Ueber das an Lebewesen im allgemeinsten beobachtbare biophysikalische Gesetz, zugleich eine Zusammenfassung meiner, sich auf die den Entwicklungsgang der Lebewesen lenkenden biophysikalischen Faktoren bestehenden bisherigen Forschungen

Abstract

Author cultivated fermenting cells (Scccharomyces spec.) in must of grapes and measured the various vital phenomena. The data thus received described in a rectangular co-ordinate as a function of time, found three kinds of characteristic curves in every vital phenomenon (whether belonging to the group of feeding, growth or that of increase): I. the curve described bySachs in 1873 and called the curve of the great period of evolution (Fig. 1:s). 2. the one described byM. G. Harting in 1845, and the curve of individual or ontogenetic evolution (Fig. 1:S). 3. the undulatory curve similar to a sinus-cosinus function, deduced in theory by author and later on, in 1915, also found on an experimental basis (Fig. 3). — Analysing these curves, author demonstrates that they are in the closest relationship with each other. The course ofSachs' great period is identical with the function of the aperiodically mitigated vibromotion; the course ofHarting's ontogenetic curve is identical with the integral of the previous aperiodic function; the undulatory curve discovered by the author, and the one belonging to the philogenesis of evolution, consist of two details, one of the members is formed from the function of aperiodically mitigated vibromotion, and the other from a function of periodically mitigated vibration. — Mitigated vibromotion, according to our present knowledge can only arise if a body capable of vibration is simultaneously affected by a force establishing movement and a resistance mitigating the movement. In the living organism, on this basis, there is also a force and a resistance. The living organism obtains this force from food while the resistance is rooted in the construction of the cell. The author proves that the cells which no longer divide (the so-called permanent tissueforming cells) follow an aperiodical vibromotor course in their development while in the development of the continually dividing, so-called meristematic cells, owing to the periodic change of division and regeneration, the potential of the energy accommodates itself to the periodic vibromotor course. Both forms of development are derived from the identical differential equation: d²s/dt²=−w²s−2r ds/dt, the only difference between the two phenomena is that by aperiodic oscillation it is r²>w² while by periodic it is r²<w² and this brings about the difference in the development of the cells. Thus the laws of „biomotoric energy” following vibromotion constitute the most general law in living organism. The organism lives as long as the biomotoric energy is active, if the action of this energy ceases, death ensues. The most essential result of this research work is that we have become acquainted in regard to both cases with the w, r, v₀ factors regulating the qualities of two chief types of living cells, the meristematic and those incapable of division as in these equations, the constants changing according to the biological conditions, and that we can accurately follow the course of the phenomena with the method of theoretic physics and furthermore, that we have found the connection between these two chapters of evolution.

Résumé

L'auteur a cultivé des cellules de la levure (Saccharomyces spec.) dans du moût de raisin. Il a mesuré les phénomènes vitaux appartenant à des groupes de l'accroissement de la multiplication et de la nutrition des cellules. Les données ainsi gagnées seraient rapportées en fonction de temps à deux ou trois axes rectangulaires, selon la nécessité. Il a trouvé pour chacun de ces groupes de phénomènes trois courbes différentes qui sont très caractéristiques pour les phénomènes mentionnés: 1. La grande période de l'accroissement décrite premièrement parM. Sachs en 1873 (fig. 1:s). 2. La voie du développement individuel ou la courbe ontogénétique décrite parM. G. Harting, en 1845 (fig. 1:S). 3. La courbe d'une fonction sinueuse découverte théorétiquement, ensuite réalisée experimentalement par l'auteur, en 1915 (fig. 3). En analysant par des méthodes biophysico-théoriques et mathématiques, il a réussi à déterminer la ligne généalogique de ces trois courbes de forme très différente. —La „grande période deSachs” est analogue aux fonctions du mouvement vibratoire non périodique. La „courbe ontogénétique deHarting” correspond a l'intégrale du mouvement vibratoire précédent. La courbe sinueuse découverte par l'auteur et qui se rattache à partie filogénétique de l'èvolution est la somme de deux fonctions dont la première est un mouvement vibratoire amorti périodique, la deuxième un mouvement vibratoire amorti non-périodique. Autant que nous sachions actuellement, les mouvements vibratoires amortis périodiques ou non périodiques ne s'éffectuent que si la matière est soumise à la résultante de deux forces dont la première est la force motorique qui cause le mouvement et dont la deuxième réalise une résistance qui amortit le mouvement. Selon les données précédentes, il existe donc dans une cellule vivante deux forces, l'une, la force motorique qui cause le mouvement et l'autre, la force de résistance qui amortit le mouvement. Toutes les deux proviennent de l'énergie chimique contenue dans la nourriture de la cellule. La façon dont se développe la force motorique ou la force de résistance, ainsi que la proportion suivant laquelle elle se développe, sont modifiées suivant la structure de la cellule et la constitution de l'être vivant. L'auteur confirme par déduction théorique et par des données et des essais, l'existence générale de cette théorie. — Il démontre que dans les cellules qui ne se divisent plus, le caractère non périodique domine, tandis que c'est la voie périodique qui domine dans les cellules méristématiques en division permanente. Toutes les deux formes des mouvements vibratoires amortis ont la même origine: d²s/dt²=−w² s−2r ds/dt équation différentielle; la différence des deux fonctions se trouve dans la grandeur relative des coéfficients. Dans la fonction non-périodique c'est: r²>w², tandis que dans la périodique c'est r²<w². Une de ces deux fonctions existe dans chaque cellule vivante; ainsi „l'énergie biomotorique” qui dirige la vie des cellules selon ces mouvements vibratoires amortis, forme la loi élémentaire des être vivants: L'être vit aussi longtemps que l'énergie biomotorique existe, il meurt si elle n'existe plus. — Un des plus grands résultats de ces études c'est, qu'on a trouvé des coéfficients w, r, v₀ qui déterminent la forme des fonctions des deux types de cellules: 1) les cellules méristématiques qui se divisent continuellement, 2) celles qui ne se multiplient nullement et forment les tissus définitifs. Enfin nous avons reconnu la cause qui détermine la différence de l'évolution de ces deux type de cellules.