviolett darstellen. Die
Färbung der Samenschale war nicht minder verschieden, als die der Blüthe.
Keine Pflanze konnte als volkommen fruchtbar gelten, manche setzten gar keine
Früchte au, bei anderen entwickelten sich dieselben erst aus den letzten
Blüthen und kamen nicht mehr zur Reife, nur von 15 Pflanzen wurden gut
ausgebildete Samen geerntet. Die meiste Neigung zur Unfruchtbarkeit zeigten
die Formen mit vorherrschend rother Blüthe, indem von 16 Pflanzen nur
4 reife Samen gaben. Drei davon hatten eine ähnlich Samenzeichnung wie
Ph. multiflorus, jedoch eine mehr oder weniger blasse Grundfarbe, die vierte
Pflanze brachte nur einen Samen von einfach brauner Färbung. Die Formen
mit überwiegend violetter Blüthenfarbe hatten dunkelbraune, schwarzbraune
und ganz schwarze Samen.
Der Versuch wurde noch durch zwei Generationen unter gleich ungünstigen
Verhältnissen fortgeführt, da selbst unter den Nachkommen ziemlich
fruchtbarer Pflanzen wieder ein Theil wenig fruchtbar oder ganz steril wurde.
Andere Blüthen- und Samenfarben, als die angeführten, kamen weiter
nicht vor. Die Formen, welche in der ersten Generation eines oder mehrere von
den recessiven Merkmalen erhielten, blieben in Bezug auf diese ohne Ausnahme
constant. Auch von jenen Pflanzen, welche violette Blüthen und braune
oder schwarze Samen besassen, änderten einzelne in den nächsten Generationen
die Blumen- und Samenfarbe nicht mehr, die Mehrzahl jedoch erzeugte nebst ganz
gleichen Nachkommen auch solche, welche weisse Blüthen und eben so gefarbte
Samenschalen erhielten. Die roth blühenden Pflanzen blieben so wenig fruchtbar,
dass sich über ihre Weiterentwicklung nichts mit Bestimmtheit sagen lässt.
Ungeachtet der vielen Störungen, mit welchen die Beobachtung zu kämpfen
hatte, geht doch soviel aus diesem Versuche hervor, dass die Entwicklung der
Hybriden in Bezug auf jene Merkmale, welche die Gestalt der Pflanze betreffen,
nach demselben Gesetze wie bei Pisum erfolgt. Rücksichtlich der Farbenmerkmale
scheint es allerdings schwierig zu sein, eine genügende Übereinstimmung
aufzufinden. Abgesehen davon, dass aus der Verbindung einer weissen und purpurrothen
Färbung eine ganze Reihe von Farben hervorgeht, von Purpur bis Blassviolett
und Weiss, muss auch der Umstand auffallen, dass unter 31 blühenden Pflanzen
nur eine den recessiven Character der weissen Färbung erhielt, während
das bei Pisum durchschnittlich schon an jeder vierten Pflanze der Fall ist.
Aber auch diese rätselhaften Erscheinungen würden sich wahrscheinlich
nach dem für Pisum geltenden Gesetze erklären lassen, wenn man voraussetzen
dürfte, dass die Blumen- und Samenfarbe des Ph. multiflorus aus zwei oder
mehreren ganz selbsständigen Farben zusammengesetzt sei, die sich einzeln
ebenso verhalten, wie jedes andere constante Merkmal an der Pflanze. Wäre
die Blüthenfarbe A zusammengesetzt aus den selbständigen Merkmalen
A(l) + A(2) + ..... , welche den Gesammt-Eindruck der purpurrothen Färbung
hervorrufen, so müssten durch Befruchtung mit dem differirenden Merkmale
der weissen Farbe a die Hybriden Verbindungen A(l)a + A(2)a + .... gebildet
werden, und ähnlich würde es sich mit der correspondirenden Färbung
der Samenschale verhalten. Nach der obigen Voraussetzung wäre jede von
diesen Hybriden Färbenverbindungen selbständig und würde sich
demnach ganz unabhängig von den übrigen entwickeln. Man sieht dann
leicht ein, dass aus der Combinirung der einzelnen Entwicklungsreihen eine
vollständige Farbenreihe hervorgehen müsste. Ware z. B. A = A(l)
+ A(2), so entsprechen den Hybriden A(l)a und A(2)a die Entwicklungsreihen
A(1) + 2A(1)a + a
A(2) + 2A(2)a + a
Die Glieder dieser Reihen können in 9 versehiedene Verbindungen treten
und jede davon stellt die Bezeichnung für eine andere Farbe vor:
1 A(1)A(2) 2 A(1)aA(2) 1 A(2)a
2 A(1)A(2)a 4 A(1)aA(2)a 2 A(2)aa
1 A(1)a 2 A(1)aa 1 aa
Die den einzelnen Verbindungen vorausgesetzten Zahlen geben zugleich an,
wie viele Pflanzen mit der entsprechenden Färbung in die Reihe gehören.
Da die Summe derselben 16 beträgt, so sind sämmtliche Farben im Durchschnitte
auf je 16 Pflanzen vertheilt, jedoch wie die Reihe selbst zeigt, in ungleichen
Verhältnissen.
Würde die Farbenentwicklung wirklich in dieser Weise erfolgen, so könnte
auch der oben angeführte Fall eine Erklärung finden, dass nämlich
die weisse Blüthen- und Hülsenfarbe unter 31 Pflanzen der ersten
Generation nur einmal vorkam. Diese Färbung ist in der Reihe nur einmal
enthalten, und könnte daher auch nur im Durchschnitte unter je 16, bei
drei Farbenmerkmalen sogar nur unter 64 Pflanzen einmal entwickelt werden.
Es darf jedoch nicht vergessen werden, dass die hier versuchte Erklärung
auf einer blossen Vermuthung beruht, die weiter nichts für sich hat, als
das sehr unvollständige Resultat des eben besprochenen Versuches. Es wäre übrigens
eine lohnende Arbeit, die Farbenentwicklung der Hybriden durch ähnliche
Versuche weiter zu verfolgen, da es wahrscheinlich ist, dass wir auf diesem
Wege die ausserordentliche Mannigfaltigkeit in der Färbung unserer Zierblumen
begreifen lernen.
Bis jetzt ist mit Sicherheit kaum mehr bekannt, als dass die Blüthenfarbe
bei den meisten Zierpflanzen ein äusserst veränderliches Merkmal
ist. Man hat häufig die Meinung ausgesprochen, dass die Stabilität
der Arten durch die Cultur in hohem Grade erschüttert oder ganz gebrochen
werde, und ist sehr geneigt, die Entwicklung der Culturformen als eine regellose
und zufällige hinzustellen; dabei wird gewöhnlich auf die Färbung
der Zierpflanzen, als Muster aller Unbeständigkeit, hingewiesen. Es ist
jedoch nicht einzusehen, warum das blosse Versetzen in den Gartengrund eine
so durchgreifende und nachhaltige Revolution im Pflanzen-Organismus zur Folge
haben müsse. Niemand wird im Ernste behaupten wollen, dass die Entwicklung
der Pflanze im freien Lande durch andere Gesetze geleitet wird, als am Gartenbeete.
Hier wie dort müssen typische Abänderungen auftreten, wenn die Lebensbedingungen
für eine Art geändert werden und diese die Fähigkeit besitzt,
sich den neuen Verhältnissen anzupassen. Es wird gerne zugegeben, dass
durch die Cultur die Entstehung neuer Varietäten begünstigt und durch
die Hand des Menschen manche Abänderung erhalten wird, welche im freien
Zustande unterliegen müsste, allein nichts berechtigt uns zu der Annahme,
dass die Neigung zur Varietätenbildung so ausserordentlich gesteigert
werde, dass die Arten bald alle Selbständigkeit verlieren und ihre Nachkommen
in einer endlosen Reihe höchst veränderlicher Formen auseinander
gehen. Wäre die Aenderung in den Vegetations-Bedingungen die alleinige
Ursache der Variabilität, so dürfte man erwarten, dass jene Culturpflanzen,
welche Jahrhunderte hindurch unter fast gleichen Verhältnissen angebaut
wurden, wieder an Selbständigkeit gewonnen hätten. Das ist bekanntlich
nicht der Fall, da gerade unter diesen nicht blos die verschiedensten, sondern
auch die veränderlichsten Formen gefunden werden. Nur die Leguminosen,
wie Pisum, Phaseolus, Lens, deren Befruchtungs-Organe durch das Schiffchen
geschützt sind, machen davon eine bemerkenswerthe Ausnahme. Auch da sind
während einer mehr als 1000 jährigen Cultur unter den mannigfaltigsten
Verhältnissen zahlreicht Varietäten entstanden, diese behaupten jedoch
unter gleich bleibenden Lebensbedingungen eine Selbständigkeit, wie
sie wild wachsenden Arten zukommt.
Es bleibt mehr als wahrscheinlich, dass für die Veränderlichkeit
der Culturgewächse ein Factor thätig ist, dem bisher wenig Aufmerksamkeit
zugewendet wurde. Verschiedene Erfahrungen drängen zu der Ansicht, dass
unsere Culturpflanzen mit wenigen Ausnahmen Glieder verschiedener Hybridreihen
sind, deren gesetzmässige Weiterentwicklung durch häufige Zwischenkreuzungen
abgeändert und aufgehalten wird. Es ist der Umstand nicht zu übersehen,
dass die cultivirten Gewächste meistens in grösserer Anzahl neben
einander gezogen werden, wodurch für die wechselseitige Befruchtung zwischen
den vorhandenen Varietäten und mit den Arten selbst die günstigste
Gelegenheit geboten wird. Die Wahrscheinlichkeit dieser Ansicht wird durch
die Thatsache unterstützt, dass unter dem grossen Heere veränderlicher
Formen immer einzelne gefunden werden, welche in dem einen oder anderen Merkmale
constant bleiben, wenn nur jeder fremde Einfluss sorgfältig abgehalten
wird. Diese Formen entwickeln sich genau eben so, wie gewisse Glieder der zusammengesetzten
Hybridreihen. Auch bei dem empfindlichsten aller Merkmale, bei jenem der Farbe,
kann es der aufmerksamen Beobachtung nicht entgehen, dass an den einzelnen
Formen die Neigung zur Veränderlichkeit in sehr verschiedenem Grade vorkommt.
Unter Pflanzen, die aus einer spontanen Befruchtung stammen, gibt es oft solche,
deren Nachkommen in Beschaffenheit und Anordnung der Farben weit auseinandergehen,
während andere wenig abweichende Formen liefern, und unter einer grösseren
Anzahl einzelne getroffen werden, welche ihre Blumenfarbe unverändert
auf die Nachkommen übertragen. Die cultivirten Dianthus-Arten geben dafür
einen lehrreichen Beleg. Ein weiss blühendes Exemplar von Dianthus Caryophylus,
welches selbst von einer weissblumigen Varietät abstammte, wurde während
der Blüthezeit in einem Glashause abgesperrt; die zahlreich davon gewonnenen
Samen gaben Pflanzen mit durchaus gleicher weisser Blüthenfarbe. Ein ähnliches
Resultat wurde von einer rothen, etwas ins Violette schimmernden und einer
weissen roth gestreiften Abart erhalten. Viele andere hingegen, welche auf
dieselbe Weise geschützt wurden, gaben mehr oder weniger verschieden gefärbte
und gezeichnete Nachkommen.
Wer die Färbungen, welche bei Zierpflanzen aus gleicher Befruchtung hervorgehen, überblickt,
wird sich nicht leicht der Überzeugung verschliessen können, dass
auch hier die Entwicklung nach einem bestimmten Gesetze erfolgt, welches möglicherweise
seinen Ausdruck in der Combinirung mehrerer selbständiger Farbenmerkmale
findet.
[11] Schluss-Bemerkungen.
Es dürfte nicht ohne Interesse sein, die bei Pisum gemachten Beobachtungen
mit den Resultaten zu vergleichen, zu welchen die beiden Autoritäten in
diesem Fache, Kölreuter und Gärtner, bei ihren Forschungen gelangt
sind. Nach der übereinstimmenden Ansicht beider halten die Hybriden der äusseren
Erscheinung nach entweder die Mittelform zwischen den Stammarten, oder sie
sind dem Typus der einen oder der anderen näher gerückt, manchmal
von denselben kaum zu unterscheiden. Aus den Samen derselben gehen gewöhnlich,
wenn die Befruchtung durch den eigenen Pollen geschah, verschiedene von dem
normalen Typus abweichende Formen hervor. In der Regel behält die Mehrzahl
der Individuen aus einer Befruchtung die Form der Hybride bei, während
andere wenige der Samenpflanze ähnlicher werden und ein oder das andere
Individuum der Pollenpflanze nahe kommt. Das gilt jedoch nicht von allen Hybriden
ohne Ausnahme. Bei einzelnen sind die Nachkommen theils der einen, theils der
anderen Stammpflanze näher gerückt, oder sie neigen sich sämmtlich
mehr nach der einen oder der anderen Seite hin; bei einigen aber bleiben sie
der Hybride vollkommen gleich und pflanzen sich unverändert fort. Die
Hybriden der Varietäten verhalten sich wie die Species-Hybriden, nur besitzen
sie eine noch grössere Veränderlichkeit der Gestalten und eine mehr
ausgesprochene Neigung, zu den Stammformen zurückzukehren.
In Bezug auf die Gestalt der Hybriden und ihre in der Regel erfolgende Entwicklung
ist eine Übereinstimmung mit den bei Pisum gemachten Beobachtungen nicht
zu verkennen. Anders verhält es sich mit den erwähnten Ausnahms-Fällen.
Gärtner gesteht selbst, dass die genaue Bestimmung, ob eine Form mehr
der einen oder der anderen von den beiden Stammarten ähnlich sei, öfter
grosse Schwierigkeiten habe, indem dabei sehr viel auf die subjective Anschauung
des Beobachters ankommt. Es konnte jedoch auch ein anderer Umstand dazu beitragen,
dass die Resultate trotz der sorgfältigsten Beobachtung und Unterscheidung
schwankend und unsicher wurden. Für die Versuche dienten grösstentheils
Pflanzen, welche als gute Arten gelten und in einer grösseren Anzahl von
Merkmalen verschieden sind. Nebst den scharf hervortretenden Characteren müssen
da, wo es sich im Allgemeinen um eine grössere oder geringere Aehnlichkeit
handelt, auch jene Merkmale eingerechnet werden, welche oft schwer mit Worten
zu fassen sind, aber dennoch hinreichen, wie jeder Pflanzenkenner weiss, um
den Formen ein fremdartiges Aussehen zu geben. Wird angenommen, dass die Entwicklung
der Hybriden nach dem für Pisum geltenden Gesetze erfolgte, so musste
die Reihe bei jedem einzelnen Versuche sehr viele Formen umfassen, da die Gliederzahl
bekanntlich mit der Anzahl der differirenden Merkmale nach den Potenzen von
3 zunimmt. Bei einer verhältnissmässig kleinen Anzahl von Versuchspflanzen
konnte dann das Resultat nur annähernd richtig sein und in einzelnen Fällen
nicht unbedeutend abweichen. Wären z. B. die beiden Stammarten in 7 Merkmalen
verschieden, und würden aus den Samen ihrer Hybriden zur Beurtheilung
des Verwandtschafts-Grades der Nachkommen 100 bis 200 Pflanzen gezogen, so
sehen wir leicht ein, wie unsicher das Urtheil ausfallen müsste, da für
7 differirende Merkmale die Entwicklungsreihe 16,384 Individuen unter 2187
verschiedenen Formen enthält. Es könnte sich bald die eine, bald
die andere Verwandtschaft mehr geltend machen, je nachdem der Zufall dem Beohachter
diese oder jene Formen in grösserer Anzahl in die Hand spielt.
Kommen ferner unter den differirenden Merkmalen zugleich dominirende vor,
welche ganz oder fast unverändert auf die Hybride übergehen, dann muss an
den Gliedern der Entwicklungsreihe immer jene der beiden Stammarten mehr hervortreten,
welche die grössere Anzahl der dominirenden Merkmale besitzt. In dem früher
bei Pisum für dreierlei differirende Merkmale angeführten Versuche
gehörten die dominirenden Charactere sämmtlich der Samenpflanze an.
Obwohl die Glieder der Reihe sich ihrer inneren Beschaffenheit nach gleichmässig
zu beiden Stammpflanzen hinneigen, erhielt doch bei diesem Versuche der Typus
der Samenpflanze ein so bedeutendes Übergewicht, dass unter je 64 Pflanzen
der ersten Generation 54 derselben ganz gleich kamen, oder nur in einem Merkmale
verschieden waren. Man sieht, wie gewagt es unter Umständen sein kann,
bei Hybriden aus der äusseren Übereinstimmung Schlüsse auf
ihre innere Verwandtschaft zu ziehen.
Gärtner erwähnt, dass in jenen Fällen, wo die Entwicklung eine
regelmässige war, unter den Nachkommen der Hybriden nicht die beiden Stammarten
selbst erhalten wurden, sondern nur einzelne ihnen näher verwandte Individuen.
Bei sehr ausgedehnten Entwicklungsreihen konnte es in der That nicht anders
eintreffen. Für 7 differirende Merkmale z. B. kommen unter mehr als 16,000
Nachkommen der Hybride die beiden Stammformen nur je einmal vor. Es ist demnach
nicht leicht möglich, dass dieselben schon unter einer geringen Anzahl
von Versuchspflanzen erhalten werden; mit einiger Wahrscheinlichkeit darf
man jedoch auf das Erscheinen einzelner Formen rechnen, die demselben in
der Reihe
nahe stehen.
Einer wesentlichen Verschiedenheit begegnen wir bei jenen Hybriden, welche
in ihren Nachkommen constant bleiben und sich eben so wie die reinen Arten
fortpflanzen. Nach Gärtner gehören hieher die ausgezeichnet fruchtbaren
Hybriden: Aquilegia atropurpurea-canadensis, Lavatera pseudolbia-thuringiaca,
Geum urbano-rivale und einige Dianthus-Hybriden; nach Wichura die Hybriden
der Weidenarten. Für die Entwicklungsgeschichte der Pflanzen ist dieser
Umstand von besonderer Wichtigkeit, weil constante Hybriden die Bedeutung neuer
Arten erlangen. Die Richtigkeit des Sachverhaltes ist durch vorzügliche
Beobachter verbürgt und kann nicht in Zweifel gezogen werden. Gärtner
hatte Gelegenheit, den Dianthus Armeria-deltoides bis in die 10. Generation
zu verfolgen, da sich derselbe regelmässig im Garten von selbst fortpflanzte.
Bei Pisum wurde es durch Versuche erwiesen, dass die Hybriden verschiedenartige
Keim- und Pollen-Zellen bilden, und dass hierin der Grund für die Veränderlichkeit
ihrer Nachkommen liegt. Auch bei anderen Hybriden, deren Nachkommen sich ähnlich
verhalten, dürfen wir eine gleiche Ursache voraussetzen; für jene
hingegen, welche constant bleiben, scheint die Annahme zulässig, dass
ihre Befruchtungszellen gleichartig sind und mit der Hybriden-Grundzelle ühereinstimmen.
Nach der Ansicht berühmter Physiologen vereinigen sich bei den Phanerogamen
zu dem Zwecke der Fortpflanzung je eine Keim- und Pollenzelle zu einer einzigen
Zelle*, welche sich durch Stoffaufnahme und Bildung neuer Zellen zu einem selbständigen
Organismus weiter zu entwickeln vermag. Diese Entwicklung erfolgt nach einem
constanten Gesetze, welches in der materiellen Beschaffenheit und Anordnung
der Elemente begründet ist, die in der Zelle zur lebensfahigen Vereinigung
gelangten. Sind die Fortpflanzungszellen gleichartig und stimmen dieselben
mit der Grundzelle der Mutterpflanze überein, dann wird die Entwicklung
des neuen Individuums durch dasselbe Gesetz geleitet, welches für die
Mutterpflanze gilt. Gelingt es, eine Keimzelle mit einer ungleichartigen Pollenzelle
zu verbinden, so müssen wir annehmen, dass zwischen jenen Elementen beider
Zellen, welche die gegenseitigen Unterschiede bedingen, irgend eine Ausgleichung
stattfindet. Die daraus hervorgehende Vermittlungszelle wird zur Grundlage
des Hybriden-Organismus, dessen Entwicklung nothwendig nach einem anderen Gesetze
erfolgt, als bei jeder der beiden Stammarten. Wird die Ausgleichung als eine
vollständige angenommen, in dem Sinne nämlich, dass der hybride Embryo
aus gleichartigen Zellen gebildet wird, in welchen die Differenzen gänzlich
und bleibend vermittelt sind, so würde sich als weitere Folgerung ergeben,
dass die Hybride, wie jede andere selbständige Pflanzenart, in ihren Nachkommen
constant bleiben werde. Die Fortpflanzungszellen, welche in dem Fruchtknoten
und den Antheren derselben gebildet werden, sind gleichartig und stimmen mit
der zu Grunde liegenden Vermittlungszelle überein.
* Bei Pisum ist es wohl ausser Zweifel gestellt, dass zur Bildung des neuen Embryo eine vollständige Vereinigung der Elemente beider Befruchtungszellen stattfinden müsse. Wie wollte man es sonst erklären, dass unter den Nachkommen der Hybriden beide Stammformen in gleicher Anzahl und mit allen ihren Eigentümlichkeiten wieder hervortreten Wäre der Einfluss des Keimsackes auf die Pollenzelle nur ein äusserer, wäre demselben blos die Rolle einer Amme zugetheilt, dann könnte der Erfolg einer jeden künstlichen Befruchtung kein anderer sein, als dass die entwickelte Hybride ausschliesslich der Pollenpflanze gleich käme, oder ihr doch sehr nahe stände. Das haben die bisherigen Versuche in keinerlei Weise bestätigt. Ein gründlicher Beweis für die vollkommene Vereinigung des Inhaltes beider Zellen liegt wohl in der allseitig bestätigten Erfahrung, dass es für die Gestalt der Hybride gleichgiltig ist, welche von den Stammformen die Samen- oder Pollenpflanze war.
Bezüglich jener Hybriden, deren Nachkommen veränderlich sind, dürfte
man vielleicht annehmen, dass zwischen den differirenden Elementen der Keim-
und Pollenzelle wohl insofern eine Vermittlung stattfindet, dass noch die Bildung
einer Zelle als Grundlage der Hybride möglich wird, dass jedoch die Ausgleichung
der widerstrebenden Elemente nur eine vorübergehende sei und nicht über
das Leben der Hybridpflanze hinausreiche. Da in dem Habitus derselben während
der ganzen Vegetationsdauer keine Aenderungen wahrnehmbar sind, müssten
wir weiter folgern, dass es den differirenden Elementen erst bei der Entwicklung
der Befruchtungszellen gelinge, aus der erzwungenen Verbindung herauszutreten.
Bei der Bildung dieser Zellen betheiligen sich alle vorhandenen Elemente in
völlig freier und gieichmässiger Anordnung, wobei nur die differirenden
sich gegenseitig auschliessen. Auf diese Weise würde die Entstehung so
vielerlei Keim- und Pollenzellen ermöglicht, als die bildungsfähigen
Elemente Combinationen zulassen.
Die hier versuchte Zurückführung des wesentlichen Unterschiedes in
der Entwicklung der Hybriden auf eine dauernde oder vorübergehende Verbindung
der differirenden Zellelemente kann selbstverständlich nur den Werth einer
Hypothese ansprechen, für welche bei dem Mangel an sicheren Daten noch
ein weiterer Spielraum offen stände. Einige Berechtigung für die
ausgesprochene Ansicht liegt in dem für Pisum geführten Beweise,
dass das Verhalten je zweier differirender Merkmale in hybrider Vereinigung
unabhängig ist von den anderweitigen Unterschieden zwischen den beiden
Stammpflanzen, und ferner, dass die Hybride so vielerlei Keim- und Pollenzellen
erzeugt, als constante Combinationsformen möglich sind. Die unterscheidenden
Merkmale zweier Pflanzen können zuletzt doch nur auf Differenzen in
der Beschaffenheit und Gruppirung der Elemente beruhen, welche in den Grundzellen
derselben in lebendiger Wechselwirkung stehen.
Die Geltung der für Pisum aufgestellten Sätze bedarf allerdings selbst
noch der Bestätigung, und es wäre desshalb eine Wiederholung wenigstens
der wichtigeren Versuche wünschenswerth, z. B. jener über die Beschaffenheit
der hybriden- Befruchtungszellen. Dem einzelnen Beobachter kann leicht ein
Differentiale entgehen, welches, wenn es auch anfangs unbedeutend scheint,
doch so anwachsen kann, dass es für das Gesammt-Resultat nicht vernachläissigt
werden darf. Ob die veränderlichen Hybriden anderer Pflanzenärten
ein ganz übereinstimmendes Verhalten beobachten, muss gleichfalls erst
durch Versuche entschieden werden ; indessen dürfte man vermuthen, dass
in wichtigen Puncten eine principielle Verschiedenheit nicht vorkommen könne,
da die Einheit im Entwicklungsplane des organischen Lebens ausser Frage steht.
Zum Schlusse verdienen noch eine besondere Erwähnung die von Kölreuter,
Gärtner u. a. durchgeführten Versuche über die Umwandlung einer
Art in eine andere durch künstliche Befruchtung. Diesen Experimenten wurde
eine besondere Wichtigkeit beigelegt, Gärtner rechnet dieselben zu den "allerschwierigsten
in der Bastarderzeugung."
Sollte eine Art A in eine andere B verwandelt werden, so wurden beide durch
Befruchtung verbunden und die erhaltenen Hybriden abermals mit dem Pollen
von B befruchtet; dann wurde aus den verschiedenen Abkömmlingen derselben
jene Form ausgewählt, welche der Art B am nächsten stand und wiederholt
mit dieser befruchtet, und sofort, bis man endlich eine Form ernielt, welche
der B gleich kam und in ihren Nachkommen constant blieb. Damit war die Art
A in die andere Art B umgewandelt. Gärtner allein hat 30 derartige Versuche
mit Pflanzen aus den Geschlechtern: Aquilegia, Dianthus, Geum, Lavatera, Lychnis,
Malva, Nicotiana und Oenothera durchgeführt. Die Umwandlungsdauer war
nicht für alle Arten eine gleiche. Während bei einzelnen eine 3malige
Befruchtung hinreichte, musste diese bei anderen 5- bis 6mal wiederholt werden;
auch für die nämlichen Arten wurden bei verschiedenen Versuchen Schwankungen
beobachtet. Gärtner schreibt diese Verschiedenheit dem Umstande zu, dass "die
typische Kraft, womit eine Art bei der Zeugung zur Veränderung und Umbildung
des mütterlichen Typus wirkt, bei den verschiedenen Gewächsen sehr
verschieden ist, und dass folglich die Perioden, innerhalb welcher und die
Anzahl von Generationen, durch welche die eine Art in die andere umgewandelt
wird, auch verschieden sein müssen, und die Umwandlung bei manchen Arten
durch mehr, bei anderen aber durch weniger Generationen vollbracht wird." Ferner
bemerkt derselbe Beobachter, "dass es auch bei dem Umwandlungsgeschäfte
darauf ankommt, welcher Typus und welches Individuum zu der weiteren Umwandlung
gewählt wird."
Dürfte man voraussetzen, dass bei diesen Versuchen die Entwicklung der
Formen auf eine ähnliche Weise wie bei Pisum erfolgte, so würde der
ganze Umwandlungsprocess eine ziemlich einfache Erklärung finden. Die
Hybride bildet so vielerlei Keimzellen, als die in ihr vereinigten Merkmale
constante Combinationen zulassen, und eine davon ist immer gleichartig mit
den befruchtenden Pollenzellen. Demnach ist für alle derartigen Versuche
die Möglichkeit vorhanden, dass schon aus der zweiten Befruchtung eine
constante Form gewonnen wird, welche der Pollenpflanze gleichkommt. Ob dieselbe
aber wirklich erhalten wird, hängt in jedem einzelnen Falle von der Zahl
der Versuchspflanzen ab, sowie von der Anzahl der differirenden Merkmale, welche
durch die Befruchtung vereinigt wurden. Nehmen wir z. B. an, die für den
Versuch bestimmten Pflanzen wären in 3 Merkmalen verschieden und es sollte
die Art ABC in die andere abc durch wiederholte Befruchtung mit dem Pollen
derselben umgewandelt werden. Die aus der ersten Befruchtung hervorgehende
Hybride bildet 8 verschiedene Arten von Keimzellen nämlich:
ABC, ABc, AbC, aBC, Abc, aBc, abC, abc.
Diese werden im zweiten Versuchsjahre abermals mit den Pollenzellen abc verbunden
und man erhält die Reihe:
AaBbCc + AaBbc + AabCc + aBbCc + Aabc + aBbc + abCc + abc
Da die Form abc in der 8gliedrigen Reihe einmal vorkommt, so ist es wenig
wahrscheinlich, dass sie unter den Versuchspflanzen fehlen könnte, wenn diese auch nur
in einer geringeren Anzahl gezogen würden, und die Umwandlung wäre
schon nach zweimaliger Befruchtung vollendet. Sollte sie zufallig nicht erhalten
werden, so müsste die Befruchtung an einer der nächst verwandten
Verbindungen Aabc, aBbc, abCc wiederholt werden. Es wird ersichtlich, dass
sich ein derartiges Experiment desto länger hinausziehen müsse, je
kleiner die Anzahl der Versuchspflanzen und je grösser die Zahl der differirenden
Merkmale an den beiden Stammarten ist, dass ferner bei den nämlichen Arten
leicht eine Verschiebung um eine, selbst um zwei Generationen vorkommen könne,
wie es Gärtner beobachtet hat. Die Umwandlung weit abstehender Arten
kann immerhin erst im 5. oder 6. Versuchsjahre beendet sein, indem die Anzahl
der
verschiedenen Keimzellen, welche an der Hybride gebildet werden, mit den
differirenden Merkmalen nach den Potenzen von 2 zunimmt.
Gärtner fand durch wiederholte Versuche, dass die wechselseitige Umwandlungsdauer
für manche Arten verschieden ist, so dass öfter eine Art A in eine
andere B um eine Generation früher verwandelt werden kann, als die Art
B in die andere A. Er leitet daraus zugleich den Beweis ab, dass die Ansicht
Kölreuter's doch nicht ganz stichhältig sei, nach welcher "die
beiden Naturen bei den Bastarden einander das vollkommenste Gleichgewicht halten." Es
scheint jedoch, dass Kölreuter diesen Tadel nicht verdient, dass vielmehr
Gärtner dabei ein wichtiges Moment übersehen hat, auf welches er
an einer anderen Stelle selbst aufmerksam macht, dass es nämlich "darauf
ankommt, welches Individuum zur weiteren Umwandlung gewählt wird." Versuche,
welche in dieser Beziehung mit zwei Pisum-Arten angestellt wurden, weisen darauf
hin, dass es für die Auswahl der tauglichsten Individuen zu dem Zwecke
der weiteren Befruchtung einen grossen Unterschied machen könne, welche
von zwei Arten in die andere umgewandelt wird. Die beiden Versuchspflanzen
waren in 5 Merkmalen verschieden, zugleich besass die Art A sämmtliche
dominirende, die andere B sämmtliche recessive Merkmale. Für die
wechselseitige Umwandlung wurde A mit dem Pollen von B und umgekehrt B mit
jenem von A befruchtet, dann dasselbe an den beiderlei Hybriden im nächsten
Jahre wiederholt. Bei dem ersten Versuche B/A waren im 3. Versuchsjahre für
die Auswahl der Individuen zur weiteren Befruchtung 87 Pflanzen vorhanden,
und zwar in den möglichen 32 Formen; für den zweiten Versuch A/B
wurden 73 Pflanzen erhalten; welche in ihrem Habitus durchgehends mit der Pollenpflanze übereinstimmten,
jedoch ihrer inneren Beschaffenheit nach eben so verschieden sein mussten,
wie die Formen des anderen Versuches. Eine berechnete Auswahl war daher bloss
bei dem ersten Versuche möglich, bei dem zweiten mussten auf den blossen
Zufall hin, einige Pflanzen ausgeschieden werden. Von den letzteren wurde nur
ein Theil der Blüthen mit dem Pollen von A befruchtet, der andere hingegen
der Selbstbefruchtung überlassen. Unter je 5 Pflanzen, welche für
die beiden Versuche zur Befruchtung verwendet waren, stimmten, wie der nächstjahrige
Anbau zeigte, mit der Pollenpflanze überein:
Erster Zweiter
Versuche Versuch
--------------------------------
2 Pflanzen ---- in allen Merkmalen
3 " ---- " 4 "
---- 2 Pflanzen " 3 "
---- 2 " " 2 "
---- 1 Pflanze " 1 Merkmal.
Für den ersten Versuch war damit die Umwandlung beendet, bei dem zweiten,
der nicht weiter fortgesetzt wurde, hätte wahrscheinlich noch eine zweimalige
Befruchtung stattfinden müssen.
Wenn auch der Fall nicht häufig vorkommen dürfte, dass die dominirenden
Merkmale ausschliesslich der einen oder der anderen Stammpflanze angehören,
so wird es doch immer einen Unterschied machen, welche von beiden die grössere
Anzahl besitzt. Kommt die Mehrzahl der dominirenden Merkmale der Pollenpflanze
zu, dann wird die Auswahl der Formen für die weitere Befruchtung einen
geringere Grad von Sicherheit gewähren, als in dem umgekehrten Falle,
was eine Verzögerung in der Umwandlungsdauer zur Folge haben muss, vorausgesetzt,
dass man den Versuch erst dann als beendet ansieht, wenn eine Form erhalten
wird, die nicht nur in ihrer Gestalt der Pollenpflanze gleichkommt, sondern
auch wie diese in den Nachkommen constant bleibt.
Durch den Erfolg der Umwandlungs-Versuche wurde Gärtner bewogen, sich
gegen die Meinung derjenigen Naturforscher zu kehren, welche die Stabilität
der Pflanzenspecies bestreiten und eine stäte Fortbildung der Gewächsarten
annehmen. Es sieht in der vollendeten Umwandlung einer Art in die andere den
unzweideutigen Beweis, dass der Species feste Grenzen gesteckt sind, über
welche hinaus sie sich nicht zu ändern vermag. Wenn auch dieser Ansicht
eine bedingungslose Geltung nicht zuerkannt werden kann, so findet sich doch
anderseits in den von Gärtner angestellten Versuchen eine beachtenswerthe
Bestätigung der früher über die Veränderlichkeit der
Culturpflanzen ausgesprochenen Vermuthung.
Unter den Versuchsarten kommen cultivirte Gewächse vor, wie Aquilegia
atropurpurea und canadensis, Dianthus Caryophyllus, chinensis und japonicus,
Nicotiana rustica und paniculata , und auch diese hatten nach einer 4- bis
5maligen hybriden Verbindung nichts von ihrer Selbständigkeit verloren.
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