Onderzoekingen over de ontwikkeling van de anthere, van den zaadknop en van het zaad bij beta vulgaris l.

ONDERZOEKINGEN OVER DE O N T

WIKKELING VAN DE ANTHERE, VAN

DEN ZAADKNOP EN VAN HET ZAAD

-ONDERZOEKINGEN OVER DE

ONT-WIKKELING VAN DE ANTHERE, VAN

DEN ZAADKNOP EN VAN HET

ZAAD BIJ BETA VULGARIS L.

PROEFSCHRIFT

TER VERKRIJGING VAN DEN GRAAD VAN DOCTOR IN DE TECHNISCHE WETENSCHAP AAN DE TECH-NISCHE HOOGESCHOOL TE DELFT, OP GEZAG VAN DEN RECTOR-MAGNIFICUS DR. IR. G. VAN ITERSON JR., HOOGLEERAAR IN DE AFDEELING DER SCHEIKUNDIGE TECHNOLOGIE, VOOR EEN COMMISSIE UIT DEN SENAAT TE VERDEDIGEN OP VRIJDAG 20 NOVEMBER 1925, DES NAMIDDAGS

— TEN 3 URE,

-DOOR

JOANNES PETRUS DUDOK VAN HEEL JR.,

Aan mijne Vrouw.

Aan mijne Ouders.

Bij het beëindigen van mijn Proefschrift is het mij een behoefte aan allen, die tot mijn wetenschappelijke vorming hebben bijgedragen, dank te zeggen.

In de allereerste plaats denk ik hierbij aan de Hoogleeraren van de Afdeeling der Scheikundige Technologie.

Hooggeleerde Ter Meulen, jReinders, Boeseken en Steger, met dankbaarheid herinner ik mij Uw gewaardeerde colleges en Uw aangename leiding bij de Practische Oefeningen.

In hef bijzonder dank ik U, Hooggeleerde Van Iterson, hooggeschatte Promotor, voor het vele, dat ik U verschuldigd ben. Onder de bezwaar-lijke mobilisatie omstandigheden was ik door U welwillende medewerking in de gelegenheid mijn studie te voltooien, maar bovenal dank ik U poor de steun mij bij het bewerken van dit proefschrift verleend. De juiste en welwillende critiek en de aanmoediging, die ik steeds van U mocht ondervinden, zullen mij, bij mijn verder werk tot grooten steun zijn en bij mij in dankbare herinnering blijven.

INHOUD.

Biz.

Inleiding 1 HOOFDSTUK I.

De bouw van de anthere van Beta

vulgaris L. en de microsporogenese.

§ 1. De bouw en de ontwikkeling van de anthere 9

§ 2. De microsporogenese 15 HOOFDSTUK II.

De vorming van den zaadknop van Beta

vulgaris L. en de macrosporogenese.

§ 1. De vorming van den zaadknop 24

§ 2. De macrosporogenese 32 HOOFDSTUK III.

De bevruchting.

§ 1. De wijze van bloeien 42 § 2. Het al of niet voorkomen van protandrie. 44

§ 3. Wind- of insectenbestuiving 44 § 4. Zelfbestuiving en kruisbestuiving 47

HOOFDSTUK IV.

De veranderingen in den embryozak na de bevruchting.

§ 1. Het endosperm 56 § 2. De vorming van het embryo 59

V

INLEIDING,

§ 1. Doel van het onderzoek.

De oogsten van beetwortelzaad van de Konink-lijke Beetwortelzaadcultuur „KUHN 6 Co." te Naarden zijn steeds van een zeer groot aantal contrac-tanten afkomstig en elke partij, die onder andere omstandigheden is geoogst, wordt jaarlijks op kracht onderzocht. Het is nu gebleken, dat de kiem-kracht van verschillende partijen, die onder andere omstandigheden gegroeid zijn, zeer verschillend kan zijn, terwijl ook de gemiddelde kiemkracht in ver-schillende jaren zeer kan uiteenloopen. Er zijn slechts bepaalde streken, waar beetwortelzaad met goede kiemkracht kan worden verbouwd; diepere polders zooals de Haarlemmermeerpolder, zijn hiervoor ten eenen male ongeschikt.

Behalve deze verschillen in de verschillende partijen handelszaad, hebben wij bij ons veredelings-werk ook kunnen constateeren, dat er steeds sommige planten voorkomen, die zeer slecht of in het geheel niet kiemend zaad leveren.

De oorzaken van al deze verschillen waren volkomen onbekend, terwijl toch een goede kiem-kracht één der eerste vereischten is voor goed zaaizaad. Bij het onderzoek naar de oorzaken van een slechte kiemkracht, trof het mij, dat er van de bevruchting en de vorming van het zaad bij Beta

vulgaris slechts zeer weinig bekend was. Afgescheiden ook van het bedoelde vraagstuk, moet het voor de beetwortelzaadcultuur van belang worden ge-acht, dat deze processen volledig bekend zijn. Immers alleen dan zal men afwijkingen van het normale kunnen constateeren en naar hare beteekenis kunnen beoordeelen.

Het doel van het volgend onderzoek was nu, na te gaan, hoe de anthere en de zaadknop worden gevormd, hoe de bevruchting verloopt en hoe daarna het zaad wordt gevormd.

De bestudeering der cytologie van de be-vruchting stuitte op vele bezwaren en ik heb mij dan ook, wat de bevruchting betreft, in hoofdzaak tot het doen van enkele biologische waarnemingen moeten beperken. De ontwikkeling van anthere, zaadknop en zaad kon daarentegen vrij volledig worden nagegaan. Daarbij werden slechts bij groote uitzondering onregelmatigheden geconstateerd, die voor het voortbrengen van slecht kiemend zaad verantwoordelijk zouden kunnen worden gesteld. Het was ook van te voren wel aan te nemen, dat het niet zeer waarschijnlijk was, dat een slechte kiemkracht in het algemeen haar oorzaak zou vinden in een onregelmatig verloop van deze processen; men kon verwachten, dat hier veeleer physiologische factoren in het spel zouden zijn.

Naast het, als hoofdzaak, verrichte onderzoek, heb ik dan ook zorgvuldig de verschillende factoren, die van invloed op de kiemkracht kunnen zijn, nagegaan. Ofschoon ik daarover in dit proefschrift niet nader zal spreken, meen ik toch hier te moeten mededeelen, dat mij hierbij is gebleken, dat men vooral op zeer zware gronden met een overvloedige stikstofbemesting een minder goede kiemkracht ver-krijgt. Een voorbeeld hiervan waren de, ingevolge der Scheurwet gescheurde, 100 a 150 jaar oude, zoogenaamde „greiden" op de Friesch-Groningsche

grens. Óp deze gronden ontstaat een zóó weelderig gewas, dat de stengels en bladeren op den tijd, dat het zaad rijp is, nog geheel groen en saprijk zijn. Wanneer die zaaddragende stengels dan worden afgesneden, hebben deze saprijke stengels naar het schijnt een zeer slechten invloed op de kiemkracht van het daaraan narijpende zaad. Hiertegenover staat, dat men steeds een buitengewoon goede kiemkracht aantreft bij gewassen, waarvan de stengel reeds min of meer bruin en verdroogd is, als het zaad wordt geoogst.

Een doelmatige bemesting en een zorgvuldig uitzoeken van den grond kan dus een zeer goeden invloed op de kiemkracht van het zaad uitoefenen.

§ 2. Het gebruikte materiaal.

Als materiaal heb ik het te Naarden aanwezige veredelingsmateriaal van de Koninklijke Beetwortel-zaadcultuur „ K U H N & Co." gebruikt.

Voor de veredeling worden jaarlijks een 500 a 650 beetwortelen uitgezocht, om als familiehoofden te dienen. Deze bieten worden in het voorjaar in een kas geplaatst en wanneer de oogen en wortels voldoende zijn uitgeloopen, worden zij in een aantal stukken gesneden. Deze stukjes (stekken) worden verder in warme bakken geplaatst en ongeveer begin Mei op het vrije veld uitgeplant. Het is door deze methode mogelijk, voldoende zaad van elk familiehoofd te verkrijgen, om op groote schaal, van elk familiehoofd afzonderlijk, een na-komelingschap te kweeken.

Deze verschillende nakomelingschappen worden op de familieproefvelden onderling vergeleken. De nakomelingschap van één familiehoofd noemen wij dan familie. Uit deze families worden nu jaarlijks de 20 beste gekozen, om verder te teelen. De

bieten van deze beste, of Super-Elite-families, worden nu individueel onderzocht. De beste hiervan geven de nieuwe familiehoofden, de tweede soort wordt gebruikt om het stamzaad voort te brengen, waaruit dan na één generatie het handelszaad wordt gekweekt. De 500 familiehoofden stammen dus uit 20 families. De familiehoofden worden jaarlijks zóó bij elkaar geplant, dat de afstammelingen van éénzelfde moederplant elkaar bestuiven. Het door mij gebruikte materiaal was uit deze, sinds vier tot vijf generaties door inteelt voortgeplante, individuen afkomstig.

De habitus van de verschillende families is zeer verschillend, terwijl de planten in éénzelfde familie zeer gelijkvormig zijn. Ik heb echter geen reden te vermoeden, dat de vorming van de anthere, den zaadknop en het zaad of de bevruchting bij deze ingeteelde planten anders verloopt als bij planten uit gewoon handelszaad.

Een deel van mijn materiaal heb ik ontleend aan z.g. trotsers. Deze planten vormen in het tweede jaar zeer laat of in het geheel geen zaadstengel. Ik heb het materiaal, van deze planten afkomstig, helaas niet afzonderlijk behandeld en zooals wij in Hoofdstuk II zullen zien, heeft dit verzuim vermoedelijk tot complicaties aanleiding gegeven.

§ 3. Technische Opmerkingen.

Van de door mij verzamelde takken werden in het laboratorium onder een prepareerloupe de antheren en de zaadknoppen uit de gesloten bloemen geprepareerd. Ook heb ik de toppen van sommige stengels met de jonge vruchtbeginsels in hun geheel gefixeerd.

Als flxeeroplossing gebruikte ik ten deele FLEMMING's oplossing, van de volgende samen-stelling :

50 cm' 2 % osmiumzuur, 187,5 cm M % chroomzuur en

12,5 cm' ijsazijn

en ten deele de oplossing van CARNOY, zooals deze wordt opgegeven in CHAMBERLAIN Methods in Plant Histology, 1920.

Objecten, die met Flemmingsoplossing gefixeerd zijn, geven bij kleuring met haematoxyline een zwartkleuring, zoodat ik al de preparaten, die met haematoxyline gekleurd moesten worden, met Carnoy-oplossing fixeerde.

De objecten werden eerst gedurende 24 uur in de Flemmingsoplossing gelaten en daarna gedurende 24 uur met stroomend water uitgespoeld. Hierna werden zij, met tusschenpoozen van 2 uur, over-gebracht in alcohol van 30 «/o, 50 "/o, 70 7„, 96 7o en in absoluten alcohol, zooals dit door H. SIEBEN wordt aangegeven in zijn Einführung in die botanische Mikrotechnik, 1913.

Bij mijn latere preparaten heb ik de aanwijzingen van CHAMBERLAIN toegepast en de overbrenging van water in absoluten alcohol veel geleidelijker doen plaats vinden. Ik nam toen achtereenvolgens met tusschenpoozen van twee uur alcohol van 2'' , 5, 7'/,, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 70, 85, 96 en 100 7o. De weefsels bleven in dit geval veel mooier en deze werkwijze kwam den preparaten zeer ten goede.

Wanneer met Carnoy-oplossing gefixeerd werd, kon ik de objecten direct uit de fixeervloeistof in absoluten alcohol overbrengen en werd deze zoolang ververscht, tot elke reuk van azijnzuur verdwenen was. De objecten bleven nu gedurende 24 uur in den absoluten alcohol en daarna, eveneens gedurende 24 uur, in een mengsel van 50 'Vo alcohol en 50 7o chloroform. Hierna kwamen zij in zuivere chloroform tot zij hierin zonken, waarna paraffine, smeltpunt 52" C , werd toegevoegd.

de objecten in paraffine, smeltpunt 52 " C , ingesmolten. Het snijden van de coupes geschiedde met een MINOT-microtoom van L E I T Z . De dikte der coupes was voor de antheren 5ft, voor de zaadknoppen 8,«. In het begin van mijn onderzoek heb ik een kleinen studentenmicrotoom gebruikt uit het Laboratorium voor Technische Botanie; ook hiermede kon ik zeer goede coupes maken.

De paraffinebanden werden met eiwitglycerine op de normale wijze op de voorwerpglaasjes geplakt en gestrekt. Vóór het kleuren werd de paraffine met chloroform of xylol verwijderd.

Het kleuren met Flemming's driekleurenmethode geschiedde op de volgende wijze:

De preparaten werden, nadat de paraffine ver-wijderd was, achtereenvolgens gebracht, in een mengsel van 50 Vo chloroform en 50 7o alcohol, in alcohol van 96, 70, 50 en 30 % en in water. Ik bewerkte steeds gelijktijdig twintig objectglazen. Deze werden dan gedurende een nacht in een op-lossing van 2 g safranine in 100 cm'' 50 "/o-ige alcohol, waaraan eenige druppels anilinewater waren toegevoegd, geplaatst. Objecten, die in Flemmings-oplossing waren gefixeerd, werden eerst, zoo noodig in 2 "/o-ige Hj 0,-oplossing gebleekt. Den volgenden morgen werden de objectglazen achtereenvolgens afgespoeld met water, gedifferentieerd met 0,1 % H C 1 -oplossing in alcohol en gebracht in alcohol van 96 7o. Wanneer zij voldoende gedifferentieerd waren, werden zij in water en vervolgens in een oplossing van 1 g gentiaanviolet in 100 cm* water over-gebracht. In deze oplossing bleven de objecten '/4 a 1 minuut. Hierna werden de glaasjes weer met water afgespoeld en werd gedifferentieerd met 0,1 %-ige oplossing van Oranje G.

Ik deed dit door mijn Oranje G-oplossing in een druppelfleschje te bewaren en telkens eenige druppels van deze oplossing op de objectglazen te

doen. Na eenigen tijd werd dan de Oranje G-op-lossing verwijderd en het gentiaanviolet met 96 'Vo-igen alcohol uitgetrokken. Daarna werden, wanneer de differentiatie niet ver genoeg was, de glaasjes weer in water overgebracht en de bewerking herhaald, tot de preparaten onder den microscoop toonden goed gekleurd te zijn.

W a s dit het geval, dan werden de preparaten overgebracht in absoluten alcohol en opgeklaard met bergamotolie en met canadabalsem ingesmolten.

Bij het kleuren met haematoxyline werden de objectglazen, nadat de paraffine verwijderd was, gedurende één nacht in een 3 "/o-ige ijzeraluin op lossing gezet. Den volgenden morgen werden zij gedurende 10 minuten in stroomend water uitge-wasschen en dan gedurende 2 uur in het donker in de haematoxylineoplossing gezet. Deze oplossing werd gemaakt door 2 g haematoxyline op te lossen in een weinig absoluten alcohol en dan tot 100 cm' water toe te voegen. Deze oplossing moet in het donker worden bewaard en is dan na ongeveer een maand goed om te gebruiken. Nadat de prepa-raten uit de haematoxylineoplossing kwamen, werden zij gedurende tien minuten in stroomend water uit-gespoeld en dan gedifferentieerd met een 3 %-ige ijzeraluinoplossing. Deze ijzeraluin moet telkens na gebruik voor een aantal preparaten worden weg-gegooid en mag niet gebruikt worden voor de eerste bewerking met ijzeraluin.

Nadat de preparaten onder den microscoop toonden voldoende gedifferentieerd te zijn, werden zij, na tusschenstations met alcohol van verschillende sterkte, te hebben gepasseerd, overgebracht in absoluten alcohol en opgehelderd met bergamotolie en met canadabalsem ingesmolten.

Als microscoop gebruikte ik het statief C C D van ZEISS. De teekeningen werden gemaakt met het teekenprisma volgens ABBE van ZEISS. Het

teekenvel werd steeds op een hellende tafel gelegd ter hoogte van de objecttafel. De teekeningen van de microsporogenese werden gemaakt met de olieimmersie, brandpuntsafstand 2 mm, n.a. 1, 3, en het compen-satieoculair K 18. De teekeningen gereproduceerd op de platen II en III, werden gemaakt met de olieimmersie of met de apochromatische F en de oculairen 2, K 4, K 8 en K 12. Hiermede kon ik telkens slechts een klein gedeelte tegelijk teekenen. Deze deelen werden later samengevoegd en met behulp van de Chambre-claire-universelle over-geteekend. Bij het persklaar maken van de teekeningen heb ik zeer veel hulp ondervonden van Mej. M. STORK, waarvoor ik haar hier nogmaals mijn hartelijken dank betuig.

H O O F D S T U K I.

De Bouw van de Anthere van Beta vulgaris L. en de Microsporogenese.

§ 1. De bouw en ontwikkeling van de anthere. De bouw van de anthere bij Beta vulgaris is geheel normaal en de anthere bestaat dus uit twee helften verbonden door een connectief, zooals ook in figuur 1 is te zien.

Figuur 1. Rijpe anthere van Beta vulgaris; s stomiura.

Vergr. 103 X.

Deze figuur geeft een dwarsdoorsnede van een rijpe anthere. De tusschenwanden, die bij de nog 9

onrijpe anthere de helften in twee pollenzakjes verdeelen, zijn hier reeds verdwenen, terwijl op de wanden der cellen van de binnenste cellaag (het endo-thecium), de U-vormige lijsten zijn waar te nemen, die een functie bij het openspringen der anthere vervullen. Het stomium (s) is bij Beta vulgaris sterk ontwikkeld.

Wanneer wij nu de volgende figuren beschouwen en daaraan de ontwikkeling van de anthere bij Beta

Figuur 2. Deel van den nog onrijpen antherewand; ex exothecium, en endo-thecium, m middellagen, t tapetum, pm poUenmoedercellen. Vergr. 1720 X.

vulgaris nagaan, zien wij in figuur 2 het stadium weergegeven, waarin de poUenmoedercellen nog in rust verkeeren, vóór de reductiedeeling.

De poUenmoedercellen (pm), zijn rondom door een laag cellen, het tapetum (t), omgeven, die evenals de poUenmoedercellen in de preparaten donker zijn gekleurd door hun rijken protoplasma-inhoud. De verdere wand van de anthere bestaat uit een tweetal middellagen (m) en voorts uit het endothecium (en) en het exothecium (ex). De cellen van deze laatste lagen zijn in de preparaten, in tegenstelling met de cellen van het tapetum en de poUenmoedercellen, lichter gekleurd en dus minder rijk aan protoplasma. Op de wanden van het endothecium zijn nog geen verdikkingslijsten te zien.

W a t de middellagen betreft, moet ik hier nog vermelden, dat hun aantal niet constant is en ik, evenals C O U L T E R (1) dit bij Ranunculus waarnam, in mijn Beta vuig ar is-prepar aten op verschillende plaatsen in eenzelfden antherewand een verschillend aantal middellagen waarnam.

Gedurende de prophase van de reductiedeeling, die nu bij den verderen groei van de anthere in de poUenmoedercellen gaat optreden, zijn de middellagen nog onveranderd aanwezig, terwijl ook de cellen van het tapetum alsdan nog niet belangrijk in grootte zijn toegenomen. Na de synizesis, dus na de grootste contractie in de reductiedeeling, wanneer de kerndraden zich weer in een open spireem los-wikkelen, zien wij, dat de cellen van het tapetum bij Beta vulgaris sterk zijn ontwikkeld. S T O M P S (2) wijst erop, dat men bij Spinacia oleracea juist door deze ontwikkeling van de tapetumcellen na te gaan den ouderdom van de anthere gemakkelijk kan bepalen en hierdoor de pre- en postsynaptische stadia der reductiedeefing kan onderscheiden, wat ook bij Beta vulgaris het geval is.

Figuur 3 geeft het bovenbedoelde stadium aan. De tapetumcellen hebben in deze figuur bijna alle twee kernen, terwijl hun donkere kleur een rijken

protoplasmainhoud aanduidt. Het tapetum is bij Beta vulgaris in dit stadium nog een geheel aaneengesloten laag cellen, terwijl ook de beide middellagen nog aanwezig zijn. De cellen dezer laatste hebben nog, evenals de cellen van het endothecium en van het exothecium, een lichter gekleurden inhoud en kleinere kernen dan de cellen

Figuur 3. Deel van een anthere; kernen der poUenmoedercellen in het stadium na de synizesis. (Celwanden tusschen poUenmoedercellen niet zichtbaar).

Vergr. 1260 X.

van het tapetum. Het endothecium is in dit stadium nog geheel onveranderd, terwijl de sterk gekromde buitenwanden van de exotheciumcellen thans opvallen. De inhoud der poUenmoedercellen is in de preparaten thans zóó donker gekleurd, dat de celwanden in de meeste gevallen niet zijn te zien. In figuur 3 zijn deze dan ook niet geteekend en zou het den indruk kunnen wekken, dat de kernen in een groote protoplasmamassa zonder tusschenwanden aanwezig waren. Dit is niet het geval; de wanden zijn wel degelijk aanwezig en

zijn ook in latere stadia weer duidelijk waar te nemen. Figuur 4 geeft een volgend stadium in de ontwikkeling van de anthere bij Beta vulgaris aan. De poUenmoedercellen zijn in figuur 4 in het stadium der diakinese en liggen dan soms reeds vrij ver van elkaar, als in de figuur aangegeven. Meestal begint echter de desorganisatie van dit weefsel in een veel later stadium. De cellen van het tapetum

Figuur 4. Deel van een anthere; kernen der poUenmoedercellen in het diakinesestadium. Vergr. 1260 X.

zijn nog donker gekleurd. De laag begint zich echter te desorganiseeren. De binnenste van de twee middellagen is nagenoeg geheel verdwenen; wij zien, dat in figuur 4 nog slechts een enkele cel van deze laag over is. Het endothecium is nog geheel onveranderd aanwezig.

antliere vermelden C O U L T E R 6 CHAMBER-LAIN (3), dat gewoonlijk het tapetum na het tetraëder-stadium wordt gedesorganiseerd, evenals de dan nog aanwezige middellagen, terwijl dan ook de lijsten op de wanden der endotheciumcellen komen. Het totaal verdwijnen van de middellagen en het zich vormen van lijsten op de wanden der endo-theciumcellen geschiedt, volgens mijn waarnemingen, bij Beta vulgaris in een veel later stadium, zooals uit figuur 5 blijkt.

Figuur 5. Antherewand van Beta vulgaris, waarbinnen twee nog niet geheel rijpe pollenkorrels. Verg. 665 X.

In het stadium dezer figuur zij n de pollenkorrels reeds gevormd. Het tapetum is geheel gedesorganiseerd en hiervan is nog slechs een dunne, onregelmatige proto-plasmalaag langs den wand der anthere over. De buitenste middellaag is echter nog volkomen intact en als een regelmatige laag aanwezig. De endothecium-cellen zijn veel grooter en prismatisch van vorm ge-worden, maar op de celwanden hiervan is bij Beta vulgaris in dit stadium nog niets van U-vormige lijsten te bemerken.

nu ook de laatste der middellagen en vormen zich de U-vormige lijsten op de wanden der endothecium-cellen, terwijl ook de tusschenwanden tusschen de beide pollenzakjes in elk der antherehelften ver-dwijnen (zie figuur 1).

Uit de bovenstaande beschrijving blijkt, dat de anthere bij Beta vulgaris zich normaal ontwikkelt, op de wijze namelijk, als dit in de handboeken voor ver-schillende andere planten wordt aangegeven en zooals dit oorspronkelijk door W A R M I N G (4) voor een aantal antheren is beschreven.

§ 2. De Microsporogenese.

De microsporogenese is voor Beta vulgaris reeds door Mej. M A T T H I J S E N (5) beschreven. Mijn waarnemingen vertoonen enkele afwijkingen en aanvullingen van die van Mej. M A T T H I J S E N waarbij echter in het oog moet worden gehouden, dat deze laatste bij de bestudeering van de micro-sporogenese als materiaal schieters van voederbieten gebruikte, terwijl al mijn materiaal afkomstig was van de door de firma „ K U H N 6 Co." geteelde suikerbieten.

Mej. M A T T H I J S E N geeft aan, dat men in het protoplasma der generatieve cellen, in afwijking van dat der vegetatieve cellen, een bepaalde structuur, veel gelijkend op de „Wabenstruktur" van Bütschh, kan waarnemen. De protoplasmamassa is sterk korrelig met vele kleine vacuolen, wat ook in mijn preparaten is te zien.

In de volgende figuren is het verloop van de microsporogenese, zooals die door mij is waargenomen in de kernen der poUenmoedercellen van Beta vulgaris, geschetst.

Figuur 6A geeft het leptonemastadium aan. Wij zien de dunne chromatinedraden over de geheele kern verspreid liggen. In dit stadium werden door mij geen dubbele draden waargenomen. De kern wordt nu iets grooter en in Figuur 6B is het volgende stadium, het zygonemastadium geschetst. De draden liggen in dit stadium paarsgewijze naast elkaar.

Figuur 6. Verschillende stadia der prophase en de diakinese bij de micro-sporogenese van Beta vulgaris. Vergr. 2520 X.

Mej. M A T T H I J S E N vermeldt, dat zij niet met zekerheid in de prophase dradcnparen kon waarnemen. In de allervroegste prophase is dit ook volgens mij niet het geval (figuur 6A), maar ik heb kunnen waarnemen, dat zich daarna dradenparen vormen en zij zich vóór de synizesis, dus parasyndetisch, samenvoegen. Het is vooral opmerkelijk in het preparaat, waaraan figuur 6B is ontleend, dat de chromatinedraden meer tegen den kernwand aanliggen dan in het preparaat, waaraan figuur 6A is ontleend.

Figuur 6C geeft het volgende stadium, de syni-zesis, weer. De dradenparen hebben zich geheel tot een klompje tusschen'de nucleolus en den kernwand samengetrokken.

Mej. MATTHIJSEN meent, dat dit „Klumpen-stadium" wat langer dan de andere stadia blijft bestaan, omdat het veelvuldiger dan de andere stadia in haar preparaten voorkwam. Ik kan voor mijn preparaten deze meening niet deelen. Wanneer men met een kleinere vergrooting werkt, krijgt men eerst wel den indruk meer kerndeelingen in dit stadium te vinden, maar bij nadere beschouwing met de sterkste vergrooting ziet men, dat de allergrootste contractie slechts zeer zelden voorkomt en men verder regel-matig alle tusschenstadia vindt, zoodat mijn opvatting is, dat het samentrekken en zich weder loswikkelen der chromatinedraden zeer regelmatig verloopt.

Figuren 6D en 6E stellen het zich weer los-wikkelen der chromatinedraden voor, die nu ook dikker zijn dan gedurende het leptonemastadium. De draden verkorten zich en men ziet hier en daar chromatine-ophoopingen; vooral in figuur 6E zijn die waar te nemen.

Het volgende stadium, de diakinese, is in figuur 6F weergegeven. De gemini zijn bij Beta vulgaris geheel tegen den kernwand aangedrukt, zoodat het zeer moeilijk is in dit stadium hun aantal te bepalen. Figuur 6F is bij drie instellingen van den microscoop geteekend, wat door verschülende arceering van de gemini in de teekening is aangegeven.

Mej. MATTHIJSEN deelt mede, het aantal gemini in dit stadium te hebben geteld en „8" te hebben gevonden. Het was mij niet mogelijk in dit stadium het aantal met zekerheid te bepalen. Volgens BREMER (6) telt men de gemini het gemakkelijkst, wanneer deze zich in de kernplaat hebben gerang-schikt en wanneer men dan de kernplaat uit één der polen waarneemt. Zoowel de diakinese I als het zich

rangschikken in de kernplaat verloopt echter bij Beta vulgaris, blijkens mijn waarnemingen zeer snel. Zelfs gelukte het mij niet een preparaat, waarin de metaphase voorkwam, te vinden.

Ik heb de telling verricht aan de dochterkernplaten der anaphase I en vond daarvoor, in tegenstelling met de waarneming van Mej. MATTHIJSEN, „9" chromosomen, wat aan 18 chromosomen in de normale, diploïde kern beantwoordt.

Door de welwülendheid van Prof. Dr. J. A. H O N I N G was ik nog in staat in één van diens preparaten de gemini in een kernplaat te tellen en vond ook daarin 9 gemini.

Figuur 7. Deelende poUenmoedercel: Anaphase I. Vergr. 2520 X.

Behalve in de veredelde suikerbietensoorten heb ik ook nog het aantal chromosomen in de wilde Beta vulgaris geteld. Het zaad van deze wilde soort was mij op mijn verzoek welwülend toe-gezonden door den Directeur du Service de géné-tique, Direction de l'Agriculture te Rabat, Marrokko, den Heer E. MIÈGE. Ook in de kernplaten van de anaphase I van deze wilde Beta vulgaris vond ik 9 chromosomen. Het getal 9 stemt ook zeer goed

Overeen met de getallen, die voor de Chenopo-diaceae in de tabel van TISCHLER (7) zijn vermeld.

Het is mij een bijzonder genoegen aan Prof. H O N I N G en den Heer M I È G E op deze plaats nogmaals mijn hartelijken dank te betuigen voor het mij verstrekte materiaal.

Figuur 7A geeft een getelde kernplaat, uit één der polen gezien en figuur 7B het stadium der anaphase, waarin de dochterkernplaten geteld zijn. De dochterkernplaten komen zeer duidelijk in twee vlakken te liggen, zoodat de mogelijkheid is uitgesloten dat men gelijktijdig chromosomen uit beide dochter-kernplaten ziet.

Figuur 8. Deelende poUenmoedercel; Telophase I. ,Vergr. "2520 X.

De chromosomen wijken nu verder naar de polen. Figuur 8A stelt de aankomst aan de polen voor (telophase I), waar nu de dochterkernen ge-vormd worden. De anaphase duurt iets langer dan de diakinese, terwijl de interkinese tusschen de hetero- en homotypische deeUng weer iets langer duurt. Het vormen der dochterkernen gaat niet zeer ver; de chromatine verdeelt zich in den aanvang wel eenigszins, maar daarna schijnt ze zich toch

weer te vereenigen en de chromosomen zijn dan weer te teUen. Ik kon zooals gezegd, in dit stadium 9 chromosomen tellen. Figuur 8B geeft dit stadium aan.

De homotypische deeling verloopt nu zeer snel. In figuur 9 zien wij [de] vier dochterkernen nog door

Figuur 9. Tetraëderstadium der reductiedeeling. Vergr. 2520 X.

kinoplasmadraden verbonden, terwijl ook de chromo-somen nog geheel intact zijn.

De chromosomen in de dochterkernen vormen daarna het kernreticulum. In figuur 10 neemt men drie van de vier dochterkernen van een tetraëder in de poUenmoedercel waar.

Figuur 10. Dochterkernen gevormd. Vergr. 2520 X.

Meestal blijven de poUenmoedercellen aaneen-gesloten tot het tetraëderstadium, zooals reeds in de vorige paragraaf is vermeld. Wij zien, dat zij daarna, van elkaar gaan en dat de hoeken zich

afronden. Binnen de oorspronkelijke cel vormen zich nu, onafhankelijk van den celwand, nieuwe wanden om de dochterkernen, terwijl de oorspron-kelijke wand nog blijft bestaan, zooals figuur 11 aangeeft.

De wand en het protoplasma van de moedercel worden nu geabsorbeerd en de dochterceUen komen vrij van elkander te liggen. De nu snel groeiende dochtercel krijgt een dikkere wand, die zich spoedig in de intine en extine differentieert.

Figuur 11. De vier pollenkorrels in de poUenmoedercel gevormd. Vergr. 2520 X.

Uit de bovenstaande beschrijving volgt, dat de reductiedeeling bij Beta vulgaris volgens mij verloopt als door SHARP (8) onder schema A aangegeven, dus parasyndetisch. Deze opvatting omtrent het verloop der reductiedeeling werd na 1900 door V O N W I N N I W A R T E R , GRÉGOIRE, A. en K. E. SCHREINER en door BERGHS als algemeen geldend opgesteld en wordt ook thans door de meerderheid der cytologen verdedigd.

W a t de terminologie betreft, heb ik evenals AGAR (9) vermeden het woord synapsis te gebruiken, daar dit licht tot verwarring aanleiding kan geven. Sommige cytologen gebruiken dit woord om het samenvoegen der dradenparen, dus het

zygonema-1

stadium aan te geven, terwijl anderen het voor het stadium der grootste contractie der chromosomen bezigen. Door voor dit laatste stadium van den term synizesis gebruik te maken, voorkomt men mogelijke verwarring.

Literatuurlijst voor Hoofdstuk L

1. Coulter, J. M.

2. Stomps, Th. J.

3. Coulter & Chamberlain 4. Warming, E . 5. Matthijsen, J, O. 6. Bremer, G. 7. Tischler, G, 8. Sharp, L. W . 9. Agar, W . E.

Contribution to the Lifehistory of Ranunculus.

Bot. Gazette 25, (73-88) 1898. Kerndeeling en Synapsis bij Spinacia oleracea L.

Diss. Amsterdam 1910. biz. 95-96.

Morphology of Angiosperms. New-York 1919, biz. 33 e.v. Untersuchungen über pollen-bildende Phyllome und Kaulome. Botanische Abhandlungen IL Heft 2, 1873.

Cytologische und Anatomische Untersuchungen an Beta vul-garis nebst einige Bemerkungen über die Enzyme dieser Pflanze. Zeitschr. des Vereins der Deut-schen Zuckerind. 62, Heft 673,

1911.

Een cytologisch onderzoek van eenige soorten en soortbast-aarden van het geslacht Sac-charum.

Diss. Wageningen 1921, biz. 30. Allgemeine Pflanzenkaryologie II, biz. 553 en 554, 1922. An Introduction to Cytology, New-York, biz. 219 e.v. Cytology. 1920.

HOOFDSTUK II.

D e vorming van den zaadknop van Beta vulgaris L. en de Macrosporogenese»

§ 1. De vorming van den zaadknop. Bij een studie over de vorming van de integu-menten der Centrospermae heeft MEUNIER (1) een uitgebreide beschrijving met 285 mooie figuren der zaadknoppen van soorten uit die orde gegeven. W a t de Chenopodiaceeën betreft, geeft hij als voorbeeld een beschrijving van de ontwikkeling van den zaadknop van Chenopodium (blz. 317) en vermeldt, hij vervolgens, op blz. 339, de enkele afwijkingen, die hij bij Spinacia en Beta van dit voorbeeld heeft gevonden.

Volgens deze beschrijving is de volwassen zaadknop van Chenopodium bijna rond, min of meer afgeplat en ligt horizontaal in het pericarp. De zaadknop is campylotroop; de chalaza en de micropyle Hggen zeer dicht bij elkaar. Tusschen deze twee punten vormt alleen de funiculus een kleine onregelmatigheid in den ronden vorm van den zaadknop.

De funiculus buigt onder den zaadknop dadelijk naar beneden en ligt verder tusschen dezen laatsten en den bodem van het pericarp, in welks midden hij,

volgens MEUNIER, eindigt. De zaadknop ontstaat op den bodem van de holte in het vruchtbeginsel, voordat de vruchtbladen zich van boven hebben gesloten en dus de „cavité ovarique" hebben ge-vormd, als een kleine „mameion". Spoedig vertoonen zich de beide integumenten aan den voet van deze mameion. De jonge zaadknop, die eerst rechtop staat, buigt zich dan spoedig om. Daarna draait hij zich om de funiculus en komt zoodoende horizontaal te liggen.

De beide integumenten bestaan na, het moment, waarop zij zichtbaar worden, uit twee cellagen. Het buitenste integument is met een cuticula bedekt. Tusschen beide integumenten neemt M E U N I E R ook een cuticula waar, evenals tusschen het binnenste integument en de nucellus; de laatste cuticula behoort, volgens hem, tot de nucellus. Bij de ont-wikkeHng van de zaadhuid wordt de buitenste laag van het binnenste integument verdrongen. De integu-menten blijven, dank zij de cuticulae, afzonderlijk bestaan tot het zaad rijp is.

De geleidende weefsels van de funiculus komen in de chalaza bij de smalle aanhechting van die funiculus aan den zaadknop met dien zaadknop in aanraking en loopen dan niet verder in den zaad-knop door. De aanhechting is duidelijk te herkennen, omdat ter weerszijden daarvan de integumenten met hunne cuticulae zichtbaar worden.

De afwijkingen van het algemeene voorbeeld, die M E U N I E R voor Spinacia en Beta vermeldt, betreffen alleen den bouw van de zaadhuid. Bij deze geslachten, waarbij het perianth sterk ontwikkeld is en het zaad beschermt, is de zaadhuid niet zoo sterk ontwikkeld als bij de andere geslachten van deze familie. Bij Beta bestaat, volgens MEUNIER, de zaadhuid alleen uit de twee lagen van het buitenste integument en de binnenste laag van het binnenste integument.

V A N WISSELINGH (2) geeft in zijn studie over de zaadhuid der Centrospermae een overzicht van de literatuur, maar bespreekt alleen nader de waarnemingen van MEUNIER, die verreweg het uitgebreidste zijn.

V A N WISSELINGH vond bij zijn onderzoek de waarnemingen van M E U N I E R in hoofdzaak bevestigd. Hij wijst erop, dat hij evenals deze onder-zoeker waarnam, dat bij de verschillende door hem onderzochte geslachten der Centrospermae de beide integumenten elk uit twee cellagen bestaan, terwijl hij echter nabij de micropyle en de chalaza dikwijls meer lagen waarnam. Ook V A N WISSELINGH vond drie cuticulae; één op de epidermis, één tusschen de beide integumenten en één tusschen het binnenste integument en de nucellus. Ook de micropyle zelf is door een cuticula omgeven.

V A N WISSELINGH vermeldt, dat bij Beta vulgaris de cellagen der integumenten zóó zeer worden samengeperst, dat zij in het rijpe zaad moeilijk te onderscheiden zijn. De cuticula tusschen de beide integumenten gaat grootendeels verloren. Bij het rijpe zaad vindt hij deze alleen nog maar in de chalazastreek terug. Deze cuticula is ook de dunste van de drie, terwijl die tusschen de nucellus en het binnenste integument de dikste is.

In tegenstelling met de opvatting van MEUNIER, die deze cuticula, zooals boven vermeld, tot de nucellus rekent, ziet V A N WISSELINGH niet in, waarom zij daartoe zou behooren, Tusschen de nucel-lus en het binnenste integument ontstaan, volgens dezen laatsten onderzoeker, diepe plooien. In deze plooien groeien de cuticulae, die het integument en de nucellus bedekken, samen tot één cuticula, die dus morphologisch tot beide behoort.

V A N WISSELINGH vermeldt, dat zich in de chalazastreek, waar de cuticulae ophouden, bij Beta vulgaris een kurkweefsel vormt. Dezelfde

onder-zoeker geeft voorts als aantal lagen van de zaadhuid bij Beta vulgaris vier aan, terwijl M E U N I E R er maar drie waarnam.

Mijn eigen waarnemingen aan Beta vulgaris sluiten zich in hoofdzaak aan bij die van M E U N I E R en van V A N WISSELINGH. In de volgende figuren is de ontwikkeling van den zaadknop van Beta vulgaris, zooals ik die aan mijn preparaten kon waarnemen, weergegeven.

Figuur 12. Vorming van den zaadknop; st stempel; nu nucellus. Vergr. 183 X.

Figuur 12 geeft het stadium aan, door M E U N I E R als „mamelonée" aangeduid. Feitelijk is het stadium, in de figuur aangegeven, reeds iets verder dan het eerste door M E U N I E R geteekende, daar de zaad-knop in de teekening reeds duidelijk de neiging vertoont campylotroop te worden, en de vrucht-bladen reeds van boven zijn gesloten.

Zooals wij zagen, vermeldt MEUNIER, dat de nucellus uit den „horizontalen" bodem van het ovarium te voorschijn komt. Dit is niet juist. Wanneer wij een bloeienden Beetwortel waarnemen, zien wij, dat de bodem van de holte in het vruchtbeginsel zeer verschillende standen kan hebben en meermalen verticaal staat.

In figuur 13 is de nucellus verder omgebogen, ter-wijl wij hier ook het eerste begin der integumenten kunnen waarnemen. Uit de eerste figuur van M E U -NIER volgt, dat de integumenten bij Chenopodium reeds zijn aangelegd, vóórdat de „cavité ovarique"

Figuur 13. Vorming van den zaadknop; te buitenste integument,

ti binnenste integument. Vergr. 167 X.

zich gesloten heeft en wanneer de nucellus nog rechtop staat. Blijkbaar worden dus de integumenten bij Beta vulgaris later dan bij Chenopodium aangelegd.

In figuur 14 zien wij nu een verder stadium. De nucellus is nu zoover omgebogen, dat de top hiervan weer naar den bodem van de door het pericarp omsloten holte is gericht. Het vlak van teekening van deze figuur staat loodrecht op dat van de vorige; wij kunnen in deze laatste figuur de funiculus niet zien, daar deze thans achter de nucellus Hgt.

In figuur 14 is het binnenste integument reeds bijna geheel tot aan den top der nucellus gegroeid. In tegenstelling tot de waarnemingen, zooals die in de figuren van M E U N I E R voor Chenopodium tot uitdrukking komen, kon ik bij Beta vulgaris in dit

stadium nog niets van de vorming van een embryozak waarnemen.

Zooals wij boven zagen, is de nucellus tot nu toe in een vlak loodrecht op het vlak van teekening van figuur 14 door groei omgebogen en wel zoo-danig, dat hij een halven cirkel heeft gevormd. Nu

Figuur 14. Vorming van den zaadknop. Micropyle naar den bodem van de holte in het vruchtbeginsel gekeerd. Vergr. 112 X.

kromt zich de funiculus dicht bij den bodem van de holte in het vlak van teekening om, zoodat de zaadknop evenwijdig met den bodem van de holte komt te liggen.

Figuur 15 geeft den zaadknop na de ombuiging van de funiculus weer. De zaadknop ligt altijd zóó, dat de micropyle naar beneden is gericht, onverschillig den stand van het vruchtbeginsel aan de plant. Wij kunnen dit aan het dekseltje van het zaad zien, zooals reeds door TJEBBES (3) is vermeld. In figuur 14 hebben de integumenten ongeveer hun definitieve ligging ten opzichte van de nucellus bereikt. In dit stadium zien wij in de nucellus voor het eerst een zich met kleurstoffen sterk kleurende cel, de embryozakmoedercel, of archesporecel.

zijn definitieven vorm, die in figuur l6 is aangegevert. In deze figuur is de embryozak geheel gevormd en stelt dan ook den zaadknop even vóór de be-vruchting voor.

M E U N I E R vermeldt, zooals wij zagen, dat de funiculus in het midden van den bodem van de holte van het vruchtbeginsel ontstaat. Dit is volgens mijn waarnemingen niet juist.

Figuur 15. Zaadknop in den definitieven stand in de holte; m micropyle;

fn funiculus. Vergr. 227 X.

Reeds wees S T O M P S (4) er voor Spinacia oleracea op, dat in enkele vruchtbeginsels twee zaad-knoppen voorkwamen, en dus de zaadknop niet eind-standig kon zijn, maar op den rand van één der twee carpellen ontstaan moet, die de holte van het ovarium omsluiten. Dit wordt ook door ENGLER E N P R A N T L (5) vermeld. Ik vond ook bij Beta vulgaris een enkele maal twee zaadknoppen in één

vruchtbeginsel, terwijl ook duidelijk is waar te nemen, dat de funiculus niet uit het midden van de holte van het vruchtbeginsel komt.

Figuur 16. Zaadknop even vóór de bevruchting. Vergr. 110 X.

S T O M P S deelt mede, voor Spinacia geen geval van polyembryonie te hebben waargenomen. Ook vermeldt BRAUN (6) Beta vulgaris niet onder de planten, waarbij polyembryonie voorkomt. Ik vond

> .0-1 « . '

Figuur 17. Deel van een zaadknop met dubbele nucellus. Vergr. 132 X.

in één van mijn preparaten echter een, dubbele nucellus. Beide deelen waren normaal ontwikkeld en zij hadden elk een reeds bevruchte embryozak.

Elk deel had zijn eigen micropyle gevormd door een eigen binnenste integument, terwijl het geheel door één enkel buitenste integument omgeven was. Figuur

17 geeft een beeld van dit preparaat. Daar beide embryozakken en micropylen niet in eenzelfde microtoomsnede lagen, ziet men hier slechts de micropyle van nucellus II en de embryozak van nucellus I. Het binnenste integument van nucellus I is niet over de micropyle doorgesneden.

E R N S T (7) geeft een overzicht van de verschil-lende soorten van polyembryonie die kunnen voor-komen :

A. de onechte polyembryonie, waarbij de embryos van één zaad in meerdere embryo-zakken ontstaan;

B. de echte polyembryonie, waarbij twee of meer embryos in denzelfden embryozak van een zaadknop ontstaan.

Het hierboven beschreven geval bij Beta vul-garis, is een geval van onechte polyembryonie, waarbij de beide embryozakken niet tot dezelfde nucellus behooren en de beide nuceUi door splitsing zijn ontstaan. Het geval van Beta vulgaris stemt geheel overeen met het door S C H A C H T beschreven geval van polyembryonie bij Orchis morio, waarbij ook twee, door een eigen binnenste integument omgeven, nucelli, binnen een gezamenlijk buitenste integument, voorkomen.

§ 2. De Macrosporogenese.

Het vervolgen van de macrosporogenese in de preparaten biedt veel grooter moeilijkheden dan het vervolgen van de microsporogenese. In één anthere komen zeer veel poUenmoedercellen voor en men treft dus in een doorsnede meestal wel vele cellen aan, die het gezochte stadium, dat voor de geheele anthere hetzelfde is, te zien geven. Bij

de bestudeering van de macrosporogenese ontmoet men echter slechts één embryozakmoedercel in eiken zaadknop en het is dan nog zeer toevallig, dat deze enkele cel juist goed is doorgesneden.

Bij mijn preparaten deed zich verder nog de moeilijkheid voor, dat er duidelijk twee soorten zaadknoppen in de verschillende preparaten voor-kwamen. Het verschil in beide soorten berustte op het aanvangstijdstip van de deelingen, waardoor de

Figuur 18. Nucellus met vertraagde embryozakvorming. Vergr. 325 X.

embryozakmoedercel wordt gevormd. Bij de ééne soort ving de vorming van de embryozakmoedercel veel eerder aan dan bij de andere soort. Ik meen dit te moeten verklaren, door aan te nemen, dat de zeer late vorming van den embryozak plaats vindt in de zaadknoppen, afkomstig uit z.g. „trotsers". Bij het verzamelen van mijn materiaal heb ik namelijk, zooals reeds in de inleiding is vermeld, later in den zomer ook zaadknoppen genomen uit bloeiende trotsers, dit zijn planten, die in het tweede jaar zeer laat of geen zaadstengel vormen.

Figuur 18 geeft een beeld van een nucellus met vertraagde embryozakvorming. Wij zien aan de grootte van den zaadknop, dat deze reeds vrij oud is. Toch vindt hierin pas de eerste deeling van

de archesporecel plaats, onder vorming van de embryozakmoedercel en de primaire pariëtale cel. Wij geven verder in figuur 19 een sterkere vergrooting van deze cel, waaruit blijkt, dat de kerndeeling in de metaphase is. De deelende archesporecel is zeer groot, en ook de kern is veel grooter dan de kernen van de omliggende cellen. De zeer kleine kernplaten maken het niet mogelijk in de vegetatieve cellen van Beta vulgaris het juiste aantal chromo-somen te tellen. In de kernplaat van deze groote, zich deelende, archesporecel kon ik goed 18 chromo-somen tellen, wat overeenstemt met de bij de microsporogenese gevonden 9 gemini.

Figuur 19. Deelende archesporecel van de nucellus, afgebeeld in figuur 18. Vergr. 1260 X.

Nadat M O N T G O M E R Y (8) het in 1901 voor dierlijke cellen waarschijnlijk heeft gemaakt, dat men in de kernen homologe chromosomen als paren kan aantreffen, is dit voor planten het eerst in 1905 door STRASBURGER (9) bij Galtonia en Funkia aangetoond en nadien door talrijke onderzoekers bij vele planten bevestigd.

In de kernplaat, die in figuur 19 is afgebeeld, liggen de chromosomen duidelijk in paren. In het preparaat is dit duidelijker dan in de teekening te zien. De kernplaat staat n.l. iets scheef op de microtoom-snede, zoodat de verschillende chromosomen slechts bij verschillende instelling van den microscoop zijn

waar te nemen. Men ziet bij éénzelfde instelling telkens de paren zeer duidelijk bij elkaar liggen. In de figuur is dit door verschillende arceering van elk paar aangegeven.

Ik meen, dat in de zaadknoppen van de normale bloemen, de vorming van den embryozak in een veel jonger stadium aanvangt dan in het hierboven in figuur 18 weergegeven geval. In ieder geval

ge-Figuur 20. Zeer jonge zaadknop, m micropyle, ti binnenste integument ep epidermis van de nucellus, te buitenste integument. Vergr. 580 X.

schiedt de macrosporogenese in éénzelfde bloem veel later dan de microsporogenese. De reductie-deeling van de embryozakmoedercel vangt eerst aan, als de zaadknop nagenoeg geheel voltooid is. In het stadium van den groei van den zaadknop, dat door tekstfiguur 13 is weergegeven, vinden wij in éénzelfde bloem de reductiedeeling in de anthere

reeds tot het tetraëderstadium gevorderd, terwijl in den zaadknop nog niets van de vorming van den embryozak is te bemerken.

Evenals de jonge anthere is de nucellus eerst gedifferentieerd in een epidermis en een homogeen uitziend weefsel. In het preparaat, waaraan tekst-figuur 20 is ontleend, en dat in tegenstelling met figuren 18 en 19 betrekking heeft op een zich nor-maal vormenden embryozak, zien wij, dat dit laatste weefsel meer kleurstof heeft opgenomen dan de epidermis en dientengevolge donkerder is gekleurd.

Als vaststaande wordt doorgaans aangenomen, zooals wij in GOEBEL (10) vinden, dat de arche-sporecel hypodermaal ontstaat, maar diep in het nucellus weefsel verdwijnt door het vormen van „Schichtzellen". Deze „Schichtzellen" kunnen zoowel van de archesporecel als van de zich deelende epidermis afkomstig zijn.

C O U L T E R ö CHAMBERLAIN (11) ver-melden, dat het meestal moeilijk is uit te maken, welke cellen archesporecellen zijn, doordat men, wat de grootte en de kleur van deze cellen betreft, alle overgangen tot gewone cellen te zien krijgt. Men moet volgens deze schrijvers vaak een aantal subepidermal cellen als archesporium beschouwen en zij wijzen erop, dat ten onrechte vaak de ge-woonte bestaat, het archesporium te beperken tot de hypodermale cel van de axiale rij van cellen van de nucellus.

Ik kon in de allervroegste stadia van mijn preparaten geen duidelijke archesporecel aanwijzen. De archesporecel is bij Beta vulgaris het eerst te herkennen wanneer zij reeds diep in de nucellus ligt. De „Schichtzellen" ontstaan hier door tangentiale deehngen in de epidermiscellen, evenals o.a. TaCK-H O L M (12) dit teekent voor Caninae.

In figuur 21 zien wij een later stadium aan-gegeven. De archesporecel, die direct onder het

sterk gedeelde epidermale weefsel ligt, is sterk ge-groeid en veel grooter dan de omliggende cellen, die door stippeling in de figuur van de cellen van het epider-male weefsel zijn te onderscheiden. In het preparaat,

Figuur 21. Nucellus met sterk uitgegroeide archesporecel onder de sterk gedeelde epidermis. Vergr. 840 X.

waaraan figuur 21 is ontleend, zijn deze subepider-m a l cellen donkerder gekleurd en dunwandiger dan de cellen van het epidermale weefsel.

Figuur 22. Nucellus met embryozak in het stadium met twee kernen. Vergr. 217 X.

Zooals reeds boven is vermeld, heb ik het deelen van de archesporecel in embryozakmoedercel

en primaire pariëtale cel in een preparaat waargenomen, waarin de deeling later plaats vond dan normaal en deze deeling is in de figuren 18 en 19 afgebeeld. De reductiedeehng van de embryozakmoedercel heb in mijn preparaten niet kunnen vervolgen. Ik kon echter wel waarnemen, dat er een reductiedeeling plaats vindt.

Figuur 23. Embryozak in het stadium met vier kernen. Vergr. 393 X.

De verdere figuren geven de deelingen weer, die in den embryozak plaats vinden na de reductiedeeling van de embryozakmoedercel.

Figuur 22 geeft den embryozak in een stadium met twee kernen weer. Rondom den embryozak ziet

Figuur 24. Embryozak in het stadium met acht kernen. Vergr. 335 X.

men een aantal verdrukte cellen, gedeeltelijk afkomstig van de reductiedeeling. Figuur 23 geeft het stadium met 4 kernen weer en figuur 24 het stadium met 8 kernen.

Vóór de bevruchting smelten de micropylaire en de antipode poolkern, waarvan wij in figuur 24 reeds kunnen zien, dat zij elkaar naderen, samen. Figuur 25 geeft den embryozak na deze samensmelting weer.

Figuur 25. Embryozak vóór de bevruchting. Vergr. 440 X.

Wij zien duidelijk, dat de celkern in het midden, die dus diploid is, veel grooter is dan de andere, haploïde kernen in den embryozak.

Literatuurlijst

1. Meunier, A.

2. V a n Wisselingh, C.

3. Tjcbbes, K.

4. Stomps, Th. J.

5. Engler & Prantl 6. Braun, A.

7. Ernst, A.

8. Montgomery, T. H.

voor Hoofdstuk II.

Les teguments séminaux des Cyclospermées.

La Cellule, 1890. blz. 317 e.v. Bijdrage tot de kennis van de zaadhuid. Achtste bijdrage: Over de zaadhuid bij de orde der Centrospermae.

Pharm. Weekblad 57, blz. 1193 e.v., 1920.

Kiemproeven met suikerbieten-zaad.

Diss. Amsterdam, 1912.

Kerndeeling en Synapsis bij Spinacia oleracea L.

Diss. Amsterdam, 1910. Die Natürlichen Pflanzenfami-lien III, la (56-57). 1897. Ueber Polyembryonie und Kei-mung von Coelebogyne. Abh. d. K. Ak. d. W . zu Berlin. 1859.

Bastardierung als Ursache der Apogamie im Pflanzenreich, 1918.

T h e Spermatogenesis of Peri-patus (Peripatopsis) balfouri up to the formation of the sper-matids.

Zool. Jahrb. Abt. Anat. u. On-togen. 14, (277-368), 1901.

9. Strasbnrger, B.

10. Goebel, K.

11. Coulter & Chamberlain 12. Tackholm, G.

Typische und allotypische Kern-teilung.

Pringsheim's Jahrb. f. wiss. Bot. 42, (1-71), 1906.

Organographie der Pflanzen III, 3. Heft (1742). 1923. Morphology of Angiosperms II, New-York, 1919.

Zytologische Studiën über die Gattung Rosa.

Acta Horti Bergiani, Bd. 7, No. 3. Uppsala. 1922.

H O O F D S T U K III. De Bevruchting.

§ 1. De wijze van bloeien.

Voortbouwende op het werk van BRIEM (1) voor de Suikerbiet .heeft F R U W I R T H (2) de wijze van bloeien aan de Eckendorfer Voederbiet be-studeerd.

Wanneer een stengel tegenover andere stengels duidelijk als hoofdstengel optreedt, begint het bloeien eerst aan den hoofdstengel en daarna aan de onderste zijstengels en gaat dan verder naar boven toe voort, langs den hoofdstengel en de zijstengels, zoodat het bloeien aan de zij stengels der tweede en hoogere orde begint na den bloei van den hoofdstengel, resp. van de zijstengels.

De stengels beginnen te bloeien met de onderste bloemen en vervolgens met de hooger gelegen bloemen. De bloemen zitten meestal drie of vier te zamen in den oksel van een schutblad, terwijl hare vrucht-beginsels vergroeid zijn. Het bloeien begint met de bloem, die het dichtst bij het schutblad zit.

De bloem bezit een vijfbladig perigoon. De perigoonbladen zijn wat naar binnen gekromd. In de holte van deze kromming zien wij de vijf meel-draden. Eens vond ik in mijn preparaten een

door-snede van een bloem met zes perigoonbladen en zes meeldraden.

De, uit de vruchtbeginsels van verschillende, in eikaars nabijheid zittende, bloemen, ontwikkelde vruchtjes, blijven met elkander vergroeid tot de, in den handel als „beetwortelzaad" bekende, vrucht-kluwens.

Ik vond eens een bloem met acht perigoon-bladen, acht meeldraden en een achtlobbigen stempel. Bij het openen van het dekseltje van de holte, waarin wij in normale bloemen den zaadknop vinden, zag ik dat deze holte hier, in tweeën was verdeeld en dat in elke helft twee zaadknoppen voorkwamen. Blijk-baar waren hier dus niet alleen de vruchtbeginsels, maar twee geheele bloemen vergroeid.

Op zonnige dagen openen zich de bloemen 's mor-gens vroeg en de helmknoppen gaan gelijktijdig open. Reeds denzelfden dag zijn de helmknoppen leeggestoven en blijven dan nog eenige dagen als gele, verdroogde velletjes te zien. De geheele duur van den bloei van één plant bedraagt ongeveer 40 dagen.

Bij het openen van de bloem is de stempel een rechtopstaand buisje, van boven gekarteld en van papillen voorzien. Na het openen van de bloem ontvouwt zich de stempel langzaam. Verschillende schrijvers zijn het er niet over eens na hoeveel dagen de stempel geheel opengevouwen is. De meesten nemen aan na drie dagen, terwijl anderen weer vijf dagen vermelden. De meeste schrijvers vermelden, dat de stempel driedeeüg is, alleen ENGLER & PRANTL (3) spreken van „3- oder mehrlappig". In het door mij in hoofdzaak bestudeerde materiaal: de ingeteelde families van de Koninklijke Beetwortelzaadcultuur „ K U H N & Co. " te Naarden, kwamen opvallend veel bloemen voor met vier- en vijflobbige stempels, zoodat ik den indruk kreeg, dat bloemen met meer dan drielobbige stempels in mijn materiaal meer dan normaal voorkwamen.

§ 2. Het al of niet voorkomen van Protandrie. In verband met de onderzoekingen van DAR-W I N en van RIMPAU spreken alle onderzoekers bij Beta vulgaris van protandrie, en nemen aan, dat de stempel eerst rijp is en in staat het pollen te doen ontkiemen, nadat hij geheel is opengevouwen. Bij mijn onderzoek naar de bevruchting van den embryozak heb ik in het begin steeds die zaadknoppen onderzocht, die ik uit bloemen prepareerde, waarvan de stempel geheel was opengevouwen. Ik vond dan steeds, dat de eicel reeds bevrucht was. Ook in de stempels was het mij in dit stadium onmogelijk poUenbuizen te vinden. Ik heb toen stempels onderzocht van bloemen op den eersten dag na het opengaan van de bloemen en vond hierin rijkelijk poUenbuizen aanwezig, zoodat van protandrie geen sprake is.

Ook NILLSON (4) was door isolatieproeven met bloemen in perkamenten zakjes tot de conclusie gekomen, dat de stempels reeds den eersten of tweeden dag na het openen van de bloemen in staat zijn, het pollen te doen ontkiemen.

Het lijkt mij zeer waarschijnlijk, dat bij de onderzoekingen van S H A W (5) over het bestuiven van bloemen van Beta vulgaris met haar eigen stuifmeel, het, ten onrechte door hem aannemen van protandrie, een oorzaak van de mislukking van zijn zelfbestuivingsproeven is geweest.

§ 3. Wind- of Insectenbestuiving. De verschillende onderzoekers, die de bestuiving van Beta vulgaris bestudeerd hebben, zijn het er niet over eens, of men hier met windbestuiving, dan wel met bestuiving door middel van insecten te doen heeft. F R U W I R T H (2) schrijft: „Die Blüten werden

durch Geruch auffallig, der stark ist (Trimethylamin), und scheiden Honig ab, werden aber von anfliegenden Insekten (Bienen, Schwebfliegen) nur sehr sparlich besucht. Wind als Uebertrager kann wohl auch wirken und wird für Chenopodien meist seit S P R E N G E L als Trager des Pollens angesehen. Da aber der Pollen nicht leicht staubt, die Staub-blatter auch nicht gut vom Winde bewegt werden können, ist auf kriechende Insekten mehr zu achten, auf welche V O L K E N S für Chenopodien hinweist. Dabei können wohl auch die oft massenhaft auftre-tenden Lause in Betracht kommen ".

Hoewel de sterke reuk, de vele honig en het betrekkelijk zware stuifmeel voor insectenbestuiving zouden pleiten, komen er betrekkelijk weinig insecten op de bloemen voor en wijst de groote hoeveelheid stuifmeel op windbestuiving.

S H A W (6) meent aan den „Thrips" een groote

rol bij de bestuiving te moeten toekennen. Zeer zeker moet men bij isolatieproeven rekening houden met het voorkomen van deze of andere zeer kleine insecten. Dat echter op de groote velden de thrips de be-stuiving tot stand zouden brengen, acht ik niet waar-schijnlijk. M U N E R A T I (7) en D E VILMORIN (8) wijzen er terecht op, dat deze insecten in Europa zeer weinig voorkomen en zich niet gemakkelijk van de ééne plant naar de andere kunnen bewegen. Zoowel voor thrips als voor luizen geldt, dat zij, wanneer zij in groote aantallen voorkomen, zeer schadelijk op de planten werken en men kan moeilijk aannemen, dat deze schadelijke insecten juist zulk een grooten rol bij de bestuiving zouden spelen.

W A S I L I E W (9) kent aan de bijen een belang-rijken rol bij de bestuiving toe.

Ik heb zelf een tweetal waarnemingen gedaan over de bestuiving, speciaal over den, afstand, die het stuifmeel aflegt.

Groningen een veld met beetwortelen voor den zaadbouw staan, terwijl in den loop van den zomer bleek, dat aan de andere zijde van een smal kanaal, dat langs onzen aanplant liep, een veld met voederbieten voor den zaadbouw stond. Het veld met suikerbieten lag aan de Westzijde van het veld met voederbieten. Wij hebben om deze reden het zaad van dit veld niet afgeleverd en hebben hiervan toen in het volgende jaar, op groote schaal, uitgezaaid op onze eigen boerderijen. Wij vonden in deze velden geen enkele bastaard. Het komt mij op grond hiervan waar-schijnlijk voor, dat, wanneer er voldoende hoeveel-heden stuifmeel aanwezig zijn, de bevruchting zóó snel gaat, dat het weinige vreemde stuifmeel, dat nog op de bloemen komt, op reeds bevruchte stempels valt. De vele gevallen van nietsoortecht beetwortel-zaad, waarover na den oorlog zoo is geklaagd, moeten dan ook niet aan bastaardeering, maar aan vermenging met voederbietenzaad worden toegeschreven.

2. In den zomer van 1923 had ik twee families met zeer verschillende eigenschappen, die mij sinds eenige generaties nauwkeurig bekend waren, voor den teelt van stamzaad naast elkaar staan als zaaddragers. De scheidingslijn van beide families liep Noord-Zuid. Ik heb nu van beide families aan weerszijden van de scheidingslijn het zaad van een struik afzonderlijk geoogst en vervolgens van elke familie struiken op 10, 20 en 30 m van de scheidingslijn. Het zaad van deze struiken en wel van elke plant afzonderlijk, is in 1924 uitgezaaid. Het bleek nu, dat alleen ter weerszijden van de scheidingslijn bastaardeering in sterke mate had plaats gehad en dat in een bloeiend zaadveld de invloed van het stuifmeel van planten, die tien meter verder staan, practisch is te verwaarloozen.

In tegensteUing met hetgeen geschiedt bij de bevruchting van bloemen in een veld met vele planten, dus wanneer er een groote hoeveelheid pollen aan-wezig is, zien wij elk jaar in onze groepen van

familiehoofden, waarin slechts enkele planten bij elkaar staan, dat er wel enkele bastaardeeringen plaats vinden. In den geheelen omtrek van Naarden, waar deze familiehoofden worden geteeld, worden geen voederbieten of roode bieten voor den zaadbouw geteeld. Toch treden er in het nageslacht van deze familiehoofden jaarlijks sporadisch roode exemplaren op, afkomstig van bastaardeeringen met pollen van schieters van roode bieten, die, niettegenstaande alle voorzorgen, hier en daar in groentetuinen voor-komen. Het pollen van deze schieters, die steeds door groote plantenfilters van onze famiÜehoofden zijn gescheiden, wordt, volgens mijn meening, door insecten overgebracht.

Ik meen dan ook, dat wij de bestuiving van den beetwortel, in de eerste plaats als een wind-bestuiving moeten opvatten, terwijl de insecten slechts een kleine rol spelen, die echter voor het verede-lingswerk zeer lastig kan zijn. Het stuifmeel van Beta vulgaris wordt echter niet, zooals dat van rogge door den wind over groote afstanden verplaatst en het zweven van groote wolken stuifmeel boven beetwortelzaadvelden, zooals men dat in den bloeitijd bij rogge waarneemt, komt niet voor.

§ 4. Zelfbestuiving en kruisbestuiving. Naast de kwestie van wind- of insectenbestuiving heeft het vraagstuk van zelfsteriliteit of zelffertiliteit, de onderzoekers bezig gehouden. Hoewel DAR-W I N (10) Beta vulgaris vermeldt onder de planten, die meerdere groeikracht bij kruisbestuiving ver-toonen, neemt hij den beetwortel toch niet op onder de zelfsteriele planten. De onderzoekingen op dit gebied zijn in hoofdzaak geschied door de telers, die den beetwortel wenschten te veredelen en door het winnen van zaad van een zelfbestoven plant, hebben getracht zuivere lijnen te kweeken.

Het meerendeel van deze onderzoekers heeft getracht één enkele plant onder tenten van linnen of katoen te isoleeren. Dikwijls worden de, in de F, generatie soms optredende, roode exemplaren dan aangeduid als splitsingen, waarbij de oorspronkelijke wilde vorm weer optreedt. W a a r rood echter dominant is over niet gekleurd, is het wel waar-schijnlijker, dat men hier met onvoldoende isolatie te doen heeft.

S H A W (5) geeft in zijn publicatie zeer goede teekeningen van de grootte van de mazen van het doek, dat voor deze isolaties meestal wordt gebruikt en de grootte van de pollenkorrels, waaruit voldoende blijkt, dat van een werkelijke isolatie geen sprake is. D E VILMORIN (8) meent echter een voldoende dichte stof voor isolatie in tenten te hebben.

M U N E R A T I (7) bespreekt de publicatie van S H A W en heeft ook zelf proeven met tenten ge-nomen. Teneinde na te gaan, of zijn tenten voldoende dicht waren tegen het pollen, plaatste hij roode bieten om zijn suikerbieten in tenten en omgekeerd en kwam dan ook tot de conclusie, dat de linnen tenten pollen kunnen doorlaten.

Op dezelfde wijze als M U N E R A T I hebben wij destijds bij K U H N & Co. onze tentisolaties gecon-troleerd en kwamen steeds tot de conclusie, dat zelfs het dichtste weefsel nog pollen dooriiet.

NILLSON (4) verwerpt dan ook al deze isolatie-methoden en doet, evenals S H A W , zijn isolaties door een enkele tak in een perkamenten zakje te binden. NILLSON krijgt bij deze methode van isolatie zaadaanzetting, hoewel lang niet bij alle planten en het zaad blijkt van een zeer geringe kiemkracht. In zijn publicatie schrijft hij, dat dus door deze methode practisch alle moeilijkheden zijn opgeheven om tot zuivere lijnen te komen. Zijn mededeeling echter, dat hij er de voorkeur aan geeft, wanneer hij twee gelijke biotypen heeft gevonden, twee takken, van elke plant

^ ' ^ ^ ^ ^ S ^ ! ^

if

^ J M J

^M^é

^

H ^m

i^jB

sW-A-'*":-K

il

wm

i

1

f

1

-s

(3

één, tezamen in een zakje te binden, toont mijns inziens wel aan, dat deze methode voor de ver-edeling in de praktijk nog wel groote moeilijkheden oplevert.

Ik zelf heb ook eenige proeven genomen, om zaad uit zelfbestoven bieten te winnen. In den zomer van 1923 heeft de Heer A. H. W E S T R A voor mij een enkele plant geïsoleerd, midden in de Drentsche heide. Deze plant was op dezelfde wijze als onze familiehoofden behandeld en in het voorjaar in tien stukken gesneden. De 10 planten hebben zeer rijk gebloeid, maar gaven geen enkele zaadkorrel.

In hetzelfde jaar werd voor mij door den Heer P. D U D O Y een plant op dezelfde wijze geïsoleerd in de bosschen van Maisons Laffitte bij Parijs. Deze plant leverde 2.5 kg zaad met een kiem-kracht van 98 %. Ik verwachtte aanvankelijk, dat deze isolatie mislukt was, en dat het nageslacht een reeks bastaarden van voederbieten of kroten zou vertoonen. Van deze plant werd in 1924 een Fj -generatie van 1800 exemplaren geteeld. Hieronder kwamen echter slechts 4 roode planten voor, die op het veld ver boven de andere uitstaken en veel krachtiger groeiden. De overige vertoonden zeer gelijkvormig blad met zeer zwakken groei, zoodat de standaardrijen, die voor vergelijking daarnaast en daartusschen stonden, veel krachtiger waren, zooals Plaat I aantoont. De bieten, van deze isolatie af-komstig, staan op Plaat I tusschen de met X aan-gegeven vergelijkingsrijen.

Ik kan mij geheel bij de meening van NILLSON aansluiten, dat bij den beetwortel zelfbestuiving voorkomt en het schijnt mij, op grond van deze uiteenloopende waarnemingen, toe, dat men bij den beetwortel, evenals bij de rogge, zoowel zelflFertiele als zelfsteriele lijnen heeft.

vermeldt, niets van degeneratie in het nageslacht van zijn zelfbestoven bieten te hebben bemerkt, of althans niet vermeldt, een aanzienlijke vermindering in de groeikracht van deze planten te hebben waar-genomen.

Het vraagstuk van inteelt is voor planten het uitvoerigst bestudeerd bij mais en de waarnemingen bij deze plant gedaan, zijn, o.a. bij Antirrhinum, door BAUR (11) geheel bevestigd.

De proeven met mais zijn o.a. door E A S T E N JONES (12) beschreven; zij vonden voorplanten, die door zelfbestuiving worden voortgeplant (en die zich ,,normaal" door kruisbestuiving voortplanten), dat het nageslacht van deze zelfbestoven planten: 1. vermindering van afmeting en productie

vertoont,

2. splitsing in ondervariëteiten te zien geeft, gelijktijdig met de vermindering in groei-kracht,

3. naarmate de ondervariëteiten meer ge-fixeerde eigenschappen vertoonen, minder snel in kracht achteruit gaat.

D E VILMORIN, die deze kwestie bij den' beetwortel bestudeerde, vond deze drie punten ook bij Beta vulgaris bevestigd. Voor zijn ver-edclingswerk kruist hij dan ook zijn verzwakte, inge-teelde lijnen, nadat hij deze van minderwaardige eigenschappen heeft gezuiverd, en krijgt dan direct na de eerste kruising weer normale, krachtige planten. Het bovenvermelde voorbeeld van duidelijke verzwakking bij het nageslacht van de te Maisons Laffitte zelfbestoven biet, is eene bevestiging van de bovenstaande regels bij Beta vulgaris. Ik heb die zelfde verschijnselen bovendien waargenomen in onze ingeteelde families. Deze famifies zijn voor het veredelingswerk gedurende 4 a 5 generaties voort-geteeld door bevruchting van naaste verwanten

(halfbroers en halfzusters) en hierbij treden in enkele families telkenjare verschijnselen op, die op ver-zwakking door inteelt wijzen. Vele planten van zulke families dragen in het tweede jaar geen zaad meer, terwijl de wortelopbrengst van deze families bijna altijd aanmerkelijk geringer is dan van niet ingeteelde families. Evenals D E VILMORIN, vond ik, dat de verzwakking dadelijk na kruising van twee niet-verwante families wordt opgeheven, en het handelszaad is dan ook een dergelijke F,-generatie. Het homo-gener worden van ondervariëteiten bij inteelt, moet theoretisch na de tweede of derde generatie worden waargenomen. Ook dit vond ik bij Beta vulgaris bevestigd.

NILLSON meent uit het vrij spoedig constant worden van zijn stammen te mogen concludeeren, dat in groote beetwortelvelden voor zaadcultuur zelfbestuiving veel meer voorkomt dan men vermoedt. Ik heb, zooals boven beschreven, ook bij mijn inteelt-proeven gevonden, dat de verschillende types na 2 of 3 generaties te voorschijn komen en dan reeds vrij homogeen zijn. Deze homogeniteit is echter nog lang niet volkomen; er treden nog herhaaldelijk nieuwe splitsingen op en de homogeniteit wordt, naarmate men verder doorteelt, steeds grooter, zoodat deze waarneming van NILLSON volgens mij niet op het vrij veel voorkomen van zelfbestuiving hoeft te wijzen.

Z A D E (13) meent bij Beta vulgaris enkele autogame stammen te hebben ontdekt. Hij oogstte, in een groot beetwortelveld voor zaadcultuur, van 2030 planten het zaad van elke plant afzonderlijk. Van het zaad van elk dezer exemplaren teelde hij nu één rij bieten. In deze rijen vertoonden de bieten zeer vele verschillen. Er waren er echter onder de 2030 rijen 14, waarvan de bieten van de rij geheel gelijkvormig waren, waaruit Z A D E concludeert, dat de planten, waarvan het zaad voor deze 14 rijen afkomstig was,