Emil Heitz (Botaniker)

Johann Heinrich Emil Heitz (* 29. Oktober 1892 in Straßburg; † 8. Juli 1965 in Lugano) war ein elsässischer, deutscher und später Schweizer Botaniker. In Hamburg profilierte sich Heitz als Pionier der botanischen und zoologischen Zytogenetik. Auf ihn gehen die 1928 geprägten Begriffe Euchromatin und Heterochromatin zurück. Er identifizierte Nukleolus-Chromosomen und entdeckte die selektive Polytänisierung.

Leben

Emil Heitz war das vierte Kind von Karl Timotheus Paul Heitz (1857–1943), einem Sohn von Emil Heitz und Mathilde, geb. Schwalb (1862–1892). Die leibliche Mutter starb dreizehn Tage nach seiner Geburt. Daraufhin heiratete Paul Heitz 1894 seine Schwägerin Helene Schwalb (1871–1947); sie bekamen einen Sohn und eine Tochter. Emil nannte Helene, seine Stiefmutter und Tante, stets Mutter.^[1] Die Heitz-Dynastie besaß eine große Tradition als Verleger und als Inhaber der Universitätsdruckerei in Straßburg.^[2]

Nach einer kurzen Lehrzeit im Familienunternehmen entschied sich Emil Heitz 1912 für ein Studium der Naturwissenschaften, vor allem der Biologie. Nach jeweils zwei Semestern in München und in Straßburg diente er den ganzen Ersten Weltkrieg bei der Fußartillerie, sowohl an der West- als auch an der Ostfront.^[3] Im Mai 1919 nahm er in Basel das Studium wieder auf, ging 1920 zu Ludwig Jost an die Universität Heidelberg und promovierte dort am 7. Juni 1921.^[4] Im Dezember 1921 heiratete er die frühere Studienkollegin Martha Elisabeth Staehelin in Tübingen. Heitz arbeitete an verschiedenen deutschen Instituten, zuletzt an der Universität Greifswald, bevor ihn Hans Winkler 1926 bewog, sein Mitarbeiter am Institut für Allgemeine Botanik der Universität Hamburg zu werden. Er wurde 1926 habilitiert und 1932 zum außerordentlichen Professor berufen. Heitz profilierte sich als herausragender Zytogenetiker. Im November 1933 gehörte er zu den Unterzeichnern des Bekenntnisses der Professoren an den deutschen Universitäten und Hochschulen zu Adolf Hitler und dem nationalsozialistischen Staat.

Sein Großvater mütterlicherseits, Moritz Schwalb (1833–1916; protestantischer Pastor), war Jude gewesen. Entsprechend § 18 der Reichshabilitationsordnung vom 13. Dezember 1934 entzog der Minister für Wissenschaft, Erziehung und Volksbildung Emil Heitz 1937 wegen nichtarischer Abstammung die Lehrbefugnis. Gleichzeitig verlor Heitz die Dienstbezeichnung nichtbeamteter außerordentlicher Professor und die Dienstbezüge. Den akademischen Grad Dr. habil. durfte er weiterführen.^[5] Gegen die rassenwahnsinnige Gesetzmäßigkeit half auch nicht der Hinweis auf seinen anderen, ihm namensgleichen Großvater: Johann Heinrich Emil Heitz (1825–1890; Altphilologe) war Rektor der deutschen Kaiser-Wilhelm-Universität Straßburg gewesen.^[6]

Der entlassene Botaniker emigrierte daraufhin mit vier Kindern und seiner Frau Elisabeth in ihre Heimatstadt Basel in der Schweiz. Nach erneuter Habilitation an der Universität Basel wurde Heitz 1938 wiederum mit Venia legendi zum außerordentlichen Professor ernannt. Weder Universität nach Staat übernahmen damit „irgendwelche weitere Verpflichtungen insbesondere pekuniärer Art“.^[7] So lebte die Familie dort in finanziell schwierigen Verhältnissen.

Einer Einladung des Maisgenetikers Lewis John Stadler an die Universität von Missouri in Columbia aus dem Jahr 1939 konnte Emil Heitz erst nach Ende des Zweiten Weltkrieges folgen. Er erwarb 1947 die Schweizer Staatsbürgerschaft und wirkte von Februar bis Juni 1947 als Gastprofessor in Columbia. Für einen längeren Aufenthalt in den USA wollte er sich nicht entschließen, er kehrte nach Basel zurück.

Die Situation besserte sich erst 1955, als die Max-Planck-Gesellschaft Emil Heitz zum Wissenschaftlichen Mitglied an ihrem neuen Max-Planck-Institut für Biologie in Tübingen ernannte.^[8] Im Jahr 1955 wurde er auch Honorarprofessor für Zytologie der Universität Tübingen, und die Leopoldina in Halle verlieh ihm die Schleiden-Medaille.^[9] Seine Forschung verlagerte er nun auf die Elektronenmikroskopie der Plastiden und der Mitochondrien.^[10][11]

Heitz wurde im Oktober 1961 emeritiert und zog sich in den Ruhestand in die Schweiz zurück. Anlässlich seines 70. Geburtstages verliehen ihm 1962 die Universitäten Hamburg und Köln sowie die Freie Universität Berlin jeweils die Ehrendoktorwürde. Nach einem Unfall starb Emil Heitz in Lugano am 8. Juli 1965.^[12] Seine Urne ist mit der seiner Frau Elisabeth in Allschwil bei Basel bestattet.

Grundlagenforschung

Heitz entdeckte 1928 bei Moosen eine bis dahin unbekannte Erscheinung: die Längsdifferenzierung der Chromosomen durch Heteropyknose.^[13] Damit präzisierte er den von Walther Flemming 1880 geprägten Begriff des Chromatins: „Es besteht aus Heterochromatin und Euchromatin.“^[14]

Schon damals machte er auf Satelliten (Trabanten) aufmerksam, die oft an Chromosomen-Enden auftreten. Die entsprechenden SAT-Chromosomen beschäftigten ihn, bis er ihren Zusammenhang mit je einem Nukleolus bewies.^[15] Das Phänomen untersuchte auch Barbara McClintock bei ihrem Aufenthalt in Deutschland.^[16]

Gartenhaarmücke, Weibchen

Ein sensationeller Beweis gelang in Zusammenarbeit mit Hans Bauer an der Gartenhaarmücke: Die riesigen, schleifenartigen Strukturen in deren übergroßen Zellkernen sind tatsächlich Chromosomen, die durch innere Multiplikation (Endoreplikation) entstehen.^[17] Das zytogenetische Interesse des Botanikers Heitz beschränkte sich also nicht nur auf Pflanzen. Er untersuchte verschiedene Zweiflügler (Dipteren), vor allem fünf Arten von Taufliegen: Drosophila funebris, D. hydei, D. melanogaster, D. simulans und D. virilis. Im Gegensatz zu Euchromatin enthält das Heterochromatin nur wenige, meist passive Gene. Schließlich kam Heitz zur Überzeugung: „Gene, die im Heterochromatin liegen, (können) sehr wohl in das Entwicklungsgeschehen eines Organismus eingreifen.“^[18]

Nicht zu vergessen: Emil Heitz beschrieb als Erster bei Drosophila virilis die morphologische Auswirkung der selektiven Endoreplikation: „Während nun mit dem Heranwachsen der Kerne die euchromatischen Teile der Chromosomen sich ins Riesenhafte vergrößern, vermögen das die zum Sammelchromozentrum vereinigten heterochromatischen Teile nicht.“ In dieser Arbeit verwies er auch auf die Konstanz der Chromomeren, worunter er das individuelle Banden- oder Querscheiben-Muster verstand, das jedes Polytänchromosom kennzeichnet.^[19] Infolge letzterer Entdeckung wurden die ersten Karten von Polytänchromosomen erstellt.^[20]

Außergewöhnlich ist das einzige Buch von Emil Heitz, das im Wesentlichen in Basel während des Zweiten Weltkrieges entstand. Es behandelt die Elemente der Botanik an einer einzigen Pflanze, dem Kleinköpfigen Pippau.^[21]

Veröffentlichungen (Auswahl)

• Das Heterochromatin der Moose: I. In: Jahrbücher für wissenschaftliche Botanik. 69/1928, S. 762–818.
• Heterochromatin, Chromocentren, Chromomeren. In: Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. 47/1929, S. 274–284.
• Der Bau der somatischen Kerne von Drosophila melanogaster. In: Zeitschrift für induktive Abstammungs- und Vererbungslehre. 54/1930, S. 248 f.
• Die Ursache der gesetzmässigen Zahl, Lage, Form und Grösse pflanzlicher Nukleolen. In: Planta. 12/1931, S. 775–844.
• mit Bauer Hans: Beweise für die Chromosomennatur der Kernschleifen in den Knäuelkernen von Bibio hortulanus L. Cytologische Untersuchungen an Dipteren: I. In: Zeitschrift für Zellforschung und mikroskopische Anatomie. 17/1933, S. 67–82.
• Über totale und partielle Heteropyknose, sowie strukturelle Geschlechtschromosomen bei Drosophila funebris. Cytologische Untersuchungen an Dipteren: II. In: Zeitschrift für Zellforschung und mikroskopische Anatomie. 19/1933, S. 720–742.
• Über α- und β-Heterochromatin sowie Konstanz und Bau der Chromomeren bei Drosophila. In: Biologisches Zentralblatt. 54/1934, S. 596, S. 601.
• Chromosomenstruktur und Gene. In: Zeitschrift für induktive Abstammungs- und Vererbungslehre. 70/1935, S. 402–447.
• Untersuchungen über den Bau der Plastiden: I. Die gerichteten Chlorophyllscheiben der Chloroplasten. In: Planta. 26/1937, S. 134–163.
• Durch Röntgenstrahlen ausgelöste Mutationen bei Pellia Neesiana. In: Verhandlungen der Schweiz. Naturforschenden Gesellschaft. 194/1940, S. 170 f.
• Über die Beziehung zwischen Polyploidie und Gemischtgeschlechtlichkeit bei Moosen. In: Archiv der Julius Klaus-Stiftung. 17/1942, S. 444–448.
• Moosmutationen: I. Spontane und durch Colchicin ausgelöste polyploide Mutanten bei Aulacomnium androgynum. In: Archiv der Julius Klaus-Stiftung für Vererbungsforschung, Sozialanthropologie und Rassenhygiene. 20/1945, S. 119–125.
• Elemente der Botanik. Eine Anleitung zum Studium der Pflanze durch Beobachtungen und Versuche an Crepis capillaris (L.) Wall. Springer, Wien 1950.
• Kleine Beiträge zur Zellenlehre: IV. Über Großkerne bei Collembolen. In: Zoologischer Anzeiger. 146/1951, S. 197–201.
• mit Maly Roland: Zur Frage der Herkunft der Grana. In: Zeitschrift für Naturforschung. 8b/1953, S. 243–249.
• Beitrag zur Kenntnis der Chloroplastenstruktur. In: Bargmann W., Peters D., Wolpers C. (Hg): Biologisch-medizinischer Teil; Vierter internationaler Kongress für Elektronenmikroskopie. Springer, Berlin 1960, S. 501–503.

Literatur

• Zacharias Helmut: Emil Heitz (1892–1965): Chloroplasts, heterochromatin, and polytene chromosomes. In: Genetics. 141/1995, S. 7–14. PMC 1206741 (freier Volltext)
• Zhimulev Igor F., Koryakov Dmitry E.: Polytene chromosomes. In: Wiley Online. 15 MAR 2009. doi:10.1002/9780470015902.a0001183.pub2
• Brower-Toland Brent et al., Elgin Sarah C. R: Multiple SET methyltransferases are required to maintain normal heterochromatin domains in the genome of Drosophila melanogaster. In: Genetics. 181/2009, S. 1303–1319. doi:10.1534/genetics.108.100271 PMC 2666501 (freier Volltext)
• Verma Ram S. (Hg): Heterochromatin: Molecular and structural aspects. University Press, Cambridge 1988. ISBN 0-521-33480-2.
• Madalena Christiane R. G., Díez José Luís, Gorab Eduardo: Chromatin structure of ribosomal RNA genes in Dipterans and its relationship to the location of nucleolar organizers. In: Public Library of Science PLoS ONE. 7(8)/2012, e44006. doi:10.1371/journal.pone.0044006
• Redi Carlo Alberto et al.: The other chromatin. In: Chromosoma. 110/2001, S. 136 f, doi:10.1007/s004120000114.
• Lohe Allan R., Hilliker Arthur James: Return of the H-word (heterochromatin). In: Current Opinion in Genetics and Development. 5/1995, S. 746–755.
• Passarge Eberhard: Emil Heitz and the concept of heterochromatin: Longitudinal chromosome differentiation was recognized fifty years ago. In: Am. J. Human Genet. 31/1979, S. 106–115.
• Nordman Jared et al., Orr-Weaver Terry L.: Developmental control of the DNA replication and transcription programs. In: Genome Research. 21/2011, S. 175–181. PMC 3032921 (freier Volltext)
• Beermann Wolfgang: Riesenchromosomen. Springer, Wien 1962.
• Brodsky V. Y., Uryvaeva I. V.: Genome multiplication in growth and development: Biology of polyploidy and polytene cells. University Press, Cambridge 1985. ISBN 0-521-25323-3
• Beermann Wolfgang (Hg): Developmental studies on giant chromosomes. Springer, Berlin 1972. ISBN 3-540-05748-X.
• Belyaeva Elena S. et al., Zhimulev Igor F.: Late replication domains in polytene and non-polytene cells of Drosophila melanogaster. In: Public Library of Science PLoS ONE. 7(1)/2012. e30035. doi:10.1371/journal.pone.0030035 PMC 3254639 (freier Volltext)
• Henikoff Steven et al.: Reaching for new Heitz. In: Genetica. 109/2000, S. 7 f.
• Brown Spencer W: Heterochromatin. In: Science. 151/1966, S. 417–425.

Weblinks

• Heinrich Zoller: Heitz, Emil. In: Historisches Lexikon der Schweiz.

Einzelnachweise

1. ↑ Heitz Emil: 102 Feldpostbriefe und -karten aus dem Jahr 1916. (Privatbesitz; eingesehen 2011).
2. ↑ Heitz Paul: Gedenkschrift zur Zweihundertjahrfeier der Buchdrucker und Verleger HEITZ in Straßburg, 1719–1919. Als Manuskript gedruckt. (J. H. Ed. Heitz,) Straßburg 1918.
3. ↑ Heitz Emil: Prof. Dr. phil. nat. Emil Heitz. Lebenslauf in: Nova Acta Leopoldina, Abhandlungen der Deutschen Akademie der Naturforscher. Neue Folge 17/1955, S. 441.
4. ↑ Heitz Emil: Untersuchungen über die Teilungen der Chloroplasten nebst Beobachtungen über Zellgrösse und Chromatophorengrösse. Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doktorwürde einer hohen naturwissenschaftlich-mathematischen Fakultät der Ruprecht-Karls-Universität zu Heidelberg. Universitätsbibliothek Heidelberg, Signatur 5046029,9.
5. ↑ Staatsarchiv Hamburg: Hochschulwesen. Dozenten- und Personalakten IV/384: Heitz, Emil 29.10.1892. Nr. 14, Berlin 17. August 1937.
6. ↑ Staatsarchiv Hamburg: Hochschulwesen. Dozenten- und Personalakten IV/384: Heitz, Emil 29.10.1892. Nr. 15, Hamburg 15. August 1937.
7. ↑ Staatsarchiv des Kantons Basel-Stadt: Erziehungsakten CC 28d. Basel, Auskunft vom 9. August 1994.
8. ↑ Max-Planck-Gesellschaft: Wissenschaftliches Mitglied des Instituts Professor HEITZ. In: Jahrbuch der Max Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e. V., Teil 2: Geschichte des Max Planck-Instituts für Biologie. 1961, S. 145–147.
9. ↑ Heitz Emil: Über die Struktur der Chromosomen und Chloroplasten: Vortrag auf der Jahresversammlung der „Leopoldina“ anlässlich des Empfanges der Schleiden-Medaille 1955 am 13. November 1955 in Halle. In: Nova Acta Leopoldina, Abhandlungen der Deutschen Akademie der Naturforscher. Neue Folge 17/1955, S. 517–540.
10. ↑ Heitz Emil: Kristallgitterstruktur des Granum junger Chloroplasten von Chlorophytum. In: Experimental Cell Research. 7/1954, S. 606–608.
11. ↑ Heitz Emil: Die strukturellen Beziehungen zwischen pflanzlichen und tierischen Chondriosomen. In: Zeitschrift für Naturforschung. 12b/1957, S. 576–578.
12. ↑ Confederazione Svizzera, Cantone Ticino: Atto di morte. L’ufficiale dello stato civile, Lugano 1965: „Estratto del registro delle morti del circondario dello stato civile di Lugano vol 1965 pag. 96 n°. 192: Il giorno otto luglio millenovecento sessantacinque alle ore tre e dieci minuti è morto a Lugano Heitz, Johann Heinrich Emil.“
13. ↑ Heitz Emil: Das Heterochromatin der Moose: I. In: Jahrbücher für wissenschaftliche Botanik. 69/1928, S. 762–818.
14. ↑ Heitz Emil: Heterochromatin, Chromocentren, Chromomeren. In: Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. 47/1929, S. 277.
15. ↑ Emil Heitz: Die Ursache der gesetzmässigen Zahl, Lage, Form und Grösse pflanzlicher Nukleolen. In: Planta. 12/1931, S. 775–844.
16. ↑ Barbara McClintock: The relation of a particular chromosomal element to the development of the nucleoli in Zea Mays. In: Zeitschrift für Mikroskopische Anatomie. 21/1934, S. 294–328. Auch in: Cell and Tissue Research. 21/1934, S. 294–326.
17. ↑ Emil Heitz, Hans Bauer: Beweise für die Chromosomennatur der Kernschleifen in den Knäuelkernen von Bibio hortulanus L. Cytologische Untersuchungen an Dipteren: I. In: Zeitschrift für Zellforschung und mikroskopische Anatomie. 17/1933, S. 67–82.
18. ↑ Emil Heitz: Die somatische Heteropyknose bei Drosophila melanogaster und ihre genetische Bedeutung. In: Zeitschrift für Zellforschung und mikroskopische Anatomie. 20/1934, S. 266.
19. ↑ Emil Heitz: Über α- und β-Heterochromatin sowie Konstanz und Bau der Chromomeren bei Drosophila. In: Biologisches Zentralblatt. 54/1934, S. 596, S. 601.
20. ↑ Calvin Bridges: Salivary chromosome maps. With a key to the banding of the chromosomes of Drosophila melanogaster. In: Journal of Heredity. 26/1935, S. 60–64.
21. ↑ Emil Heitz: Elemente der Botanik: Eine Anleitung zum Studium der Pflanze durch Beobachtung und Versuche an Crepis capillaris <L.> Wallr. Springer, Wien 1950.