Das #Natrium# ist selbst bei den #Halophyten#, bei denen es in

größter Menge gefunden wird, entbehrlich. Diese Pflanzen leben

auf kochsalzhaltigem Boden, nicht weil sie das NaCl zu ihrer

Entwicklung nötig haben, sondern #weil sie es besser ertragen#

als andere Pflanzen, deren Konkurrenz also an solchen Lokalitäten

ausgeschlossen ist. Ihre charakteristische sukkulente Ausbildung

(Fig. 193) verlieren die Halophyten freilich mehr oder weniger,

wenn ihnen das Kochsalz entzogen wird. Den Diatomeen und gewissen

Meeresalgen scheint Na unentbehrlich zu sein[157].

#Silizium# ist auch den Schachtelhalmen und den Gräsern, die

sehr reichlich SiO_{2} führen, entbehrlich; dagegen brauchen

es die Diatomeen, deren Schalen fast ganz aus Kieselsäure

bestehen. Diesem Umstande verdanken sie ihre Dauerhaftigkeit.

Diatomeenschalen bilden ja als Kieselgur mächtige geologische

Ablagerungen. #Aluminium#[158] ist zwar in kleinen Spuren allgemein

verbreitet, wird aber nur von wenigen Pflanzen in beträchtlicher

Menge aufgenommen (z. B. Lycopodium-Arten); nach STOKLASA soll es

den Wasserpflanzen unentbehrlich sein. #Jod#, im Meerwasser kaum

in Spuren analytisch nachweisbar, wird in Meeresalgen trotzdem

reichlich aufgespeichert, so daß diese lange Zeit das Material für

die Jodgewinnung bildeten. Ob es diesen Pflanzen entbehrlich ist,

wissen wir nicht.

Entbehrliche Aschenbestandteile können der Pflanze insofern

nützlich sein, als sie die unentbehrlichen Bestandteile in

allgemeineren Eigenschaften, so als Basen zur Neutralisation von

Säuren u. dgl., vertreten und damit die unentbehrlichen Stoffe

für ihre speziellen Wirkungen, in denen sie unersetzbar sind, in

vollem Umfange disponibel machen. So kann #Na partiell# das K

und Ca bis zu einem gewissen Grade das Mg ersetzen. Auch können

manche Stoffe und Stoffgemische der Pflanze nützlich und zu ihrem

Gedeihen förderlich werden, ohne gerade unentbehrlich zu sein. So

gedeihen viele Pflanzen, z. B. der Buchweizen besser, wenn ihnen

Chloride zur Verfügung stehen, und die Kieselerde wirkt u. a. in

hohem Grade nützlich durch die größere Widerstandsfähigkeit, die

sie den Geweben verleiht. Auch hat man gefunden, daß die Gegenwart

gewisser, an sich nicht wertvoller Stoffe die Giftwirkungen anderer

zum Teil auch nötiger Stoffe aufheben kann.

Daß auch die Tiere die Salze ebenso nötig haben wie die Pflanzen,

ist bekannt. Einzelerfahrungen scheinen hier aber nur sehr wenig

vorzuliegen. Man darf vielleicht sagen, daß im Tierreich dieselben

Elemente notwendig sind wie in der Pflanze, daß aber Na und Cl dazu

treten.

+Aufnahme der Nährsalze.+ Die Nährsalze können nur in gelöstem

Zustande von Oberflächenzellen der Pflanze aufgenommen werden. Es

erhebt sich also die Frage, wie gelöste Stoffe durch die Zellwand

und das Protoplasma bis in die Vakuole gelangen können. Es wurde ja

bei Besprechung der #Plasmolyse# (S. 192) hervorgehoben, daß das

Protoplasma #semipermeabel#, d. h. wohl für Wasser, aber nur schwer

für gewisse, in Wasser gelöste Stoffe permeabel ist. Wäre diese

Impermeabilität eine vollständige, so könnten sich im Zellinnern

unmöglich Nährsalze vorfinden; tatsächlich ist sie aber vielleicht

für keinen Stoff eine absolute, und wir kennen stufenweise Übergänge

von Stoffen, die ebenso leicht durch das Plasma dringen wie das

Wasser, bis zu solchen, die fast gar nicht durchgehen. Nicht zu

langsam eindringende Stoffe bewirken eine #vorübergehende# Plasmolyse.

Außerordentlich rasch diffundierende Stoffe, z. B. Alkohol, Äther,

Chloralhydrat, verursachen keine Plasmolyse.

Die Permeabilität des Protoplasmas ist keine konstante. Sie wird

wenigstens für manche Stoffe durch Außenumstände verändert[159];

Alkalisalze z. B. bewirken eine zunehmende Impermeabilität für

sie selbst. Aber auch Erdalkalisalze können die Permeabilität für

Alkalisalze vermindern. Nicht das Gesamtprotoplasma, sondern nur die

äußerste #Hautschicht# ist für Aufnahme oder Nichtaufnahme eines

Stoffes maßgebend. Auch der Übertritt der Stoffe in den Zellsaft

wird durch eine Plasmahaut (die Vakuolenwand) reguliert. Die

Eigenschaften dieser beiden Plasmahäute bedingen also zusammen mit

dem Speichervermögen, von dem alsbald die Rede sein soll, das sog.

Wahlvermögen der Zelle; dieses äußert sich darin, daß eine Pflanze

manche in ihrer Umgebung häufige Stoffe gar nicht oder in ganz geringer

Menge aufnimmt, und daß verschiedene Spezies in der Stoffaufnahme stark

differieren.

Aus demselben Boden nimmt die eine Pflanze vorzugsweise

Kieselsäure, die andere vornehmlich Kalk, eine dritte Kochsalz

auf. Besonders lehrreich in dieser Beziehung sind die Meeresalgen,

die von einer Lösung umspült werden, die etwa 3% Kochsalz,

dagegen wenig Kalisalze enthält. Trotzdem nehmen ihre Zellen

verhältnismäßig wenig Kochsalz, dagegen reichlich Kalisalze auf.

Jeder Stoff, für den die Grenzschichten des Protoplasmas permeabel

sind, kann so lange in die Vakuole diffundieren, bis die

Konzentrationsdifferenz zwischen dieser und der Umgebung ausgeglichen

ist. Mit der Herstellung dieses physikalischen Gleichgewichtes hört

aber die Diffusion keineswegs immer auf; in nicht wenigen Fällen

findet sich schließlich eine bestimmte Substanz in der Zelle #in

relativ viel größerer Menge# als in der Umgebung. Das trifft z. B.

für das Jod in den Meeresalgen zu; dieses ist ja im Meer selbst nur

spurenweise, in den Tangen aber in so ansehnlicher Menge vorhanden,

daß man es aus ihnen technisch gewinnen kann. Die Zelle hat also ein

#Speichervermögen#, und sie #speichert die Stoffe dadurch, daß sie sie

in eine unlösliche oder in eine nicht diffusible Form# bringt.

Ganz vorzüglich eignen sich gewisse organische Farbstoffe[160],

wie z. B. Methylenblau, zum Nachweis des Eindringens und der

Speicherung. Viele Zellen enthalten in den Vakuolen Gerbstoffe und

andere Stoffe, die mit dem eintretenden Farbstoff eine Verbindung

eingehen, die nicht diffusibel oder gar unlöslich ist. Demnach

sieht man auch in äußerst verdünntem Methylenblau die Vakuole tief

blau werden oder in ihr blaue Niederschläge auftreten. -- Besonders

zu betonen ist, daß das Protoplasma selbst ungefärbt bleibt und

nicht im mindesten geschädigt wird; totes Plasma würde ja den

Farbstoff stark speichern.

Ein genaues Studium des Durchtritts von Farbstoffen durch

das Protoplasma hat wertvolle Einblicke in die Ursachen der

Permeabilität gestattet, ohne z. Z. zu einer allseits anerkannten

Theorie zu führen. -- Vorauszuschicken ist die Bemerkung, daß nicht

alle Zellen sich gleich verhalten. So nehmen z. B. die an Gefäße

angrenzenden die sauren Farbstoffe leicht auf, während sonst fast

nur basische Farben durchgelassen werden. Da nun die basischen

Farbstoffe in den Lipoiden, d. h. in Fetten und fettähnlichen

Körpern (Lezithin, Cholesterin) löslich sind, die Säuren aber

nicht, so hat man die Vorstellung entwickelt[161], die Hautschicht

des Protoplasmas bestehe aus einer Lipoidschicht, und diese

Ansicht hat mit einigen Modifikationen auch heute noch recht viel

für sich. Denn die anderen Hypothesen, die ausgesprochen wurden,

haben sich alle schwerwiegender Einwände zu erwehren, z. B. die

Ultrafiltertheorie[162], nach der das Eindringen der Farbstoffe

lediglich von ihrer Teilchengröße abhängen soll, das Protoplasma

also wie ein Sieb wirken würde; die Haftdrucktheorie[163], nach der

die Fähigkeit eines Stoffes, die Oberflächenspannung des Wassers zu

erniedrigen, maßgebend für seine Aufnahme in die Zelle sein soll.

Wie in unseren Wasserkulturen, so nehmen auch in der Natur manche

Pflanzen die Nährsalze aus dem Wasser auf. Dies ist der Fall bei

manchen Wasserpflanzen, bei denen dann die ganze Oberfläche in den

Dienst dieser Aufnahme gestellt sein kann. Da die Nährsalze nur

spärlich in den Gewässern vorkommen, so ist es verständlich, daß

die Wasserpflanzen eine recht große Oberfläche zu ihrer Aufnahme

benötigen; so erklärt sich zum Teil das häufige Vorkommen fein

zerteilter Blätter bei ihnen. Aber nicht allen Wasserpflanzen genügen

die im Wasser gelösten Nährsalze. Manche nehmen mit Hilfe ihrer Wurzeln

aus dem Boden am Grunde der Gewässer Stoffe auf und gedeihen nicht,

wenn sie der Wurzeln beraubt werden.

Ganz allgemein erfolgt bei den #Land#pflanzen die Nährsalzaufnahme aus

dem #Boden#. Im Wasser des Erdbodens sind die in unserer Nährlösung

gegebenen oder ähnliche Salze stets vorhanden, aber manche von ihnen

in so minimalen Mengen, daß sie nur für kurze Zeit Pflanzenwachstum

gestatten. Wo solches längere Zeit anhält, da müssen andere Quellen

für die Nährsalze bestehen. In der Tat gibt der Nährsalzgehalt

des Bodenwassers keinen Maßstab für die Fruchtbarkeit des Bodens

ab; denn die Pflanze ist nicht auf diesen allein angewiesen, sie

kann vielmehr auch im Boden „#absorbierte#“ Stoffe aufnehmen und

selbst Gesteine aufschließen. Die Erschließung erfolgt in erster

Linie durch Ausscheidung von Kohlensäure aus den Wurzelhaaren. In

kohlensäurehaltigem Wasser sind viele Stoffe ungemein viel leichter

löslich als in reinem Wasser.

Die Lösung fester Gesteine durch die Pflanze läßt sich besonders

bequem an glatt polierten Marmorplatten demonstrieren, auf denen

man Wurzeln hat wachsen lassen; der Verlauf der Wurzeln wird durch

Ätzfiguren wiedergegeben.

Es fehlt nicht an Angaben, wonach solche Gesteinslösungen auch

durch stärkere Säuren als Kohlensäure zustande kommen sollen; aber

es liegt keinerlei #Beweis# vor, daß #höhere# Pflanzen aus lebenden

Zellen andere Säuren ausscheiden als CO_{2}. Wenn so schwer

lösliche Substanzen wie Feldspat und Glimmer von gewissen Flechten

gelöst werden, so ist hier an der Ausscheidung einer stärkeren

Säure[164] aus der Pflanze um so weniger zu zweifeln, als ja Pilze

und Bakterien sehr häufig in ihrem Stoffwechsel solche Stoffe

produzieren und ausscheiden. Da nun im Boden eine große Menge von

Bakterien lebt, so müssen auch diese eine Rolle bei der Auflösung

schwer löslicher Gesteine spielen.

Auch die aus toten Wurzelhaaren und Wurzelhaubenzellen austretenden

sauren Salze dürften bei der Lösung der Gesteine von Bedeutung sein.

Manche Böden, vor allem die tonigen und humösen, nicht aber die

Sandböden, haben die Fähigkeit, Kali- und Ammoniaksalze, in

geringerem Grade auch Kalk- und Magnesiumsalze, in der Weise

festzuhalten, daß diese Stoffe zwar nicht leicht ausgewaschen

werden, aber doch der Pflanze zugänglich sind. Man schreibt dem

Boden ein #Absorptionsvermögen# für die genannten Stoffe zu. Dieses

besteht aber nicht für alle Nährsalze; so werden z. B. Sulfate und

Nitrate nicht absorbiert.

Wenn das Substrat der Pflanze außer Wasser und Nährsalzen auch noch

andere Stoffe, z. B. gelöste #organische# Stoffe enthält, so können

diese in der gleichen Weise aufgenommen werden wie die besprochenen

Substanzen. Der Erfolg der Wasserkultur beweist aber, daß wenigstens

die typische grüne Pflanze auf solche Stoffe #nicht# angewiesen ist.

Anders ist das bei Pilzen und anderen Pflanzen, die den Pilzen in ihrem

Stoffwechsel gleichen (S. 219).

Neben Wasser und den Nährsalzen können auch gelöste Gase durch die

Wurzel aufgenommen werden; von diesen wird im allgemeinen nur dem

Sauerstoff eine Bedeutung zukommen. Hauptquelle für die Gasaufnahme

bildet die Atmosphäre.

+Wanderung der Nährsalze.+ Die aufgenommenen Nährsalze bleiben nicht

in den Epidermiszellen der Wurzel bzw. des Sprosses, sondern sie

#wandern# von der Aufnahmestelle aus durch die ganze Pflanze. Für

diese Wanderungen gibt es #zwei# Wege, den der #Diffusion# und den der

#Massenströmung#. Bedingung für die Diffusion ist, daß Zellwand und

Protoplasma für die betreffende Substanz permeabel sind, und daß ein

Konzentrationsunterschied zwischen dem Ausgangspunkt und dem Ziel der

Wanderung besteht. Bei dem Übertritt von Stoffen aus einer Vakuole in

die Vakuole der Nachbarzelle müssen diese zunächst ins Protoplasma,

dann in die Zellwand, dann wieder ins Protoplasma und endlich in

die Vakuole übertreten. Eine besondere Schwierigkeit bei dieser

Wanderung scheint die Zellwand zu bieten, wenigstens wenn sie dick ist.

Dementsprechend sind alle dickeren Zellhäute mit Tüpfeln versehen,

und die Schließhäute der Tüpfel sind noch von zarten Protoplasmafäden

(Plasmodesmen, S. 36) durchsetzt; ja bei gewissen Elementen der

Pflanze, den Siebröhren, werden die Tüpfelschließhäute resorbiert,

und es gehen dementsprechend dickere Stränge von Protoplasma in

die Nachbarzelle hinüber. Die Untersuchungen von BROWN und ESCOMBE

haben ergeben, daß eine feinperforierte Wand der Diffusion keinen

wesentlichen Widerstand leistet.

Auch innerhalb der Zelle können Diffusionsbewegungen eintreten,

wenn gelöste Stoffe nicht überall gleiche Konzentration aufweisen.

Jede Diffusionsbewegung verläuft nun recht langsam. Ein mg NaCl z. B.

braucht, um aus 10%iger Lösung #einen# Meter weit in Wasser zu

diffundieren, fast ein Jahr; andere Stoffe diffundieren noch erheblich

langsamer. Die Geschwindigkeit der Mischung kann aber erheblich

beschleunigt werden, wenn zu der molekularen Diffusionsbewegung

eine Massenströmung hinzutritt, wie wir sie im gewöhnlichen Leben

und im Laboratorium durch Umrühren herstellen. Eine solche Mischung

innerhalb der Zelle kann z. B. durch die Protoplasmabewegung erzielt

werden. -- Je länger nun eine Zelle ist, desto geeigneter wird sie zum

Stofftransport durch die Pflanze, weil dann nur noch selten, nämlich

an den Enden der Zelle, die langsame Diffusionsbewegung eintreten muß,

während im übrigen Massenbewegungen Platz greifen können.

Wo es der Pflanze auf besonders lebhafte Stoffbewegung ankommt,

da verwendet sie #Massenströmungen in Röhren#, die sie sich durch

Auflösung von Querwänden in ganzen Zellzügen herstellt (#Tracheen#),

und so sehen wir, daß die Nährsalze innerhalb der Pflanze mit dem

#Transpirationsstrom# wandern. Bei der „Wasserbewegung“ in den

Leitbündeln wird demnach kein reines Wasser, sondern eine sehr

verdünnte Nährlösung transportiert, und die Transpiration hat in erster

Linie den Erfolg, diese Nährlösung einzuengen, in zweiter Linie,

sie rasch überallhin zu führen. Sonst wäre die Transpiration schwer

verständlich, und die Pflanze hätte sie gewiß allgemein eingeschränkt.

Da wo sie tatsächlich eingeschränkt ist (vgl. S. 144), haben wir es

mit Pflanzen zu tun, die wegen geringer Versorgung mit Nährsalzen und

auch wohl mit Kohlensäure nur langsam wachsen. -- Erwähnt muß freilich

werden, daß offenbar auch gelegentlich ein Überfluß an Nährsalzen im

Innern der Pflanze auftritt, der schädliche Wirkungen ausüben kann, und

von dem die Pflanze vor allem durch Guttation (S. 200) sich zu befreien

sucht.

+Nährsalze und Landwirtschaft.+ Wenn die Pflanze somit immer neue

Nährsalze aus dem Boden aufnimmt, so muß dieser allmählich an diesen

Stoffen verarmen, wenn nicht für Ersatz gesorgt wird. In der Natur

geschieht das dadurch, daß die absterbenden und abfallenden Teile

wieder auf und in die Erde gelangen und ihren Gehalt an Nährsalzen neu

aufkommendem Leben zur Verfügung stellen. Bei landwirtschaftlichem

Betrieb aber werden große Mengen Pflanzensubstanz mit der Ernte

entfernt, und ihr Nährsalzgehalt geht dem Acker verloren; höchstens

ein Bruchteil davon kehrt mit dem Miste der Tiere dahin zurück. Auf

dem Gehalte des Mistes an #Nährsalzen# beruht wenigstens zum Teil

seine wachstumsfördernde Wirkung, die dem Praktiker seit alten Zeiten

bekannt ist. Da indes diese Nährsalze der Quantität nach nicht genügen,

um den Verlust zu decken, muß die Landwirtschaft zur #künstlichen

Düngung#[165] greifen. Unter den Düngestoffen sind vor allen Dingen

solche wichtig, die Stickstoff, Kalium und Phosphorsäure enthalten.

Als stickstoffhaltige Substanzen finden neben dem Guano (der auch

Phosphorsäure enthält) Chilisalpeter, schwefelsaures Ammonium und die

neuerdings künstlich aus Luftstickstoff dargestellten Verbindungen,

Kalziumcyanamid, salpetersaurer Kalk und vor allem #Ammoniumbikarbonat#

und #Harnstoff# Verwendung. Kaliumsalze verschiedener Art werden für

landwirtschaftliche Zwecke in großen Mengen bergmännisch gewonnen; das

wichtigste unter ihnen ist wohl der Karnallit. Als Phosphorsäurequellen

dienen die Thomasschlacke und das Superphosphat. Erstere ist tertiärer

phosphorsaurer Kalk, der bei Verhüttung phosphorhaltiger Erze

entsteht und äußerst fein zermahlen als „Thomasmehl“ verwendet wird.

Superphosphat wird durch Aufschließen von phosphorsaurem Kalk mit

Schwefelsäure gewonnen.

+Boden und Pflanzengeographie.+ Nach den mitgeteilten Erfahrungen

sollte man glauben, daß ein Boden, der #eine# Pflanzenspezies zu

ernähren vermag, auch für jede andere geeignet sein müßte. Tatsächlich

zeigt uns aber die Pflanzengeographie[166], daß die Beschaffenheit

des Bodens einen weitgehenden Einfluß auf die Verteilung der Pflanzen

ausübt. Das hängt damit zusammen, daß verschiedene Pflanzen an die

Menge und Löslichkeit der notwendigen Stoffe verschiedene Ansprüche

machen, ferner damit, daß neben den nötigen auch überflüssige

Verbindungen in einem Boden sein können, die auf die einzelnen Spezies

ganz verschieden wirken. CaCO_{3} z. B. und ebenso NaCl wirken auf

manche Pflanzen giftig, während andere große Dosen dieser Stoffe

ertragen können.

Es kommt indes bei der Pflanzenverteilung in ihrer Abhängigkeit

vom Boden keineswegs bloß auf chemische Verhältnisse an. Auch die

physikalischen Eigenschaften der Böden spielen eine große Rolle.

Endlich kann auch eine Pflanze an einem Ort, der ihr an sich

zusagen würde, deshalb fehlen, weil ihre Samen nie dahin gelangt

sind.

c) Gase.

Wasser und Nährsalze werden, wie wir gesehen haben, im allgemeinen

dem Boden entnommen, aber auch die Luft enthält Stoffe, die notwendig

zum Gedeihen vieler Pflanzen sind, die also Nährstoffe genannt werden

müssen. Es sind das die Kohlensäure und der Sauerstoff. Diese werden

denn auch im allgemeinen aus der Luft aufgenommen; nur die submersen

Wasserpflanzen beziehen sie aus dem Wasser. Im letzteren Falle erfolgt

ihre Aufnahme genau so wie die von anderen gelösten Stoffen.

+Sauerstoff.+ Entzieht man einer Pflanze den Sauerstoff, so werden

meist alle Lebensäußerungen sistiert (vgl. S. 257). Diese Tatsache

erscheint nicht wunderbar, da auch dem menschlichen Organismus der

Sauerstoff unentbehrlich ist. (Weiteres s. S. 240.)

+Kohlensäure.+ Viel weniger plausibel ist es dagegen für den Laien,

daß auch die Kohlensäure der Pflanze unentbehrlich sein soll. Und doch

ist das so. Wir setzen einer Wasserkultur keinerlei Kohlenstoffquelle

zu, die Pflanze vermehrt aber trotzdem ihren Kohlenstoffgehalt; da

bleibt keine andere Möglichkeit, als daß sie die Kohlensäure der Luft

benützt. Kohlensäure ist in der gewöhnlichen Luft in einer Menge von

etwa 0,3 pro Mille enthalten; ein Liter enthält also 0,3 ccm. Läßt man

diese Luft über grüne Pflanzen streichen, die an hellem Licht stehen,

so zeigt sich, daß ihr Kohlensäuregehalt abnimmt oder verschwindet;

farblose Teile, wie Wurzeln, oder nichtgrüne Organismen, wie die

Pilze, verhalten sich anders, sie absorbieren keine Kohlensäure. Wird

nun ein grüner Pflanzenteil in einer Glasglocke gehalten, durch die

man kohlensäure#freie# Luft hindurchleitet, so stellt er bald sein

Wachstum ein, und jede Vermehrung der Trockensubstanz hört völlig

auf. Kohlensäure ist demnach ein unentbehrlicher Nährstoff; sie ist

offenbar die Quelle für den Kohlenstoff der grünen Pflanze. Die in

der Luft vorhandene prozentual geringe Menge reicht zur Ernährung

dieser völlig aus (S. 216). Es zeigt sich ferner, daß die Zufuhr von

organisch gebundenem Kohlenstoff zum Boden oder zur Nährlösung die

Kohlensäure der Luft nicht entbehrlich macht; für die #grüne Pflanze#,

die wir einstweilen allein im Auge haben, ist jedenfalls CO_{2} die

beste Kohlenstoffquelle. Auch genügt es durchaus nicht, wenn wir einer

solchen Pflanze die Kohlensäure im Boden oder in der Nährlösung zur

Verfügung stellen. Sie muß unbedingt den #Blättern# geboten werden.

+Andere Gase.+ Sauerstoff und Kohlensäure sind die einzigen Gase, die

den gewöhnlichen Pflanzen notwendig sind. Der atmosphärische Stickstoff

dagegen ist für die #Mehrzahl der Pflanzen# ohne jede Bedeutung (vgl.

S. 224).

+Aufnahme der Gase.+ Kohlensäure und Sauerstoff dringen zum Teil in die

Epidermiszellen, zum größeren Teil aber durch die Spaltöffnungen in die

Interzellularen und von diesen aus in die inneren Gewebe.

Weder in der Zellwand noch im Protoplasma existieren lufterfüllte Räume

oder Kanäle, durch die Gase ins Zellinnere gelangen können. Deshalb

ist eine Aufnahme der Gase nur in dem Grade möglich, als sie in der

Zellhaut und im Protoplasma bzw. in dem diese Teile durchdringenden

Wasser löslich sind. Die gelösten Gase verhalten sich dann gerade

wie andere gelöste Stoffe, sie #diffundieren# in die Zelle. Je

wasserreicher eine Zellhaut ist, desto leichter diffundieren die Gase

durch sie. Die gewöhnliche Zellhaut ist in trockenem Zustande für Gase

auf dem Wege der Diffusion nur sehr wenig durchlässig[167]; allein in

der Natur findet sie sich ja immer mehr oder weniger wassergesättigt

vor. Dagegen ist die Kutikula sehr wenig imbibitionsfähig für Wasser

und stellt deshalb dem diosmotischen Gasdurchtritt erhebliche

Schwierigkeit entgegen; doch ist sie keineswegs völlig undurchlässig.

Der Hauptsache nach erfolgt also die Gasdiffusion gar nicht durch die

eigentliche Zellhautsubstanz, sondern durch die Stoffe, mit denen diese

imprägniert ist. Da nun Kohlensäure in Wasser viel leichter löslich

ist als Sauerstoff, so ist es begreiflich, daß sie auch schneller

die wassergetränkte Zellhaut durchsetzt als der Sauerstoff. Aller

Wahrscheinlichkeit nach gilt das gleiche auch bei der Kutikula. Da

aber die Partiärpressung des Sauerstoffes in der Luft eine relativ

ansehnliche, die der Kohlensäure dagegen eine recht geringe ist, so

kann tatsächlich zwar Sauerstoff, nicht aber Kohlensäure in genügender

Menge durch die Kutikula hindurch, und deshalb sehen wir, daß fast

alle Organe, die nur Sauerstoff aufzunehmen haben, ohne Spaltöffnungen

sind, daß dagegen an den Kohlensäure aufnehmenden Organen stets

Spaltöffnungen sich vorfinden.

Nicht nur in der Luft, sondern auch im Boden finden die Pflanzen in

der Regel so viel Sauerstoff, daß er in genügender Menge durch die

Epidermiszellen eindringen kann. Eine Ausnahme bilden nur solche

Organe, die in sauerstoffarmem Sumpfboden leben. Gehören diese

einer Pflanze an, deren Sprosse sich in der Luft ausbreiten, so

erfolgt die Sauerstoffaufnahme in der Regel in diesen Luftsprossen;

weite Interzellularen, die stets bei den Sumpfpflanzen ausgebildet

sind, sorgen dann dafür, daß der Sauerstoff auch den unterirdischen

Teilen zuströmen kann. Manchmal aber (besonders bei Palmen und

Mangrovepflanzen) werden besondere, aus dem Boden aufsteigende

#Atemwurzeln# (#Pneumatophoren#, Fig. 186) ausgebildet, die an der

Luft Sauerstoff aufnehmen.

Die Spaltöffnungen sind für den Gasaustausch je nach der

Öffnungsweite der Spalte sehr verschieden leistungsfähig. Ihr

Verschluß, der aus Gründen der Wasserversorgung unter Umständen

nötig ist, hat nicht nur die Aufhebung der Transpiration zur Folge,

sondern er unterbindet auch das Eindringen von CO_{2} in die

Pflanze.

Es ist schon bei Gelegenheit der #Wasserdampfabgabe# darauf

hingewiesen worden, daß die Spaltöffnungen trotz ihrer geringen

Größe durch die enorme Zahl und dichte Anordnung die Diffusion

fördern. Das gilt auch für die #Aufnahme der Kohlensäure#.

Dementsprechend konnte denn auch gezeigt werden, daß beispielsweise

ein Quadratmeter Blattfläche von Catalpa in der Zeiteinheit

etwa ⅔ der Kohlensäuremenge absorbiert, die ein Quadratmeter

3-10%iger Natronlauge, #frei der Luft ausgesetzt#, dieser entreißt.

Lehrbuch der Botanik für Hochschulen · 第 29 / 90 段