Meine Damen und Herren,
auf früheren Tagungen hier in Lindau habe ich, es wurde eben schon gesagt,
schon mehrfach über Probleme der Insektenbiochemie gesprochen.
Wenn ich mich entschlossen habe, heute das gleiche Thema noch einmal zu wählen,
so war der Wunsch maßgebend, Ihnen erzählen zu können über Fortschritte, über Erreichtes auf Arbeitsgebieten,
die in früheren Vorträgen im Wesentlichen nur in ihrer Problematik dargestellt werden konnten.
Dabei wird es leider nicht ausbleiben, dass ich manchen von Ihnen Altbekanntes neben Neuem erzählen muss,
dafür bitte ich von Vornherein um Entschuldigung.
Für diejenigen unter Ihnen, die dieser Problematik noch nicht begegnet sind, darf ich vielleicht eine Vorbemerkung machen.
Es wird sich vielleicht der eine oder andere fragen, was es für einen Sinn hat, so spezielle Fragen anzugehen,
wie sie die Insektenwelt uns stellen.
Nun eine solche Meinung möchte ich vielleicht mit folgendem Hinweis entkräften.
Sie wissen alle,
dass die wissenschaftliche Biologie seit Langem das Stadium ihrer deskriptiven Bemühungen verließ
und unter Anwendung der Methoden der Physik und Chemie Grundphänomene des Lebens zu analysieren versucht,
die für alle Organismen gelten.
Damit erfüllt sie zu ihrem Teil den Auftrag der Wissenschaft,
das Wesen des Menschen selbst und der ihn umgebenden und auf ihn bezogenen Natur zu erkunden.
Dabei ist sie frei in der Wahl ihrer Objekte
und benutzt je nach Fragestellung und verwendeter Methodik
die verschiedensten Organismen des Tier-, Pflanzen oder Mikrobenreiches.
Und Sie wissen, dass Insekten sehr häufig zur Lösung biologischer Grundprobleme verwendet worden sind.
Wir erinnern uns nur daran,
dass die für alle Lebewesen - auch für den Menschen - geltenden Gesetze
der sogenannten klassischen Vererbungsforschung zu einem ganz großen Teil an Insekten erkannt wurden,
und dass auch Gesetze der tierischen Verhaltensweisen zu einem guten Teil an Insekten analysiert werden konnten.
Und vor allem die an staatenbildenden Insekten aufgefundenen Prinzipien
beglücken ja den ehrfürchtig beobachtenden Forscher immer wieder aufs Neue.
Auch die Biochemie,
deren Aufgabe es ist, alle mit dem Ablauf von Lebensprozessen verbundenen chemischen Umsetzungen zu analysieren,
wählt ihre Objekte aus allen Organismen unserer Erde.
Seit über 20 Jahren haben wir am Max-Planck-Institut für Biochemie eine Reihe von chemischen Phänomenen des Lebens studiert,
zu denen uns eben die Insekten den Zugang öffneten.
Und wie so oft hat es sich auch bei diesen Arbeiten gezeigt,
dass sehr spezielle Fragestellungen, die zunächst nur für das Insekt bedeutungsvoll erscheinen,
den Zugang zur Lösung allgemeingültiger Phänomene öffnen
oder für unser eigenes Gemeinschaftsleben praktisch verwertbare Ergebnisse liefern können.
Das möchte ich im Folgenden an einigen Beispielen zeigen.
Beginnen möchte ich mit der Betrachtung typischer, für das Insektenreich charakteristischer Naturfarbstoffe.
Sie wissen alle, dass die zahlreichen Farbstoffe, mit der die Natur sich schmückt und den Menschen erfreut,
für viele Generationen von Chemikern bevorzugte Objekte ihres Interesses gewesen sind.
Jede Zeit hat mit dem Fortschritt der analytischen Methodik neue Wege zur Reindarstellung
und zur Konstitutionsermittlung von Naturfarbstoffen eröffnet.
Und man durfte lange davon überzeugt sein, alle wichtigen und verbreiteten Naturfarbstoffe,
die oft auch für die technische Synthese organischer Farbstoffe Modell standen, gut zu kennen.
Überraschenderweise aber wurden dabei die Farben des Insektenreiches von rotem, braunem, gelbem und violettem Farbton übersehen,
denen nach unseren Arbeiten der letzten Jahre ein bisher in der Natur noch unbekannt gewesener Bautypus zukommt
und die, wie wir fanden, zu den am weitesten verbreiteten Naturfarbstoffen gehören.
Sehen wir uns zunächst einmal in Bildern an, um was für Farbstoffe es sich handelt und wo wir sie finden.
Sie sehen hier im ersten Bild einen Schmetterling,
den bekannten Kleinen Fuchs und zwar hat dieser Schmetterling gerade die Puppenhülle verlassen und hat ausgespritzt das,
was der Entomologe das Schlupfsekret nennt.
Viele Schmetterlinge spritzen unmittelbar nach dem Schlüpfen ein solches Reinigungssekret aus.
Sie sehen in diesem Fall, dass dieses Sekret hier auf Fließpapier aufgefangen, eine leuchtend rote Farbe zeigt.
Das ist solch ein Farbstoff vom roten Typ im Insektenreich und auch die Flügelzeichen, soweit sie rot, gelb, braun ist,
gehört in das Gebiet, was wir besprechen wollen.
Flügelfarbstoff unseres Typs sehen Sie auch in den nächsten Bildern.
Im nächsten Bild erkennen Sie hier wiederum die Flügel des Kleinen Fuchses.
Hier ist das Tagpfauenauge, hier ist der Admiral.
Beispiele dafür, wo sich solche gelbe, rote, braune Flügelfarbstoffe finden.
Im nächsten Bild sehen Sie Kaisermantel,
solche Farben und auch die schöne rote Zeichnung dieses großen amerikanischen Schmetterlings Cecropia platysamia gehört hierher.
Auch die Epidermis mancher Insekten oder Larven enthält die Naturfarbstoffe, von denen wir sprechen.
Im nächsten Bild sehen wir die Raupe des sogenannten Gabelschwanzes,
dadurch gekennzeichnet, dass sie sich unmittelbar vor der Verpuppung intensiv rot verfärbt.
Die beginnende Verfärbung ist gerade hier dargestellt.
Wieder dieser rote Farbstofftyp.
Im nächsten Bild sehen Sie die schöne Farbzeichnung einer Heuschreckenlarve Schistocerca
auch hier haben wir die einzelnen Farbstoffmuster,
und zum Schluss zeige ich Ihnen noch ebenfalls von der Heuschrecke das Auge der Insekten.
Viele Insektenaugen sind rot, braun oder dunkler gefärbt.
Nun alle diese Farbstoffe, die ich Ihnen, ich wiederhole,
als rote, braune oder noch dunklere Töne
von Schlupfsekreten, Flügelfarbstoffen, Epidermisfarbstoffen und Augenfarbstoffen von Insekten vorführte,
sind chemisch eng verwandt.
Und nach dem universellen Vorkommen in allen Augen der Insekten, wo sie zuerst entdeckt worden sind,
haben sie die Gruppenbezeichnung ommochrome Augenfarbstoffe erhalten.
Das Vorkommen dieser Stoffe ist nicht auf Insekten beschränkt.
Sie finden sich bei allen Gliederfüßlern,
zum Beispiel bei Krebsen, auch bei Tintenfischen als Augen- und Hautfarbstoffe und seltener auch in anderen Tierklassen.
Es gibt eine ganze Reihe von Ommochromen als chemische Individuen.
Als charakteristischen und weit verbreiteten Vertreter dieser Ommochrome
wollen wir im nächsten Bild die Struktur nur eines Stoffes betrachten, des sogenannten Xanthommatins.
Dieser gelb-braune Farbstoff Xanthommatin
wurde zuerst aus dem roten Schlupfsekret von etwa 10.000 Faltern des Kleinen Fuchses
in einer Ausbeute von 100 mg rein und kristallisiert gewonnen.
Später konnten 19 mg aus den Augen von 7.800 Schmeißfliegen isoliert werden
und damit war erstmalig ein Augenfarbstoff der Insekten in reiner Form gewonnen.
Xanthommatin findet sich in sehr vielen Insektenaugen.
Er findet sich unter den Flügelfarbstoffen und Hautfarbstoffen.
Die Konstitution dieses Stoffes wurde aufgeklärt und durch die Synthese eindeutig gesichert.
Für diejenigen unter Ihnen, die der chemischen Formelsprache mächtig sind,
steht hier die Formel des Xanthommatins und man erkennt, dass es sich handelt um ein sogenanntes Phenoxazonsystem,
das ist dieses dreikörnige System mit Stickstoff, dem ein Chinolinring angegliedert ist
und hier ist eine Oxo-Aminocarbonsäure-Seitenkette noch vorhanden.
Dieses Phenoxazonsystem finden wir in allen Ommochromen.
Wir können sagen, Ommochrome sind Phenoxazon-Farbstoffe.
Charakteristisch für Xanthommatin und andere Ommochrome ist das charakteristische Redoxverhalten,
was auch hier im Bild wiedergegeben ist.
Es heißt, diese gelb-braune Farbstufe kann durch Aufnahme von Wasserstoff reduziert werden
und geht dann über in eine leuchtend rote Stufe.
Hier ist die Konstitution des Hydroxanthommatins mit den beiden hier angelagerten Wasserstoffatomen
und der daraus folgenden anderen Verteilung der Doppelbindungen.
Das rote Hydroxanthommatin geht unter Abgabe von Wasserstoff wieder in das gelb-braune Produkt über.
Und dieses Redoxverhalten im nächsten Bild auch nochmal farbig dargestellt,
hier die oxidierte gelb-braune, hier die reduzierte leuchtend rote Farbe ist erstens charakteristisch für die Gruppe,
zweitens für den Biochemiker seltsam oder für den Farbstoffchemiker,
weil hier bei Reduktion eine Farbvertiefung stattfindet, was im Allgemeinen nicht der Fall ist.
Es ist interessant, dass die Natur die beiden Typen oxidierten und reduzierten Farbstoff verwendet.
Wir wissen zum Beispiel,
dass der vorhin angedeutete Übergang der braunen Farbe der Gabelschwanzraupe in die leuchtend rote Farbe vor der Verpuppung
auf einen solchen Reduktionsvorgang zurückzuführen ist.
Alle Ommochrome sind Phenoxazonfarbstoffe, sagte ich, das Xanthommatin betrachten wir als Stofftypus,
der [nicht] nun in mannigfacher Weise in die Vertreter anderer Ommochrome abgewandelt werden kann.
Interessant ist, dass die rote hydrierte Farbstoffstufe in Gegenwart von Sauerstoff nicht sehr stabil ist,
sondern der oxidierte Farbstoff ist der stabile.
Was tut die Natur, wenn sie die rote hydrierte Farbstoffstufe fixieren will.
Sie tut das durch Umwandlung des Xanthommatins in zwei andere Farbstoffe von leuchtend rotem Typ,
die sich von dem hydrierten Xanthommatin ableiten lassen und die wir als Rhodommatin und Ommatin D bezeichnet haben.
Im nächsten Bild möchte ich Ihnen andeuten, wie die Fixierung auf der hydrierten roten Stufe erfolgt.
Sie erkennen hier wieder die hydrierte Form des Xanthommatins, nur ist ein Wasserstoffatom hier am Stickstoff,
dort unten am Sauerstoff durch einen Rest R substituiert.
Dieser Rest R kann sein entweder ein Zuckerrest, dann bildet sich ein Glucosid,
der Rest R kann ein Sulfatrest sein, ein Schwefelsäureester sein,
und immer wenn ein solches Wasserstoffatom substituiert ist durch solche Gruppen
- durch Zuckergruppen, durch Schwefelsäure -
dann kann die reduzierte Form nicht so leicht,
das heißt erst nach Abspaltung des Restes in die oxidierte Form übergehen
und so fixiert die Natur die hydrierten instabilen Farbstoffe in leuchtendem Rot.
Es sind damit zugleich Stoffe, die Formeltypen weiterer Ommochrome Ihnen gezeigt.
Dankeschön.
Und das Folgende erscheint uns von allgemeinem Interesse.
In dem Ommochromen wurde ein neues, ich sagte es schon, bisher in der Natur nicht beobachtetes Farbstoffsystem,
eben das Phenoxazonsystem aufgefunden.
In der Technik synthetischer Farben ist dieses System schon seit über 40 Jahren bekannt,
ohne dass man seine viel früher schon gemachte Erfindung durch die Natur ahnte.
Unter diesen technischen Farbstoffen vom Phenoxazontyp gibt es Vertreter,
die als sogenannte Photosensibilisatoren der fotografischen Platte verwendet werden.
Sollten die Augenpigmente der Insekten von diesem Typ auch etwas mit der Lichtaufnahme, mit dem Sehvorgang zu tun haben
und nicht nur, wie angenommen wird, als Lichtschutzpigmente dienen.
Hier ist eine Frage an die Sinnesphysiologie gestellt.
Die Ommochrome der Insekten waren die ersten in der Natur aufgefundenen Phenoxazon-Farbstoffe.
Bald nach ihrer Entdeckung hat man weitere Vertreter dieses Farbstofftypus in der Natur gefunden.
Die Konstitutionsermittlung der Ommochrome lieferte den Schlüssel für die Analyse des farbgebenden Systems
der sogenannten Actinomycine.
Antibiotisch wirksamer Stoffwechselprodukte von Strahlenpilzen
und zugleich den Zugang zu anderen Vertretern dieser Klasse im Reich der Pilze.
Sie sehen auf dem Bild oben noch einmal die Formel des Xanthommatins als Typus und sehen,
wie diese Grundsubstanz abgewandelt wird durch Substitution in der Farbgruppe der Actinomycine,
die von Brockmann untersucht worden sind,
und unten sehen Sie Typen von Pilzfarbstoffen, wie sie Gripenberg analysiert hat.
Nach ganz neuen Beobachtungen ist es sogar wahrscheinlich,
dass das Xanthommatin auch zu den Stoffwechselprodukten des Säugers und vielleicht auch des Menschen gehört.
Ob es hier irgendeine Bedeutung besitzt, weiß man nicht.
Die Actinomycine sind Antibiotika.
Das heißt, sie gehören zu den modernen Waffen des Arztes gegen Infektionskrankheiten,
über die wir ja gestern in dem Vortrag von Herrn Domagk so viel Eindrucksvolles hörten.
Da sich unter den Actinomycin Arzneimittel gegen bösartige Erkrankungen des Lymphsystems befinden, wird verständlich,
dass die Ommochrome - zunächst nur Objekte des wissenschaftlich-spielenden Forschers -
die steigende Aufmerksamkeit der pharmazeutischen Industrie gewinnen.
Die theoretisch größte Bedeutung aber haben die Ommochrome gewonnen als Merkmale,
die nur unter der Wirkung bestimmter Erbfaktoren ausgeprägt werden.
Das war das Thema meines allerersten Vortrages in Lindau "Was wissen wir über die Wirkung von Erbfaktoren?".
Die Entomologen haben gefunden, dass es Insektenrassen gibt, die keine Ommochrome bilden können.
Und die genetische Analyse dieser ommochromfreien Rassen lehrt,
dass sie sich von den ommochromhaltigen Wildrassen
durch die Veränderung zur Mutation nur einzelner Gene des Erbgutes unterscheiden.
Diese Gene müssen somit die Synthese der Ommochrome steuern.
Diese Entdeckung ermöglichte erstmalig die Analyse der Genwirkung, das heißt die Beantwortung der gestellten Frage,
wie werden bestimmte Außenmerkmale eines Organismus durch die Anwesenheit bestimmter,
im Zellkern lokalisierter Erbfaktoren ausgeprägt.
Ich darf Sie im nächsten Bild erinnern, an den klassischen Versuch von Alfred Kühn, der diese Entwicklung eingeleitet hat.
Wir sehen in diesem Schema die Raupe und Kopf der Mehlmotte Ephestia kuehniella und zwar der Wildform
ausgezeichnet durch dunkle Pigmentierung durch Ommochrome.
Hier ist eine solche ommochromfreie Mutante, die Raupenhaut ist farblos, die Augen nur rot,
der dunkle Farbstoff fehlt und diese beiden Rassen unterscheiden sich nur durch ein einziges Erbmerkmal.
Wenn man nun nach Kühn in dieses vorletzte Raupenstadium der farblosen Mutante Gewebe aus der Wildform implantiert,
so wird unter dem Einfluss des Gewebes die fehlende Ommochromsynthese nun im Wirt durchgeführt
und entstehen aus den farblosen Tieren solche, die sich phänotypisch von den Wildformen nicht unterscheiden.
Es muss also hier durch das Implantat die Bedingung übertragen sein,
unter denen die irgendwie gestörte Ommochromsynthese ermöglicht wird.
Die biochemische Analyse dieses Experimentes hat dann zur Aufstellung dieser Genwirkkette geführt,
aus denen Folgendes hervorgeht:
Die Ommochrome unserer Farbstoffe entstehen aus der Aminosäure Tryptophan,
einem normalen Produkt des Eiweißstoffwechsels durch schrittweisen Abbau über Kynurenin und Hydroxykynurenin.
Jeder dieser Schritte wird durch ein charakteristisches Ferment ermöglicht.
Diese Fermente sind aber nur vorhanden, wenn bestimmte Gene im Erbfaktorenbestand vorliegen.
So kommen wir zum folgenden Schluss:
Die Fermente, die bei einem bestimmten Reaktionsschritt katalysieren, werden in Abhängigkeit von Genen gebildet.
Gene wirken über Fermente,
wenn Gene mutieren, werden die zugehörigen Fermente ausfallen oder verändert
und infolge dessen werden chemische Reaktionsschritte hier Teilprozesse der Ommochromsynthese nicht mehr vollzogen.
Durch diese Experimente ist gezeigt, und zwar erstmalig gezeigt, dass Gene über Fermente wirken.
Die Fermente sind die ersten fassbaren Produkte der Erbfaktoren.
Da Fermente spezifische Eiweißstoffe sind, entnehmen wir den Versuchsergebnissen zugleich die wichtige Erkenntnis,
dass im Bau der Erbfaktoren die Information liegt für die Synthese spezifischer Eiweißstoffe.
Damit wurde ein Grundproblem der Biologie aufgedeckt und im weiteren Experiment zugänglich gemacht.
In der Frage, wie die Erbfaktoren einer Zelle die Information für die Synthese spezifischer Eiweißstoffe
und damit für die Herstellung aller spezifischen Strukturen der Zelle übermitteln,
liegt eines der aufregendsten Probleme der heutigen Biochemie, dessen Lösung aber wohl bevorstehen dürfte.
Wir danken es den Insekten, uns ein Gesetz gelehrt zu haben,
das inzwischen an vielen anderen Organismen auf breiter Basis bestätigt
heute die Analyse der primären im Erbgut gelegenen Steuerungsvorgänge in der belebten Natur erlaubt.
Leider können wir den hier gesponnenen Faden nicht weiter spinnen.
Wir wenden uns einem anderen Steuerungsproblem aus dem Gebiet der Entwicklungsphysiologie zu.
Die meisten Lebewesen entwickeln sich aus einer einzigen Zelle - der befruchteten Eizelle - und die Frage,
wie diese Individualentwicklung gesteuert, wie jede Phase der Entwicklung kausal durch die vorhergehende Phase bestimmt wird,
umschließt den Problemkreis der Entwicklungsphysiologie.
Auch hierzu lehren uns die Insekten mancherlei Grundsätzliches.
Ihnen allen ist bekannt, dass die Entwicklung vieler Insekten sich auf dem Wege einer interessanten Metamorphose vollzieht.
Aus dem Ei einer Fliege oder eines Schmetterlings schlüpft die sogenannte Larve oder Raupe.
Sie wächst heran unter wiederholten Häutungen, den sogenannten Larvenhäutungen.
Die ausgewachsene Larve wandelt sich im Vorgang der Puppenhäutung, der sogenannten Verpuppung in eine Puppe um.
In der Puppe vollzieht sich die Imaginalentwicklung, an deren Ende die geschlechtsreife Form, die Imago, steht.
Sie entschlüpft der Puppe in der sogenannten Imaginalhäutung.
Man hat festgestellt,
dass diese Folge an Vorgängen Larvenhäutung, Puppenhäutung, Imaginalhäutung
durch drei spezifisch wirkende Hormone ausgelöst und gesteuert werden
und hier haben wir das zweite Problem vor uns, über das ich in Lindau früher schon einmal gesprochen habe.
Damals ist ausgeführt worden,
dass die drei Metamorphosehormone nach diesem Schema zusammenwirken
in neurosekretorischen Zellen des Gehirns wird das erste Hormon, das adenotrope Hormon gebildet,
unter dessen Wirkung produziert die Prothoraxdrüse ein zweites Hormon, das Prothorakalhormon.
Seine Gegenwart veranlasst die Epidermis, die Haut, zu einer Häutung.
Das Prothorakalhormon befiehlt eine Häutung.
Die Form der Häutung wird bestimmt durch die Anwesenheit oder Abwesenheit des dritten Hormons,
das in den Corpora allata gebildet wird.
Wenn dieses Hormon zugegen ist, und das ist während der ganzen Larvenentwicklung der Fall,
erfolgt die Häutung als Larvenhäutung, stellen die Corpora allata die Produktion dieses sogenannten Juvenilhormons auch ein,
dann erfolgt eine Puppenhäutung und dasselbe Prothorakalhormon ist schließlich noch für die Imaginalhäutung nötig.
Alle drei Hormone, die hier mitspielen, sind inzwischen in Substanz gefasst.
Und man kann ihre Wirkung an geeigneten Objekten jederzeit demonstrieren.
Wir beschränken unsere Betrachtung heute auf das Prothoraxhormon - das eigentliche Häutungs- oder Verpuppungshormon.
Es ist bisher als einziges von den dreien in kristallisierter Form dargestellt worden.
Aus einer Tonne frischer Seidenspinnerpuppen lassen sich etwa 75 bis 100 mg des Hormons gewinnen,
das wir Ecdyson von Ecdysishäutung genannt haben.
Es ist ein bizyklisches System ohne Stickstoff der Formel C18H30O4.
Leider kennen wir die Einzelheiten des Baus auch heute immer noch nicht.
Wir erhoffen jetzt eine wirksame Hilfe von der Röntgenstrukturanalyse.
Aber es konnten in den letzten Jahren mit dem reinen Hormon die physiologischen Wirkungen im Einzelnen studiert werden
und von diesen möchte ich Ihnen zwei Beispiele vorführen.
Hier wird an einer Fliegenmade eine Ligatur durchgeführt, die das Kopfende vom Hinterende trennt.
Das Ergebnis eines solchen Eingriffes ist, wie im nächsten Bild gezeigt, eine Teilverpuppung.
Nur das Vorderende verpuppt sich, das Hinterende bleibt Dauerlarve.
Dieses Bild erscheint, weil die Metamorphosehormone, die zur Verpuppung führen, im Kopf gebildet werden,
und nicht durch die Ligatur in dem hinteren Teil des Tieres gelangen.
Wenn man reines Ecdyson in den hinteren Teil in die Dauerlarve hineinspritzt,
so vollzieht sie nachträglich noch die Verpuppung.
Hier ist gezeigt, wie man mit einer Mikroinjektionsspritze hier in die kleine Larve injiziert
und wir injizieren 0,01 ml einer Lösung und zwar eine Menge von 0,01 Gamma also 10^-8 g des Hormons,
um eine Verpuppung zu erzielen.
Das Ergebnis einer solchen Injektion fällt nach biologischen Versuchen in statistischer Weise aus.
Hier sind eine Reihe solcher mit Hormon injizierter Hinterleiber gezeigt
und Sie sehen, dass neben Totalverpuppungen, die sich hier vollzogen haben, auch Teilverpuppungen zu beobachten sind
und dass auch einige Tiere nicht reagiert haben, wie wir es von einem biologischen Experiment erwarten.
Viele von Ihnen werde sich erinnern,
dass diese Wirkung Grundlage des physiologischen Testes zum Nachweis und zur Anreicherung des Ecdysons gewesen ist.
Das schönste biologische Experiment über die Wirkung des Ecdysons hat Carrol Williams vollzogen
und im nächsten Bild sehen Sie aus einer Arbeit von Carrol Williams, was er gemacht hat.
Wir haben vorhin den großen Schmetterling, Cecropia platysamia,
diesen wunderschönen bunten Spinner gesehen, ein Riesenschmetterling.
Und hier oben ist abgebildet das isolierte Hinterstück einer Puppe dieses Schmetterlings.
Es ist gezeigt, wie mit kleinen Kanülchen hier zwei Organstückchen hineingebracht werden
nämlich neurosekretorische Zellen des Gehirns und Prothoraxdrüse.
Also die beiden hormonspendenden Drüsen
aus der Prothoraxdrüse wird unter der Wirkung des anderen Implantats das Prothoraxhormon gebildet.
Unter der Wirkung dieses Hormons, das wie ich sagte, auch die letzte Phase der Imaginalentwicklung steuert,
verwandelt sich nun das isolierte Hinterstück der Puppe in ein Hinterteil des Schmetterlings.
Die ganze Form wird verändert, die Farbe wird verändert und das isolierte Hinterstück legt auch Eier ab.
Es funktioniert.
Es wäre ohne den Eingriff, ohne Zufuhr von Hormon zugrunde gegangen.
Das ist nun mit reinem kristallisierten Ecdyson anstelle der zwei Organimplantate wiederholt worden.
Im nächsten Bild zeige ich Ihnen dieses einfarbig gelbbraun gezeichnete isolierte Hinterstück
auf einer kleinen Agarplatte aufgesetzte Hinterstück einer Puppe, also vor der Imaginalentwicklung, vor der Imaginalhäutung.
Würden wir nichts tun, würde dieses isolierte Hinterstück natürlich in kurzer Zeit sterben.
Durch Injektion von 6-Gamma Ecdyson ist auch hier die ganze Entwicklung vollzogen,
das ist eine Aufnahme des gleichen Präparates.
Sie sehen die Veränderung der Form im Sinne des Hinterleibs des Schmetterlings.
Sie sehen die Ausprägung der Farben und des Musters.
Es wird also hier die ganze Entwicklung unter der Wirkung einer ganz kleinen Menge des Verpuppungshormons nachgeholt.
Man kann die kausale Wirkung und Bedeutung eines Hormons im Ablauf eines Entwicklungsschrittes kaum überzeugender dartun.
Auch für die Entwicklungsstadien der Säuger und des Menschen wirken Hormone als Regulatoren,
doch nirgends vermag man ihre Wirkung so leicht und isoliert zu demonstrieren und zu studieren wie hier.
Wie greift nun eigentlich dieses Hormon an.
Die Wirkung von Hormonen ist im Einzelnen zumeist noch unbekannt.
Wir stehen immer wieder vor der überraschenden Tatsache,
dass so winzige Mengen eines Stoffes so revolutionierende Prozesse im Organismus auszulösen vermögen.
Ich freue mich, Ihnen sagen zu können,
dass Dr. Karlsson in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für Biologie in Tübingen, Abteilung Beermann,
kürzlich mithilfe des Ecdysons eine Beobachtung gemacht hat, die ich für einen ganz entscheidenden Fortschritt halte.
Es ist nämlich erstmalig gezeigt worden an diesem Stoff,
dass die Funktion der im Kern gelegenen Genorte durch das Hormon beeinflusst wird - in ganz charakteristischer Weise.
Wir verdanken Beermann die Erkenntnis,
dass jene Teile eines Chromosoms in dem gerade funktionierende Genloci sich befinden, histologisch sich verändern.
Es bilden sich hier sogenannte Puffs -
Aufblähungen, die wir biochemisch als Auflockerung der Erbsubstanz und Übergang in ihre eigentliche Funktion interpretieren.
Die Genetiker haben immer gefordert,
dass solche Puffs nicht nur aus einer inneren Gesetzmäßigkeit des Chromosoms entstehen können,
sondern dass das umgebende Milieu das Chromosom, die Genloci auffordern müsste, bestimmte Funktionen zu erfüllen,
die nun für die weitere Entwicklung nötig sind.
Aber man hat niemals die Puffbildung experimentell eindeutig beeinflussen können.
Es ist erst jetzt mit Ecdyson gelungen
unter Benutzung der Riesenchromosomen der Dipteren an denen man diese Dinge hat so gut verfolgen kann
und man hat zeigen können, dass durch geringste Hormonmengen ganz bestimmte Genloci zur Puffbildung,
das heißt für uns zur Funktion geführt werden.
Wenn wir nun uns an all das erinnern, was vorhin geschildert wurde,
dass hier von diesen Genloci aus nun in irgendeiner Weise die Bildung spezifischer Eiweißstoffe eingeleitet wird,
dann können wir uns vorstellen,
dass durch solche Anforderungen an einzelnen Genloci der Prozess der Bildung spezifischer Enzyme beginnt.
Das ist wirklich nur ein Beginn.
Und wir wissen noch nicht, wie wir diese Wirkung zu deuten haben,
aber ein Fortschritt, den, wie ich sagte, ich außerordentlich hoch veranschlage.
Meine Damen und Herren,
ein weiteres Beispiel für die Steuerung der Individualentwicklung durch Wirkstoffe liefert uns die Honigbiene Apis mellifica,
bei der die Ausprägung verschiedener Geschlechtsformen in das Problem der Ordnung in einem Zellenstaat führt.
Ein starker Bienenstock besteht aus etwa 50.000 bis 80.000 sogenannten Arbeiterinnen,
2.000 bis 3.000 männlichen Tieren, den Drohnen,
und einer einzigen Königin.
Im nächsten Bild zeige ich Ihnen die morphologische Differenzierung dieser Typen,
in der Mitte die Königin, links die Drohne, rechts die Arbeiterin, das sind Ihnen bekannte Erscheinungen.
Die Drohne ist fast so groß, die Königin dunkler als diese.
Man weiß, dass die Drohnen, die männlichen Tiere, durch Partenogenese entstehen.
Das heißt also aus unbefruchteten Eiern.
Während Königin und Arbeiterinnen aus befruchteten Eiern entstehen.
Die Entscheidung, ob aus einem befruchteten Ei eine Arbeiterin oder eine Königin wird, fällt allein durch die Brutpflege.
Hier sind die Ihnen bekannten verschiedenen Formen der Zellen.
Ein befruchtetes Ei, aufgezogen in den kleinen Zellen führt zur Arbeiterin.
Ein befruchtetes Ei aufgezogen in den charakteristischen Weiselzellen führt zu der großen Königin.
Man beobachtet,
dass die den gleichen Eiern entschlüpfenden Larven unterschiedlich in den verschiedenen Zellen ernährt werden.
Während die Arbeiterinnenmade nur mit einem stecknadelgroßen Quantum Arbeiterinnenfutter versorgt wird,
erhält die als Königin ausersehene Larve in der großen Weiselzelle ein reiches Angebot an sogenanntem Weiselfuttersaft
oder Gelee Royal, das in der Futtersaftdrüse der Ammenbienen bereitet wird.
Im nächsten Bild sehen Sie einen schematischen Schnitt durch die Biene
und hier im vorderen Teil liegen eine Reihe von Drüsen,
die hier gezeichnete ist die Futtersaftdrüse, die das Gelee Royal produziert.
Trotz vieler Mühe - ich möchte noch einmal wiederholen - man gewinnt den Eindruck,
dass die Determination des Eies zu einer Königin durch dieses Weiselfutter erfolgt, also durch die Fütterungsart.
Bringt man nämlich eine Bienenmade unmittelbar nach dem Schlüpfen im Stock aus einer normalen Brutzelle,
in der sie sich zu einer Arbeiterin entwickelt hätte, in eine Weiselzelle,
so wird sie dort mit Gelee Royal gefüttert und wird zur Königin.
Aber trotz vieler Mühe hat man bisher vergeblich versucht,
eine junge Larve außerhalb des Bienenstocks zu einer Königin heranwachsen zu lassen durch Fütterung mit Gelee Royal.
Und es hat deshalb bis in unsere Tage hinein nicht an Stimmen gefehlt,
die ganz unbekannten Faktoren der Brutpflege, die Determination der Larve zur Königin zusprechen wollten.
Die Verhältnisse haben sich grundlegend gewandelt.
Nachdem es Fräulein Dr. Hanser in unserem Institut kürzlich gelungen ist, die Bedingungen zu finden,
unter denen man im Brutschrank aus dem Bienenstock unmittelbar nach dem Schlüpfen entnommene präsumtive Arbeiterinnenlarven
allein durch Verfütterung von Weiselfutter,
das heißt also unter Ausschaltung aller anderen Faktoren der Brutpflege aus ihnen völlig normale Königinnen zu züchten.
Die Versuchsanordnung von Fräulein Dr. Hanser ist in diesem Bild gezeigt.
Es ist ein kleines Holzbrett und Sie sehen, es sind darin gestellt die kleinen künstlichen Waben.
Sie bestehen aus kleinen Glasgefäßen, wie hier eins besonders abgebildet ist.
Und Sie erkennen vielleicht in diesen Gefäßen hier schwimmend die sich entwickelnden Larven.
Sie schwimmen in Weiselfutter.
Wenn es gelingt, junge Larven vor dem Ablauf ihrer ersten zwei Lebenstage in einer Zeit,
in der sie besonders empfindlich sind, lebend und ungeschädigt in das Versuchsgefäß zu bringen,
entwickeln sie sich im Brutschrank bei einer normalen Stocktemperatur von 35° beim Füttern mit Gelee Royal zu Königinnen.
Larven, die am Ende des zweiten Lebenstages oder später den Bedingungen desselben Versuches unterworfen werden,
entwickeln sich stets zu Arbeiterinnen.
Allerdings können sie unter dem Einfluss des herrschaftlichen Futters zu Riesenarbeiterinnen heranwachsen,
wie sie im normalen Bienenstock selten oder gar nicht vorkommen.
Das Ergebnis der Versuchsanordnung sehen Sie hier.
Sie sehen links eine normale Königin aus dem Stock.
Sie sehen ganz rechts eine normale Arbeiterin aus dem Stock.
Das ist eine von uns im Laboratorium gezüchtete Königin aus einer kleinen Larve, die im Stock eine Arbeiterin ergeben hätte.
Und hier ist eine sogenannte Riesenarbeiterin,
die also entsteht, wenn man die Larve zu spät in den Versuch nimmt,
das heißt also, wenn die eigentliche Determination schon vollzogen ist.
Die Königin unterscheidet sich von der Arbeiterin nicht nur in der Größe,
sondern vor allem in der Entwicklung der Eierstöcke
und außerdem an einer anderen morphologischen Gestaltung der Mundwerkzeuge.
Es fehlen der Königin außerdem an den Hinterbeinen die zum Pollensammeln dienenden Werkzeuge,
die Bürsten und Körbchen, kurz:
Es ist nicht etwa so,
dass eine Königin lediglich sich von der Arbeiterin in der Größe und in der Ausbildung der Eierstöcke unterscheidet,
sondern die ganze morphologische Gestalt ist eine andere.
Darum ist es wichtig zu sehen,
dass die im Brutschrank experimentell erzeugten Königinnen sämtliche Merkmale einer normalen Königin zeigen,
sie werden auch von einem Bienenvolk als Weisel angenommen.
In einem Bild darf ich Ihnen die unterschiedliche morphologische Ausprägung der Mundwerkzeuge zeigen.
Rechts bei der Arbeiterin mit dem langen Rüssel, links bei der Königin.
Und Sie sehen hier ganz deutlich die verschiedene morphologische Differenzierung.
Nun es ist damit folgendes Ergebnis zu verzeichnen:
Es zeigt sich eindeutig,
dass die Entscheidung über das biologische Schicksal einer Larve in den ersten 48 Stunden ihres Lebens erfolgt
und zwar ausschließlich durch die Art der Fütterung.
Ob, wie wir als wahrscheinlich annehmen möchten, im Gelee Royal ein determinierender Stoff spezifischer Wirkung vorkommt
oder was auch möglich bleibt,
die Determination der Larve zur Arbeiterin durch eine Mangelernährung während der sensiblen Periode erfolgt, ist offen.
Aber nun ist die experimentelle Grundlage gelegt, um diese Frage zu entscheiden und wir haben mit Versuchen begonnen,
Gelee Royal zu fraktionieren und nun einzelne Fraktionen in den Test der Königinnenentwicklung im Brutschrank zu prüfen.
Wir erwarten die Versuche der nächsten Saison wiederum mit besonderer Spannung.
Meine Damen und Herren, ich möchte hier dieses Problem der Determination auch abschließen.
Die Zeit ist schon fortgeschritten und ich möchte im letzten Teil auch auf ein Problem zurückkommen,
das in früheren Vorträgen hier schon einmal angeklungen ist.
Auf das Problem der Verständigung der Insekten untereinander durch chemische Stoffe.
Wir nennen Stoffe, die in einem Individuum gebildet werden,
von diesem auf das andere übertragen und von diesem als Nachrichtenübermittlung empfunden werden Pheromone.
Pheromone sind also Sendboten chemischer Stoffe von Individuum zu Individuum.
Es gibt deren viele und wir können sie auch als Wirkstoffe der sozialen Korrelation bezeichnen,
weil gerade in den staatenbildenden Insekten diese Pheromone in größerer Zahl gebildet werden,
damit die Individuen sich verständigen.
Zu den Pheromonen gehören die art- und geschlechtsspezifischen Duftstoffe der Insekten,
die von Männchen oder Weibchen erzeugt werden,
um den anderen Partner anzulocken oder von der Gegenwart des Geschlechtsgenossen zu verständigen.
Wir haben uns mit einem solchen geschlechtsspezifischen und artspezifischen Sexuallockstoff beschäftigt,
und zwar beim Seidenspinner.
Und im letzten Jahr wurde der seit 20 Jahren angestrebte Erfolg erreicht,
hier erstmalig ein solches Pheromon einen solchen geschlechtsspezifischen Sexuallockstoff zu isolieren
und in der chemischen Konstitution aufzuklären.
Bei vielen Insekten wird das sich Finden der Geschlechtspartner durch so artspezifische Lockdüfte ermöglicht.
Nähere Kenntnisse über ihre Wirkung sind vornehmlich an Schmetterlingen gewonnen worden,
deren außergewöhnliche Geruchsleistungen schon früh auffielen.
Insektenliebhaber und Entomologen haben durch zahlreiche Beobachtungen gezeigt,
dass die Weibchen vieler Schmetterlingsarten ihre Männchen aus weiter Entfernung anlocken.
Ich möchte einen schönen Versuch aus der neueren Literatur erwähnen, der an chinesischen Seidenspinnern gemacht wurde.
Männliche Falter dieses Schmetterlings wurden einzeln markiert
und aus einem fahrenden Eisenbahnzug in verschiedene Entfernungen vom Ausgangsort freigelassen,
an dem sich unter einer Gazeglocke ein Weibchen der Art verbarg.
Aus 4,1 km Entfernung fanden noch 40 %, aus 11 km Entfernung noch 26 % der ausgesetzten Männchen zu ihrem Weibchen zurück.
Durch eine Reihe leicht durchführbarer Experimente kann man sicher zeigen,
dass die Weibchen in besonderen Duftdrüsen geschlechts- und artspezifische Stoffe produzieren,
die man aus diesen Drüsen mit Lipoid-Lösungsmitteln extrahieren kann
und die vom Männchen mithilfe von Sensillen auf ihren Fühlern wahrgenommen werden.
Wir wissen heute,
dass die Wahrnehmung dieses Duftes das Männchen veranlasst, gegen die Luftströmung, gegen die Windrichtung zu fliegen
und sich so auf die Suche nach dem Geschlechtspartner zu begeben.
Dieses Verhalten erklärt, warum die Männchen oft aus so weiter Entfernung angelockt werden.
Sie zählen nicht etwa die Konzentration der Moleküle,
sondern ein Duftmolekül bedeutet "Fliege auf gegen die Windrichtung" und wir können leicht erkennen,
dass in den meisten Fällen ja dieser Lockstoff mit dem Wind gekommen sein muss
und dass man deshalb die Wahrscheinlichkeit nicht gering schätzen muss, dass das Männchen nun das Weibchen findet.
Es sind viele Ortsversuche angestellt worden solche Duftstoffe zu isolieren, um ihre chemische Konstitution kennenzulernen.
Zumeist dienten dabei Schadinsekten, wie Nonne, Traubenwickler, Schwammspinner.
Und mit den Extrakten aus den weiblichen Duftdrüsen dieser Arten versuchte man im Freiland deren Männchen anzulocken.
Die Zahl der eingefangenen Männchen diente als Maß für die Wirksamkeit des jeweiligen Extraktes.
Die Kenntnisse, die man auf diese Weise in 40-jähriger Erfahrung über die Natur solcher Sexualduftstoffe gesammelt hat,
waren ganz außerordentlich gering.
Wir begannen 1939 uns mit der biochemischen Kennzeichnung, wie ich schon sagte,
des Sexuallockstoffes des Seidenspinners Bombyx mori zu beschäftigen.
Er war bis dahin für diese Versuche nicht verwendet und hatte doch große Vorteile fürs Laboratorium,
es handelt sich um ein Haustier, das man leicht züchten kann, das in der Seidenindustrie in größerer Menge zu beschaffen ist.
Die Falter nehmen keine Nahrung mehr auf,
man kann sie in offenen Schalen halten, weil sie nicht fliegen
und die normalerweise fast unbeweglich verharrenden Männchen geraten in Gegenwart eines weiblichen Seidenspinners
oder unter dem Einfluss eines Extraktes aus den Hinterleibspitzen des Weibchens in starke Erregung,
die sich bis zum schnellen Flügelschlag und rotierend suchender Bewegung steigert.
Und darin liegt die Grundlage für den zur chemischen Aufarbeitung benötigten Test.
Wir haben seit 1939 jeweils in den Sommer- und Herbstmonaten
Versuche zur biochemischen Kennzeichnung dieses Lockstoffes durchgeführt.
Den Zugang zu diesem interessanten Arbeitsgebiet verdanken meine Mitarbeiter und ich dem Vorschlag und Rat von Walter Schoeller,
dem damaligen Leiter des Hauptlaboratoriums der Schering AG in Berlin,
der, wie ich glaube, zu unserer Freude auch heute unter uns weilt.
Die Wahl des Versuchsobjektes dieses einfachen Versuchsobjektes erfolgt auf Anraten des Entomologen Görnitz,
der nach orientierenden, gemeinsam mit Schotte im Schoellerschen Laboratorium in Berlin durchgeführten Versuchen
die Möglichkeit erkannte,
dem allgemeinen Charakter des Sexuallockstoffe der Lepidopteren
unter Verwendung des Seidenspinners als Laboratoriumsbeispiel näher zu kommen.
Sie sehen hier einen Seidenspinner
und bei sexueller Erregung stülpt das Weibchen aus dem letzten Hinterleibssegment zwei Drüsen aus, die Sacculi laterales.
Sie sind gelb gefärbt und man kann aus diesen Drüsen mit Lipoid-Lösungsmitteln den Lockstoff extrahieren.
Die Männchen sitzen sehr ruhig nach dem Schlüpfen dort.
Sie sind gekennzeichnet durch die großen Antennen.
Sie behalten fast ihre Ruhelage.
Zum Testversuch auf Lockstoff kann man sie in offenen Schalen halten,
wo sie einzeln sitzen und in folgender Weise zum Test verwendet werden.
Wir führen zunächst einen reinen Glasstab in das Glasgefäß hinein,
bringen ihn vor die Antennen und verlangen, dass sich die ruhige Haltung des Tieres nicht ändert.
Wenn wir nunmehr die Spitze dieses Glasstabes in einen Lockstoff enthaltenen Extrakt hineinstecken,
dann findet sofort dieses intensive Schwirren statt.
Es ist für uns das deutlichste Kennzeichen geworden, dass überhaupt noch Leben in dem Tier ist.
Diese Tiere leben etwa acht Tage ohne Futteraufnahme, wie ich schon sagte.
Wenn man glaubt äußerlich, sie seien nicht mehr am Leben,
kann man mit diesem Lockstoff noch feststellen, ob sie die allerletzten Bewegungen dieser Art noch versuchen.
Man kann also diese Reaktion zum Test ausbilden.
Man kann eine Lockstoffeinheit definieren etwa in der Weise, dass man sagt,
eine Lockstoffeinheit von 1 Gamma soll bedeuten,
dass die Substanz in einer Konzentration von 1 Gamma pro Kubikzentimeter
bei 50 % der Versuchstiere noch diesen Erregungstanz hervorruft,
wenn wir in die Lösung die Spitze des Glasstabes - des Zauberstabes stecken.
Aus ersten Versuchen des Jahres 39 und 40 über die Anreicherung chemischer Kennzeichnung des Lockstoffes war zu entnehmen,
dass es sich um einen lipoidlöslichen neutralen und unverseifbaren Alkohol handeln müsse,
der beständig ist gegen verdünnte Säuren und Alkali, aber empfindlich gegen Oxidationsmittel.
Aus 7.000 weiblichen Schmetterlingen konnten damals 100 mg einer wachsartigen Fraktion gewonnen werden,
welche die Lockstoffeinheit in 0,01 Gamma, also 10^-2 Gamma enthielt.
Wir glaubten damals schon dem Ziel ziemlich nah zu sein, aber die folgenden Jahre haben gezeigt,
dass jene Präparate noch um mehrere Zehnerpotenzen bis zum reinen Lockstoff anzureichern waren.
Nachdem wir aufgrund der langjährigen und alljährlich verbesserten Erfahrung
erneut den Extrakt aus 500.000 Drüsen im vorletzten Jahr aufarbeiten konnten, wurde das Ziel der Reindarstellung erreicht.
Wie ich sagte, gerade 20 Jahre nach Beginn der Arbeiten.
Es gelang, reinen Lockstoff
in Gestalt von 12 mg aus diesen 500.000 Drüsen und 12 mg eines kristallisierten farbigen Esters darzustellen,
aus dem dann der farblose Lockstoff selbst zu generieren ist.
Mit der kleinen Menge konnte eine chemische Konstitutionsermittlung durchgeführt werden.
Die Formel dieses ersten geschlechts- und artspezifischen Lockstoffes ist hier unten angegeben.
Es ist ein Hexadecadien-ol.
Das heißt, wir haben eine gerade Kette von 16 Kohlenstoffatomen.
Hexadeca ist Grundsubstanz.
Wir haben am Ende dieser Kette eine primäre Alkoholgruppe-ol an Kohlenstoffatom 16.
Wir haben zwei Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen 4 und 5 und 6 und 7.
Daher ein Hexadecadien-ol.
Unser Bild zeigt, wie die wesentlichen Konstitutionselemente gefunden wurden.
Der freie Alkohol wurde reduziert zum bekannten Cetylalkohol, der eindeutig identifiziert wurde.
Damit war gezeigt, dass eine gerade Kette von 16 Kohlenstoffatomen vorhanden ist.
Es ist dann ein farbiger Ester oxidiert worden nach einer Mikromethodik, die eigens zu diesem Zweck entwickelt wurde.
Und es sind alle 16 Kohlenstoffatome gefasst in Gestalt der Hydroxycaprinsäure,
in Gestalt der Buttersäure und in Gestalt der Oxalsäure.
Damit war diese Formel eindeutig ermittelt.
Nun weiß der Chemiker, dass in räumlicher Beziehung an einer solchen Doppelbindung immer zwei Isomere möglich sind,
die sich nur durch die Lagerung der Atome im Raum ergeben.
Wir können sogenannte Cis- und Translagerung an der Doppelbindung, der Substituenten an der Doppelbindung haben.
Das bedeutet, eine Verbindung dieser Formel existiert in 4 Isomeren.
An beiden Doppelbindungen kann Cis, an beiden kann Trans sein.
An dieser Cis, an jener Trans oder an dieser Trans an jener Cis Konfiguration.
Spektroskopische Untersuchungen zeigen, dass eine der Doppelbindungen eine Trans-,
die andere wahrscheinlich eine Cis-Konfiguration hat.
Darauf würde die Zahl der 4 Isomere auf 2 zurückgehen.
Wir haben im letzten Jahr uns bemüht, diese 4 Isomere Hexadecadien-ole darzustellen und es ist auch gelungen synthetisch.
Diese Isomeren sind einander außerordentlich ähnlich, wie man erwarten muss.
Und die Hoffnung, meine Damen und Herren, Ihnen nun heute über die physiologische Testung der 4 Isomeren berichten zu können,
hat sich nicht erfüllt, weil wir noch keine Seidenspinner haben.
Diese Tagung ist etwa 14 Tage zu früh einberufen worden.
Wir werden diese 4 Isomeren austesten.
Wir sind überzeugt, dass die Synthese des Lockstoffs selbst gelungen ist,
welche der Isomeren nun der eigentliche Lockstoff ist,
und wie stark sich die verschiedenen Isomeren quantitativ in der physiologischen Wirkung unterscheiden werden,
ist eine Frage, die wir mit Spannung in den nächsten Wochen studieren können.
Bemerkenswert ist die extrem hohe physiologische Wirkung des Lockstoffes.
In der Testlösung, mit der man nach der Definition der Lockstoffeinheit die Wirksamkeitsgrenze prüft,
befinden sich 10^-10 Gamma in einem Kubikzentimeter.
10^-10 Gamma entsprechen größenordnungsmäßig 10^5 Molekülen Lockstoff.
An der Glasstabspitze, die mit der die Testlösung benetzt wird, bleiben etwa 10^-2 Kubikzentimeter Lösung haften,
das sind rund 1.000 Moleküle an der Glasstabspitze.
Der mit dieser geringen Molekülzahl behaftete Zauberstab
bringt 50 von 100 einzeln gehaltenen Seidenspinnermännchen zum Flügelschlag.
Berücksichtigt man, dass der Dampfdruck des Hexadecadien-ole nicht hoch ist
und die verdampfenden Moleküle ja den Luftraum zwischen Glasstab und Antenne zu überbrücken haben,
so dürften nur einzelne oder sehr wenige Moleküle die sensiblen Elemente der Antenne erreichen.
Den Biochemiker überrascht der relativ einfache Bau eines Stoffes mit so spezifischer Wirkung,
denn dieser Stoff wird ja nur vom Seidenspinnermännchen, nicht von anderen als Lockstoff wahrgenommen.
Und dieser Lockstoff enthält keine Verzweigung der Kohlenstoffatome, kein asymmetrisches Kohlenstoffatom.
Offenbar liegt ein Teil der Spezifität in der Konfiguration des konjugierten Doppelbindungssystems.
Das Studium der Beziehung zwischen Konstitution und Wirkung
dürfte daher an diesem Beispiel besonders interessante Ausblicke bieten.
Nun, die Kenntnis vom Bau des Sexuallockstoffes des Seidenspinners hat für sich natürlich nur theoretisches Interesse.
Wir erwarteten jedoch von vornherein,
dass die spezifischen Sexuallockstoffe der Schmetterlinge alle dem gleichen Stofftypus angehören,
und uns somit im Bombyx-Lockstoff der Schlüssel zur Verfügung steht,
der den Zugang zu den übrigen Sexuallockstoffen öffnen wird.
Dem könnte ja möglicherweise praktische Bedeutung zukommen zur Bekämpfung jener Schmetterlinge,
die als Pflanzenschädlinge gefürchtet sind.
Bekanntlich sind die heute gebräuchlichen Insektizide,
wir hören ja noch morgen von ihnen, keineswegs nur für Insekten wirksame Gifte, auch andere Tierarten werden geschädigt
und auch für den Menschen können die mit Insektiziden behandelten Pflanzen gefährlich werden.
Leider werden gemeinsam mit den Schadinsekten auch nützliche Insekten vernichtet
und die mangelnde Selektivität der heute verwendeten Schädlingsbekämpfungsmittel
kann zu starken Störungen des biologischen Gleichgewichtes in dem behandelten Biotop führen.
Außerdem führt der Einsatz der Insektizide zur Entwicklung resistenter Stämme,
die sich der Wirkung des verwendeten Mittels entziehen.
Der Gedanke, spezifische Sexuallockstoffe zur Bekämpfung der Schadinsekten einzusetzen, ist alt und bestechend.
Man könnte möglicherweise mit einem technisch herstellbaren Sexuallockstoff eines Schadinsektes
ausschließlich dessen Männchen aus einem Distrikt herauslocken,
diese fangen und damit die weitere Vermehrung der Art unterbrechen.
Die Ausbildung einer Resistenz gegen den lockenden Duft der begehrten Weibchen ist, wie ich glaube, nicht zu befürchten.
Meine Damen und Herren, ich freue mich, Ihnen sagen zu können,
dass ein erster Schritt im chemischen Gebiet nach dieser Richtung inzwischen gemacht wurde.
In einer Arbeitsgruppe unter Führung von Haller in Washington
ist vor Kurzem unter Verwendung der von uns entwickelten Methodik, am Seidenspinner entwickelten Methodik,
der Sexuallockstoff des Schwammspinners, der Gypsy Moths, isoliert und in reiner Form dargestellt und analysiert worden.
Die Gypsy Moth gehört zu jenen Insekten, die ganz außerordentlichen Schaden anrichten.
Und nun kommt das für uns Erfreuliche.
Was ist dieser Stoff chemisch?
Er enthält auch 16 Kohlenstoffatome in gerader Kette.
Er ist auch ein primärer Alkohol wie unser Stoff.
Aber er enthält nicht zwei Doppelbindungen, sondern eine und anstelle der anderen Doppelbindung eine Sauerstofffunktion,
eine acetylierte Hydroxylgruppe.
Die Lage der Doppelbindung und der Acetoxygruppe sind noch nicht bekannt.
Aber das was bekannt ist, zeigt schon, dass unsere Idee richtig war,
dass der Seidenspinner uns den Schlüssel liefern würde für die Lockstoffe von Schadinsekten.
Mit dem Lockstoff der Gypsy Moth sind Versuche im Freiland gemacht worden,
die insofern erfolgreich waren, weil man mithilfe dieses Stoffes in einem Biotop feststellen konnte,
ob überhaupt Schwammspinner vorhanden sind oder nicht, was ja schon wesentlich ist.
Und auch das wäre ein Gewinn, wenn sich die Hoffnung zerschlagen sollte,
nun eine wirkliche Bekämpfungsaktion mit dem Lockstoff zu machen.
Meine Damen und Herren, ich möchte hier abbrechen,
ihnen für Ihre Aufmerksamkeit danken und ich hoffe, dass ich Ihnen zeigen konnte,
dass alte Probleme, die wir früher hier diskutiert haben, immer wieder reizvoll sind und langsam leider vorangehen,
aber doch vorangehen.