Im Banne des Lichts

Im Banne des Lichts.

Von M. Hagenau.

Seit uralten Zeiten wird die Sonne als die Quelle alles Lebens auf Erden anerkannt. In ihren Strahlen sind geheimnisvolle Kräfte vereint, die von der Wissenschaft als Wärme, Licht und chemische Kraft bezeichnet werden. Ein Sonnenschein, der in das Zimmer dringt und auf den zitternden Luftstäubchen erglitzert, bietet eine ganze Anzahl von Mysterien, an deren Entschleierung der menschliche Geist unablässig arbeitet. Wie vieles ist uns aber bis heute im Wesen und in den Wirkungen des Sonnenlichtes unerklärlich! Zweifellos bestehen die wichtigsten Beziehungen zwischen dem Lichte und dem Leben – aber wir kennen nur ihre Gesamtsumme; die Einzelheiten der verwickelten Vorgänge entziehen sich unseren Blicken. Was wir jedoch bereits mit bloßen Augen sehen können, das ist auffallend genug. Wir wissen, daß die Pflanzenwelt völlig unter der Herrschaft des Lichtes steht. Wir sehen, daß die Sonne auf das Wachstum der Pflanzen eine richtende Kraft ausübt. Werden gerade Sproßachsen oder Wurzeln wachsender Pflanzenteile nur von einer Seite allein oder von der einen stärker als von der anderen beleuchtet, so krümmen sie sich so lange, bis sie die Richtung des auffallenden Lichtstrahles angenommen haben. Wir nennen diesen Vorgang Heliotropismus und diejenigen Organe der Pflanzen, welche sich dem Lichte zuwenden, positiv heliotropisch, diejenigen, die sich dagegen von dem Lichte abwenden, negativ heliotropisch.

Diese Erscheinungen vollziehen sich nach gewissen Gesetzen. Die Richtung der Lichtstrahlen ist zunächst für diese Orientierungsbewegungen der Pflanzen bestimmend, ferner werden dieselben nur oder in höherem Maße durch die stärker brechbaren, also blauen und violetten Lichtstrahlen hervorgerufen.

Giebt es nun nicht ähnliche Beziehungen zum Lichte in der Tierwelt? Gewiß, und jeder von uns hat sie gesehen. Fliegt nicht die Motte ins Licht? Werden nicht die Ameisen durch die Sonnenstrahlen, die ihr Nest treffen, zum Hochzeitsfluge hervorgelockt? Ziehen nicht sogar wir selbst helle, sonnige Wohnungen dunkeln Räumen vor? Erheitert uns nicht der Sonnenschein, während die Finsternis uns niederdrückt? Gewiß steht auch die Tierwelt und mit ihr der Mensch im Banne des Lichts, nur daß die Wirkung desselben bald deutlicher, bald schwächer zu Tage tritt. Es giebt Forscher, welche von der seelischen Stimmung, die das Licht in uns erzeugt, und von der Thatsache, daß es Tiere giebt, die ohne Licht leben, ausgehen und die Tierwelt in eine lichtliebende und eine lichtscheue teilen. Sie haben es leicht, viele der rätselhaften Erscheinungen auf ihre Weise zu erklären. Die Motte fliegt nach ihnen ins Licht, weil ihr der Gegenstand neu ist, und sie stirbt den Flammentod – aus Neugierde. Solche Uebertragung menschlicher Gefühle und Geistesregungen auf Motten- und Mückenseelen ist mindestens gewagt. Vielleicht ist die Motte bei ihrem Todesfluge gar nicht neugierig, sondern folgt einem Naturgesetz, das sie zwingt, diese Flugbahn zu beschreiben, wie die heliotropische Pflanze sich in der Richtung der sie treffenden Lichtstrahlen krümmt. Vielleicht! Es giebt auch einen Heliotropismus der Tiere, untersuchen wir ihn und sehen wir zu, ob seine Erscheinungen nach einem Gesetz verlaufen!

Die Männer der Wissenschaft haben sich bis jetzt wenig mit diesen Vorgängen befaßt. In älteren Werken finden sich nur einige wenige gute Beobachtungen verstreut. Die besten hat ohne Zweifel der berühmte Erforscher der Polypen Trembley gegen das Ende des vorigen Jahrhunderts angestellt. Er brachte das Kunststück fertig, Wasserflöhe durch eine bewegte Kerze im Kreise herumzutreiben. „Ich observierte,“ schreibt er in seinen „Abhandlungen“, „Polypen bei dem Lichte eines Wachsstockes, denen ich den Tag über viele Wasserflöhe gegeben hatte; des Abends waren davon noch einige im Glase übrig, welche die Polypen nicht verzehrt hatten. Ich merkte, daß sie sich größtenteils nach der Seite des Wachsstockes gezogen hatten. Ich veränderte den Platz und sie auch. Sie begaben sich wieder dahin, wo ich den Wachsstock hingesetzt hatte. Da ich nun selbigen viele Male auf eine andere Stelle gesetzt und gesehen hatte, daß sich ihm die Wasserflöhe allezeit wieder näherten, so führte ich den Wachsstock langsam um das Glas herum, ohne anzuhalten. Sie folgten und machten solchergestalt einige Touren in selbigem herum. Ich habe auch mehreremal Gelegenheit gehabt, diesen Versuch zu wiederholen.“

Ferner beobachtete Trembley, daß sich die Polypen an die „hellste“ Seite des Glases begaben; er setzte ein mit Polypen gefülltes Glas in ein Mufffutteral, an dessen Längsseite sich eine Oeffnung befand, und konnte beobachten, daß die Polypen sich nach der Glasseite hinzogen, die der beleuchteten Oeffnung gegenüberlag, dergestalt, daß sie zusammen die Figur eines Dachsparren bildeten.

Spätere Forscher, die sich mit der Frage beschäftigten, prüften die Tiere auf ihr Verhalten gegen gewisse Lichtwirkungen ohne besonderes System, so daß wir diese Arbeiten hier nicht zu erwähnen brauchen. Einen bedeutenden Fortschritt brachten erst die Untersuchungen an Infusorien, welche von einigen Forschern im Laufe des letzten Jahrzehnts gemacht wurden und aus welchen hervorging, daß diese Tierchen ihre Bewegungen nach den Lichtstrahlen einrichten. Die eingehendsten und grundlegenden Versuche verdanken wir aber Dr. J. Loeb. Das Ergebnis seiner Arbeiten hat dieser neuerdings in dem Werke „Der Heliotropismus der Tiere“ (Würzburg, Verlag von Georg Hertz) veröffentlicht, und wir erfahren daraus, daß diese Erscheinungen im Tierreiche völlig mit dem Heliotropismus der Pflanzen übereinstimmen. – –

Die Gesetze des tierischen Heliotropismus lassen sich sicher an den jungen Raupen des Weißdornspinners (Porthesia chrysorrhoea) nachweisen, die im Frühling und im Sommer leicht zu beschaffen sind. Für unsere Zwecke können wir nur junge Räupchen, die eben aus ihrem Gespinst hervorgekrochen sind und noch nicht gefressen haben, brauchen. Wir müssen sie im nüchternen Zustande der Wirkung des Lichtes aussetzen.

Etwa hundert Stück dieser Raupen legen wir in ein Reagenzglas oder Probierröhrchen, wie es die Chemiker brauchen, und schließen es mit einem Stöpsel zu. Damit begeben wir uns in ein Zimmer, das nur ein Fenster hat und dessen Temperatur mindestens über 12 bis 15° C. beträgt. Den Tisch überziehen wir mit schwarzem matt glänzenden Papier und legen das Probierröhrchen so darauf, daß die Längsachse desselben senkrecht gegen die Fensterebene gerichtet ist. Die Tiere, die bis dahin über das ganze Glas zerstreut waren, fangen an, sich nach einer und derselben Richtung zu bewegen. Sie kriechen an die obere Seite des Glases, richten den Kopf gegen das Fenster und kriechen, die Bauchseite und den Kopf der Lichtquelle zugewendet, unter fortwährenden pendelartigen Seitwärtsbewegungen des Kopfes in gerader Richtung an die Fensterseite des Probierröhrchens. Der Vorgang erfordert je nach der Temperatur und dem Zustande der überwinterten Tiere etwa eine bis fünf Minuten. Alle ohne Ausnahme (wenn sie nicht etwa krank sind) begeben sich in der Richtung der Lichtstrahlen an die Fensterseite des Glases. Drehen wir jetzt das Glas um 180° so, daß das früher dem Fenster zugewandte Ende desselben jetzt von diesem abgewendet ist, so kriechen die Raupen in der oben beschriebenen Weise wieder dem Fenster zu und bleiben an diesem Ende des Probierröhrchens festsitzen.

Stellen wir die Längsachse des Glases parallel mit der Fensterebene, so verteilen sich die Raupen gleichmäßig über das ganze Glas, und zwar derart, daß sie wieder die Bauchseite dem Fenster zukehren. Legen wir aber das Kölbchen so, daß seine Längsachse einen auch nur kleinen Winkel mit der Fensterebene bildet, so wandern die Raupen nach dem Ende des Glases, welches dem Fenster am nächsten ist.

Das Licht wirkt auf sie dauernd als Reizursache. Ist die Stöpselseite vom Fenster abgekehrt, so können wir das Röhrchen öffnen; keine Raupe wird ihren Platz verlassen, um aus dem Käfig zu entweichen. Man kann die Raupen auf diese Weise tagelang gefangen halten. Ist aber die dem Fenster zugekehrte Seite offen, so kriechen natürlich binnen weniger Minuten alle Raupen heraus.

Diese Heliotropischen Erscheinungen vollziehen sich in direktem Sonnenlichte in derselben Weise – nur wesentlich rascher. Künstliche Lichtquellen, welche blaue und violette Strahlen enthalten, wirken in gleicher Weise. Die Raupe wird von der Petroleumflamme ebenso angezogen wie die Motte, aber ihre Fortbewegung wird nicht zu einem Todesmarsche; da sie langsam kriecht, so hat sie Zeit, von der wachsenden Hitze veranlaßt, umzukehren, ehe sie die Zone der tödlichen Temperatur erreicht hat.

Durch einfache Versuche mit farbigen Gläsern ist auch leicht der Nachweis zu liefern, daß nicht die roten und gelben, sondern vorwiegend die blauen und violetten Strahlen, ebenso wie bei den Pflanzen, richtunggebend bei den Tieren wirken.

Aber auch in anderer Beziehung sind diese Raupen den Pflanzen in ihrem Verhalten ähnlich. Außer dem Heliotropismus giebt es auch einen Geotropismus der Pflanzen. Die Wurzel ist positiv geotropisch, d. h. sie folgt der Schwere, der Anziehungskraft der Erde; andere Teile der Pflanzen sind negativ geotropisch, d. h. sie wachsen in einer der Schwerkraft entgegengesetzten Richtung. Die Raupen des Weißdornspinners sind negativ geotropisch, d. h. sie haben das Bestreben, emporzusteigen, und wir sehen sie stets an der oberen Seite des Glases. So sind ihre Bewegungen durch zwei Naturkräfte bedingt. Bei genügender Wärme (etwa 20 bis 22° C.) und bei bestimmtem Ausschluß der Lichtwirkung können wir sie durch Umdrehen des Glases zwingen, den Marsch nach oben zu beginnen.

Bei diesen Raupen können wir noch eine andere Erscheinung kennenlernen: die Kontaktreizbarkeit. Wenn wir ihnen hohle und erhabene (konkave und konvexe) Gegenstände zum Niederlassen geben, so werden sie stets die konvexen Flächen wählen, während viele andere Insekten sich stets an konkaven Gegenständen niederlassen.

Diese drei Arten der Reizbarkeit kann man am leichtesten an Tieren darthun, die eben aus dem Neste, in dem sie überwintern, ausgeschlüpft und noch nüchtern sind. Sobald sie gefressen haben, nimmt ihre Reizbarkeit stetig ab und zur Zeit der Häutung sind sie gegen die Einwirkung des Lichtes oder der Schwerkraft völlig unempfindlich.

Diese so seltsamen Eigenschaften der Raupen sind für ihre Lebensweise bestimmend und nutzbringend. Sie überwintern in Gespinsten. Die Wärme weckt sie aus dem Winterschlaf. Der positive Heliotropismus und der negative Geotropismus zwingen sie, an den Sprossen bis zur Spitze aufwärts zu kriechen, und die Kontaktreizbarkeit hält sie an den kleinen konvexen Knospen fest. Das Tier ist bis zur Nahrungsquelle geleitet worden. Gewinnt es nicht den Anschein, als ob der geheimnisvolle „Instinkt“ sich in diesem Falle in die Wirkung verschiedener Naturkräfte, welche das Tier gebieterisch treiben, auflöste? Freilich erweckt in uns auch die neue Erklärung die Frage nach dem Warum? Trösten wir uns, da wir keine Antwort geben können, mit dem Bewußtsein, daß wir wieder einmal erst am Ausgangspunkt einer neuen Erforschungsbahn stehen!

Wir haben bis jetzt Tiere beobachtet, die positiv heliotropisch sind, vom Lichte angezogen werden. Es giebt aber auch Tiere, die negativ heliotropisch sind, sich vom Lichte abwenden.

Wir wählen, um auch diese Erscheinungen vorzuführen, ziemlich ausgewachsene Larven der blauen Schmeißfliege (Musca vomitoria); wie ekelhaft diese Geschöpfe sind, so interessant ist die Beobachtung ihres Verhaltens gegen das Licht. Wir wollen einen der Versuche mit Loebs eigenen Worten wiedergeben: „Ich setzte eine Partie von Tieren auf ein horizontales Brett, das ich in die Sonne stellte. Es war nachmittags vier Uhr, die Strahlen fielen schräg ein und ich blendete die von oben her durch das Fenster des Dunkelzimmers einfallenden Strahlen ab, indem ich den dicht schließenden Laden, soweit als thunlich, herunterließ. Die Tiere wurden sofort, als sie in die Sonne kamen, gerichtet, mit dem Kopf gegen die Zimmerseite, mit dem Hinterleib gegen das Fenster. Mit mathematischer Genauigkeit krochen so die Tiere in der Richtung der Strahlen. Wenn man durch einen Federhalter einen Schatten werfen ließ, so konnte man bemerken, daß die Tiere genau parallel mit dem Rande des Schattens sich gegen die Zimmerseite bewegten. Die richtende Kraft der Strahlen war so stark, daß die Tiere dicht am Rande des Schattens hinkrochen, ohne daß sie hineingelangten. Es war, als seien sie an den Lichtstrahl, der ihren Körper durchsetzte, aufgespießt.“

Daß nicht die Helligkeit, sondern die Richtung der Strahlen allein für die Bewegung maßgebend ist, beweist noch folgender Versuch: Wir nehmen einige der Larven und setzen sie in ein Probierröhrchen; dieses legen wir auf einen Tisch so, daß die Längsachse des Glases senkrecht zu der Fensterebene steht. Durch einen Schirm beschatten wir die dem Fenster zugekehrte Hälfte des Probierröhrchens, während wir auf die dem Zimmer zugekehrte Hälfte direktes Sonnenlicht fallen lassen. Beim Anfang des Versuches befinden sich die Larven in der beschatteten Hälfte. Man sollte meinen, daß diese negativ heliotropischen Tiere, die das Licht fliehen, in dem Schatten bleiben würden. Weit gefehlt! Die Richtung der Lichtstrahlen ist für sie die treibende Kraft. Sofort wandern die Larven aus dem beschatteten Teile an die Zimmerseite in das direkte Sonnenlicht und bleiben hier am äußersten Ende des Glases sitzen.

Doch genug dieser Beispiele! Es ist überhaupt nicht möglich, den reichhaltigen Stoff, den uns der tierische Heliotropismus bietet, in dem Rahmen eines Artikels auch nur annähernd erschöpfend zu behandeln. Unser Zweck besteht darin, die Naturfreunde unter unseren zahlreichen Lesern auf diese wunderbaren Erscheinungen aufmerksam zu machen und ihnen das fesselnde Werk von Loeb zur fleißigen Beachtung zu empfehlen. Der Frühling naht – die Raupen werden aus ihren Nestern auskriechen, bunte Schmetterlinge werden auf den Wiesen gaukeln. Der Sammler wird hinausziehen in Flur und Feld – er findet Freude am Beobachten der Natur; ein Raupenhäuschen, in dem er die Verwandlung der Insekten beobachtet, fesselt ihn tagelang. Vielleicht wird er sich durch diesen Artikel angeregt finden, was da kriecht und fliegt noch von einem anderen Standpunkte zu betrachten, die Versuche, die wir hier berührt haben, zu wiederholen, neue zu ersinnen und so mit neuem Wissen seinen Geist zu bereichern.

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