(Aus der Sektion fiir Zfichtungsbiologie des M~hrischen Zootechnischen Landes-Forschungsinstitutes in Brfinn [C. S.R.]. [Publ. Nr. 132.])

STUDIEN UBER DIE FUNKTION DER IM WASSER GELOSTEN N:~_HRSUBSTANZEN IM STOFFWECHSEL DER WASSERTIERE.

XIV. ~IITTEI'LUNG. DIE WACHSTUMSSTEIGERNDE WIRKUNG GELOSTER Ni~HRSTOFFE (BEI GEFORMTER NAHRUNG) ALS

EINE LABILE R.EAKTION.

Von

JAROSLAV K~ENECK~7.

(Eingegangen am 27. April 1928.)

Halt man Kaulquappen in L6sungen von organischen Sub, stanzen und stellt man ihnen noch geformte Nahrung (pulverisiertes getrocknetes Katbfleisch und pulverisierte getroeknete Wasserpflanzen) zur Ver- ftigung, so zeigen die Tiere eine machtige Wachstumssteigerung, welche gegeniiber nur in reinem Wasser gefiitterten Kaulquappen in Uberlangen bis etwa 50% und in Ubergewichten (Trocken- und Lebendgewicht) his etwa 230% ausmachen kann. In meinen ersteren Versuchen (Kf~i2E- ~,-ECK~; ", ]924, 1925) erhielt ich dieses Ergebnis unter Verwendung yon Lbsungen Pepton +Saccharose in Konzentrationen yon 0,2 +0 ,7 g auf 1 1 und Bioklein in Konzentr~tion yon 1 g a u f 1 1 Wasser. Bei abnehmen tier Konzentration (1 g bis 0,05 g) nahm diese Waehstumssteigerung aueh ab (bis 5,71% fiir Uberlangen und 6,82% bzw. 8,23% ~iir ~bergewichte).

In diesen ersteren Versuchen handelte es sich um LSsungen, welche 1N~-Substanzen bzw. Abbauprodukte der Eiweil3stoffe enthielten (Peptone Albuminate usw.). In weiteren Versuchen in Gemeinsehaft mit POD~- RADSKY konnte ich feststellen (K]~IZENECKY und PODttRADSKY, 1924), da[t dieselbe Wachstumssteigerung auch in L6sungen yon reinem Gly- zerin erscheint, ~lso in LSsungen, welehe N-frei sind.

Dieser Umstand schien mir fiir die Erkl~rung des Mechanismus dieser Waehstumssteigerung wichtig zu sein. Da, wie HYKE~ (1923, 1928) ge- zeigt hat, die Frosehhaut fiir gelSste (Glukose) und emulgierte (Fette) iN'~hrsubstanzen permeabel ist, war ich urspriinglieh der Meinung, dal~ die Wachstumssteigerung dadureh zustande kommt, dal] den Kaul- quappen ein doppelter N~hrstoffzuflul~ zur Verfiigung steht: einer aus der geformten Nahrung, einer aus den gel6sten N~hrsubstanzen. Als nun festgestellt wurde, dal~ die Wachstumssteigerung auch in N-freien LS- sungen stattfindet, erschien der Vorgang sehon nicht mehr als eine ein-

Studien fiber die Funktion der im Wasser gel5sten l~hrsubstanzen. XIV. 71

fache additive Ausnfitzung der gelSsten N~ihrsubstanzen. Nachdem es auch zu einer Steigerung in der Bildung neuer K6rpersubstanz, also in N-Assimilation kam, was auf Rechnung der L6sung nicht stattfinden konnte, muBte geschlossen werden, dab es zu einer Stimulation in der Ausnfitzung der geformten Nahrung kam, was auf eine allgemeine stimu- lative Steigerung der Assimilationsprozesse hinwies.

Neuere Versuche, welche ich unter Mitwirkung yon O. DUBSKs atts- geffihrt babe ( K i t i ~ c ~ : q und DUBSK~, 1927), haben gezeigt, dab in diesem Vorgange eine gewisse Rolle auch der Verminderung der Ober: fli~chenspannung, die durch die aufgelSsten Nhhrsubstanzen entsteht, zukommt. Doch zeigte sich dabei zugleich, dab diese Verminderung der Oberfl~ichenspannung nicht die einzige Ursache der Wachstumssteige- rung sein kann, sondern dab dabei auch der direkten Ausnfitzung der gel6sten N~hrstoffe unzweifelhaft eine Rolle zukolfimt.

Ffir die weitere Verfolgung dieser Erscheinung ist nun die Best~tigung und Erweiterung yon Bedeutung, welche meinen Befunden die Versuche yon WlLLV.I~ gebracht haben. Dieser Forscher hat gefunden, dal3 bei Forellenbrut eiue Darreichung gel6ster Asparagins~iure eine tihnliche Wachstumssteigerung hervorruft. Die Endgewichte der sonst gleich ge- haltenen und ern~ihrten Tiere waren :

Ohne Asparaginsi~ure . . . . . . . t l 9,34 mg (Durchschnitt) einmalige Gabe der Asparagins/~ure . 126,75 . . . . zweimalige Gabe der Asparagins~ure 145,85 . . . .

Die Endl~ngen betrugen bei diesen Tieren: 25,36 mm, 25,77 mm und 28,02 ram.

WILL]~Ir will zwar aus diesen Resultaten auf eine wirkliche Wachs- tumssteigerung nicht schliel~en, da die Trockensubstanz nicht bestimmt wurde und demzufolge nicht ausgeschlossen ist, dab eine blol~e gesteigerte Wasseraufnahme vorliegt. Im Vergleich mit meinen Befunden an Kaul- quappen, bei denen unter paxallelen Bedingungen auch die Trockenmasse entsprechend vermehrt wurde, scheint mir aber die Identit~t meiner und WILLERS Befunde als fast gesichert.

Es scheint also, dab es sich hier um eine allgemeine Reaktion der Wassertiere handelt, welche auch den Fischen zukommt. Dieser Um- stand scheint mir yore Standpunkte pralctiacher Fischerei als besonders wichtig. Eine weitere Untersuchung in dieser Richtung ist also empfeh- lenswert.

Aus diesem Grunde will'ich hier kurz fiber Versuche berichteli, welche gezeigt haben, daft diese Wachstumssteigerung eine sehr labile Rea]ction ist, deren Zustandekommen yon verschiedenen Nebenumst~nden abh~ngt, welche vorl~ufig noch unbekannt .erscheinen. In einer Reihe yon Ver- subhen, welche ich neuerdings ausgeffihrt habe, habe ich ~ m l i c h - - trotz der genauen Einhaltung derselben Bedingungen~wie in den frfiheren Ver-

72 J. K}i~eneck~: Studien fiber die Funktion der im Wasser

suchen - - bei den Kaulquappen keine solche Wachstumssteigerung be- kommen, welche friiher eine regelm~I~ige Erscheinung war.

DaB die Wachstumssteigerung eine labile Reaktion ist, konnte ich schon in frfiheren, in Gemeinschaft mit PODmaADSKff ausgeffihrten Ver- suchen beobachten (Ki~i~E~v.cKff und PODHaADSKff, 1924): Ein Heu- extrakt, der reich an Fe war, rief die Wachstumssteigerung nur in ge- ringeren Konzentrationen hervor, in hSheren paralysierte abet Fe die Reaktion; eine Vermehrung der Kaulquappenzahl um 100% (Verminde- rung des relativen Lebensraumes) paralysierte im Sinne der Befunde yon BILSXI (1921 ) ebenfalls die Wachstumssteigerung.

In diesen Versuchen waxen die paralysierten Ursachen bekannt. In den neueren Yersuehen fiel aber die Wachstumssteigerung aus, obwohl es sich um dieselben LSsungen wie ]riiher gehandelt hatte (Bioklein bzw. Pepton + Saccharose) und obwohl streng darauf geaehtet wurde, dab in allen Serien (Kontrollserie und Versuchsserien) dieselbe Kaulquappenzahl eingehalten werde. Dabei axbeitete ich mit demselben Wasser der Briinner Wasserleitung und dab in die Versuchsserien und in die KontroUserie in jedem Versuche Kaulquappen aus demselben Laichballen, d. h. yon den- selben Eltern kamen, brauche ich gewi$ nicht bes0nders hervorzuheben, denn dieser Umstand gehfrt zu den selbstverstiindlichen Grundbe- dingungen aller unserer Versuche.

Es h/~tte zwax keinen Sinn, fiber solche negativ ausgefallenen Ver- suehe zu berichten, ohne zugleich die Ursachen, welehe die Differenz her- vorrufen, mitteilen zu kSnnen. Leider zwingt reich die Organisation der Arbeit im hiesigen Institut, die Fortsetzung.dieser Kaulquappenversuche fiir unbestimmte Zeit aufzugeben, so dab ieh mich nicht imstande sehe, diesem Problem nachzugehen. Ich will deshalb wenigstens alle diejenigen, welche sich mit solchen Arbeiten vielleieht beschgftigen werden, auf diesen Umstand aufmerksam machen.

Es handelte sieh um Versuehe, in welchen untersucht werden sollte, wie sich die Wachstumssteigerung gestaltet, wenn die Kaulquappen in den L6sungen nur kfirzeregeit bleiben, und zwar entweder in ihrem friihen oder ihrem fortgesehritteneren-Alter. Dabei soUten untersucht werden: Erstens die Wirkung der absoluten Dauer der LSsungswirkung und zweitens die Wirkung des Entwicklungsstadiums der Kaulquappen. Es lag auch die X~'rage vor, ob es n6tig ist, die Kaulquappen dauernd in der L6sung zu lassen oder ob es ein Stadium gibt, welches allein empfindlich fiir den waehstumssteigernden Impuls der L6sungen Wgre (sensibles Stadium).

Auf keine yon diesen Fragen gaben aber die ausgefiihrten Versuche Antwort, denn in keinem yon ihnen erschien eine solche Wachstums- steigerung, welehe uns yon den friiheren Versuehen bekannt wax.

gelSsten N~hrsubstanzen im Stoffweehsel der Wassertiere. XIV. 73

U m w e i t e r e n F o r s c h e r n e in V e r g l e i c h s m a t e r i a l zu b i e t e n , wi l l i ch h i e r

d ie E r g e b n i s s e d e r e i n z e l n e n V e r s u c h e k u r z r e p r o d u z i e r e n .

Versuch Nr. I.

Anfang des Versuches am 14. IV. Dauer 30 Tage. KSrperl~nge der Kau lquappen 11,66 ram. LSsung: ] 000 ccm Wasser + 0,5 g Bioklein.

Versuchsausff ihrung:

Kontrol lser ie : Reines Wasser. Versuchsser ieA: K au l quappen am 5. Versuchstage aus der LSsung in reines

Wasser i iber t ragen ,, B: , am 10. Dasselbe ,, C: ,, am 20. ,, ,, D: ,, die ganze Versuchszeit in LSsung gehalten.

Resu l t a t (14. V.):

Versuchsserie Kontrol lser ie A B C D

28,42 m m 27,26 m m 29,37 m m 28,88 mm 27,52 ram. I n keiner Versuchsserie eine Wachstumsste igerung.

Versuch •r. II .

Anfang des Versuches 27. IV. Dauer 29 Tage. KSrperl~nge der K au l quappen 15,09 ram. LSsung: 1000 ccm Wasser + 0,5 g Bioklein.

Versuchsausff ihrung: Kontrol lser ie : Reines Wasser. Versuchsserie A: Kau lquappen am 5. Versuchstage aus der L5sung in reines

Wasser i iber t ragen ,, B: ,, am 10. Dasselbe ,, C: ,, am 20. , D: ,, die ganze Versuehszei t in der LSsung gehalten.

Resu l t a t (26. V.):

Versuehsserie Kontrol lser ie A B C D

33,82 mm 37,25 m m 35,09 m m 36,39 m m 37,35 ram. I n allen Versuchsser ien eine schwaehe Wachs tumss te igerung, welche 2,27 m m

bis 3,53 mm, d. h. 6 , 7 % - - 1 0 , 3 % bet r~gt und sich also mi t der sons~ b e k a n n t e n k a u m vergleichen l~Bt; keine Para l le l i t~ t m i t der Dauer der Behand]ung.

Versuch Nr. I I I . Anfang des Versuches am 14. V. Dauer des ~Tersuches 30 Tage. KSrperl~nge der K au l quappen 11,66 ram. LSsung: 1000 ecru Wasser + 1 g Bioklein.

Versuchsansf i ihrung: Kontrol lser ie : Reines Wasser. Versuehsserie A: K au l quappen vom Anfang des Versuehes in LTsung.

,, B: ,, am 5. Versuchstage in die LSsung gebrach t ,, C: ,, am 10. ,, ,, ,, ,, I ) : ,, am 20. ,, ,, ,,

7 4 J . KH~eneek~: Studien fiber die Funk t ion der im Wasser

Resu l ta t (14. V.):

Versuchsserie Kontrol lser ie A B C D

28,57 m m 27,97 m m 27,39 mm 25,50 mm 25,23 m m

Es ergibt sich in allen Versuchsserien eine gewisse Wachstumshemmung, welche mi t der Zeit der Behand lung abn immt .

Versuch Nr. I V. Anfang des Versuches am 27. IV. Dauer des Versuehes 29 Tage. K6rperlAnge der Kau lquappen 15,09 ram. L6sung: 1000 ccm Wasser + 0,5 g Bioklein.

Versuchsausff ihrung:

Kontrol lser ie : Reines Wasser. Versuehsserle A: K a u l q u a p p e n veto Anfang des Versuches in tier L6sung

,, B: ,, vom 5. Versuehstage an in der L6sung ,, C: ,, vom 10. ,, ,, D: ,, vom 20. ,,

Resu l ta t (2gb V.):

Versuchsserie

Kon~roltserie A B C D 33,82 m m 37,39 m m 34,91 ram 32,14 m m 35,85 ram.!

E ine gewisse Wachs tumss te igerung in den Versuchsserien A (3,57 r a m = 10,75%), B (1,09 m m = 3 , 2 2 % ) und D (2,03 m m = 6 , 0 2 % ) , welche aber zu gering s ind und keine Regelm~tl3igkeit zeigen (liegen in Grenzen der natf i r l ichen Vari- b i l i ta t ?).

Versuch Nr. V. Anfang des WersuShes am 9. V. Dauer des u 24 Tage. K6rper lange der Kau lquappen 15,94 ram. L6sung: 1000 ccm Wasser + 0,5 g WI~T~-Pepton + 0,5 g Saecharose.

Versuchsausf i ihrung:

Kontrol lser ie : Reines Wasser. �9 Versuchsser ieA: am 8. Versuchstage a.us der L6sung herausgenommen

,, B : a m 15. ,, ,, ,, ,, ,, ,, C: bis zum AbschluB des Versuehes in der L6sung.

Resu l ta t (2. VI.):

Versuchsserie Kontrol lser ie A B C

30,78 m m 31,98 m m 32,60 m m 33,39 mm.

Es zeigt ~ieh eine schwache Waehs tumss te ige rung :in den Versuchsserien, welehe mi t der Daue~ der Behand lung mi t der L6sung (A-B-C) zun immt (1,20 m m = 3,89%, 1,82 m m = 9,91%, 2,61 m m - - 8,47% ).

Die Wachs tums te ige rung is t aber zu klein, um Beweiskraf t zu haben.

Vemuch Nr. VI. Anfang des Versuches am 9. V. Dauer des Versuches 24 Tage. KSrperl~nge der K a u l q n a p p e n 17,26 ram. L6sung: 1000 ccm Wasser +0 ,5 g WZTTE-Pepton +0 ,5 g Saecharose.

gelSsten N~hrsubstanzen im Stoffwechsel der Wassertiere. XIV. 75

Versuehsausftihrung: Kontrollserie: "Reines Wasser. Versuchsserie A: yore Anfang des Versuches an in der LTsung

,, B: am 8. Versuchstage in die LTsung gelegt ,, C: am 16. ,, ,, ,, ,, 7,

Resultat (2. VI.): Versuchsserie

Kontrollserie A B C 39,22 mm 34,21 mm 32,89 mm 30,32 ram.

In den Versuchsserien zeigt sich eine gewisse Waehstumssteigerung, welche mit der J)auer der Behandlung (C-B-A) zunimmt (0,10 ram= 0,33%, 2,67 ram= 8,83%, 3,99 ram= 13,50%); auch hier ist die Wachstumssteigerung aber zu klein.

Wi r sehen also, dal~ es in ke inem yon diesen Versuchen zu e iner Wachs - t umss t e ige rung g e k o m m e n ist , welche wir in den f r i iheren Versuehen - - kennen ge le rn t haben , und zwar auch n ich t in jenen Versuchsser ien, welche die ganze Versuchsdauer in den LTsungen geha l ten wurden. E ine gewisse Ste igerung t r a t in den Versuchen Nr. VI , V, I V und I I auf ; sie war aber zu ger ing ( immer un te r e twa 10%) und zeigte nur in den Ver- suchen V I a n d V eine Para l l e l i t i i t m i t der Zei t der LTsungse inwirkung. Jedenfa l l s war sie aucn b ier wel t h in t e r der b e k a n n t e n W a c h s t u m s - s te iger tmg, s(~ dal~ ieh das a l lgemeine R e s u l t a t dieser Versuche als n e g a t i v be t r aeh te .

Dazu will ich noeh einen ande renVersueh mi t versch iedenen LTsungen anfi ihren, der m i t den vorhergehenden pa ra l l e l zu gleicher Zei t ausgeff ihr t wurde und ebenfal ls ein nega t ives R e s u l t a i ha t t e .

Versuch Nr. VIL Anfang des Versuehes am 9. V. Dauer des Versuehes 30 Tage. KTrperlange der Kaulquappen 13,00 ram.

Versuchsausfiihrung: Kontrollserie: Reines Wasser. Versuchsserle A: 1009 cem Wasser + 0,5 g Pepton (WITTE)

,, B: ~ C :

,, E :

~7 F :

7, G :

KontroUserie A B 33,58 33,30 33,48

,, , + 0,5 g Pepton + 0,5 g Saccharose ,, + 0,5 g Saccharose , +0,5 g Pepton +0,5 ccm Glyzerin ,, + 0,5 cem Glyzerin ,, +0,5 g Pepton+0,5 g Glukose ,, . + 0,5 g Glukose.

Resultat (8. VI.): Versuehsserie

C D E F G 31,99 34,36 32,96 34,54 33,70 ram.

Dieser Versuch i s t pa ra l l e l zu dem Versuche, den ich seinerzei t m i t PODHRA])SK~ ausgeff ihr t h a b e : Sein R e s u l t a t i s t aber vo l lkommen nega t iv .

76 J. KH~eneek)'u Studien fiber die Funktion der im Wasser

Wo die Ursache bzw. die Ursachen dieser Differenz gegeniiber den frfiheren Befunden liegt, kann ich nicht sagen. Wie ieh sehon friiher her- vorgehoben, habe, waren die Versuehsbedingungen dieselben wie in den frfiheren Versuehen: Dieselbe Behandlung der Kaulquappen vor Anfang des Versuches, dieselbe Fiit terungsart , dasselbe Wasser (Briinner Wasser- leitungswasser), dieseIben aufgelbsten Substanzen(WITTE-Pepton, Saccha- rose, Glukose, Glyzerin, Bioklein), dieselbe Behandlung der Tiere im Ver- suchsverlauf (t/igliehes Wasser- bzw. Lbsungswechsel). Auch die Ver- suehszeit war dieselbe: In meinen ersteren Versuehen dauerte die Ver- suchsffihrung 24, 22, 43 Tage, in den Versuchen mit PODH~ADSX~: 36 und 24 Tage und in diesen neuen negativ ausgefallenen Versuehen 30, 29, 30, 29, 24, 24, 30 Tage. Die Erkl/irung dureh zu kurze Versuchsdauer, welche nicht geniigt h/itte, um die wachstumssteigernde Wirkung hervor- t reten zu lassen, fiillt also weg. Auch das Alter bzw. das Entwicklungs- stadium, in dem die Kaulquappen in die Versuehe kamen, war in allen Versuehen nahe zu dasselbe: In meinen ursprfinglichen Versuchen han- delte es sich um Kaulquappen in der Grbl3e yon 13,00 m m u n d 10,90 ram, in den Versuchen mit PODHRADSX~ in der Grbfle yon 13,45 und 20,13 m m und in den neueren, negativen in der Grbl3e yon 11,66, 15,09, 11,66, 15,09, 15,94, 17,26, 13,00 ram.

Es mu$ sich also augenscheinlich um Ursachen handeln, welche durch die genannten Bedingungen nicht erfaBbar sind. Welche diese Ursachen sind, dies zu ermitteln, muB ich anderen Forsehern ~berlassen. Vor- laufig kann aus diesen Versuehen nut konstatiert werden, daft die Waehs- tumssteigerung dutch gel6ste N~hrsubstanzen eine sehr labile Reaktion ist, welche leicht ausbleiben kann. Man soll sieh also bei der Uberpriifung meiner friiheren Befunde dutch die negativen Resultate nieht iiber- rasehen lassen, sondern im Gegenteil nach den Ursaehen dieser Diffe- renzen suchen. Denn andererseits glaube ich auf Grund meiner frfi- heren Befunde und auf Grund der zitierten Befunde yon WILLEI~ den SchluB ziehen zu kbnnen, dab die Existenz dieser wachstumssteigern- den Wirkung gelbster N~hrstoffe ]iir die Wassertiere eine allgemeine lCeaktion ist und dab es sich hier um keine zufiillige Erscheinung handelte.

L i t e r a t u r v e r z e i c h n i s .

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gelSsten N~hrsubstanzen im Stoffweehsel der Wassertiere. XIV. 77

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