+Die Bewegung der Gase+ von Zelle zu Zelle sowie ihr Austausch

zwischen den Zellen und den Interzellularen erfolgt durch

#Diffusion#; bei ihrer Bewegung in den Interzellularen können aber

auch Massenströmungen erfolgen, wenn Druckzustände bestehen. Solche

werden aber in der Interzellularenluft durch Erwärmung und Abkühlung

oder durch Deformation der Pflanze erzielt. Die Interzellularen sind

ein weitverzweigtes System #untereinander# und #mit der Atmosphäre#

kommunizierender Lufträume. Ihre Austrittsöffnungen werden in erster

Linie durch die Spaltöffnungen, daneben auch durch Lentizellen und

ähnlich funktionierende Organe gebildet (S. 43, 50); durch sie erfolgt

ebensowohl Diffusion wie Massenbewegung der Gase.

Der Zusammenhang der Interzellularen unter sich und mit der

Außenwelt läßt sich experimentell leicht feststellen. Es gelingt

nämlich, Luft aus den Spaltöffnungen oder den Lentizellen austreten

zu lassen, wenn man sie in die Interzellulargänge einpreßt;

auch umgekehrt treten bei mäßiger Saugung aus den freigelegten

Interzellularen dauernd große Mengen von Luft heraus, die nur durch

Spaltöffnungen und Lentizellen ihren Weg in die Pflanze gefunden

haben können. Das S. 199 geschilderte Porometer läßt die Wegsamkeit

der Spaltöffnungen und der Interzellularen für Luft besonders

deutlich hervortreten.

In hervorragendem Maße sind luftführende Interzellularräume bei

Wasserpflanzen und Sumpfgewächsen entwickelt (vgl. S. 142), wo

sie oft bis zu zwei Drittel des Gesamtvolumens einnehmen. Die

untergetauchten Wasserpflanzen verschaffen sich auf diese Weise

eine #Binnenatmosphäre#, mit der ihre Zellen einen lebhaften

Gaswechsel unterhalten können, da die Binnenatmosphäre durch

Diffusionsvorgänge wieder mit der Umgebung in langsamem Austausch

steht. Im übrigen sind diese Pflanzen bei ihrem Gaswechsel ganz

auf Diffusionsvorgänge angewiesen, da ihnen Spaltöffnungen usw. zu

fehlen pflegen. Aber auch Pflanzen, die Spaltöffnungen besitzen,

können daneben auf diosmotischem Wege Gase gewinnen, vorausgesetzt,

daß die Kutikula ihrer Epidermis gasdurchlässig ist.

III. Die Assimilation der Nährstoffe.

Die Pflanze wächst, sie bildet beständig neue Organe, und zur

Herstellung dieser bedarf sie fortwährend neuer Nährstoffe. Die

Nährstoffe ihrerseits werden aber nach ihrer Aufnahme verändert, es

geht aus ihnen Pflanzensubstanz hervor; sie werden #assimiliert#,

wie man zu sagen pflegt. Unter Assimilation eines Stoffes versteht

man dementsprechend seine Überführung in Pflanzensubstanz. Besonders

interessant sind solche Assimilationsvorgänge, bei denen tiefgreifende

Veränderungen erfolgen, z. B. Überführung von anorganischen in

organische Verbindungen, namentlich dann, wenn es uns mit künstlichen

Mitteln noch nicht gelingt, die entsprechenden Reaktionen auch

außerhalb des Organismus herbeizuführen. Ein solcher Prozeß ist z. B.

die Assimilation des Kohlenstoffes bei der grünen Pflanze; hier geht

aus Kohlensäure organische kohlenstoffhaltige Substanz hervor.

A. Assimilation des Kohlenstoffes.

1. Assimilation der Kohlensäure bei grünen Pflanzen.

In Wasserkultur nimmt die Trockensubstanz einer grünen Pflanze zu;

diese aber besteht zur Hälfte aus Kohlenstoff, den wir der Nährlösung

nicht zugesetzt haben. Sie bezieht ihn aus der Kohlensäure der Luft;

sie führt die CO_{2} unter Mitwirkung des Sonnenlichtes in Zucker über.

Dabei wird auch Wasser mitverarbeitet und Sauerstoff ausgeschieden; der

Prozeß vollzieht sich also nach der Formel

6 CO_{2} + 6 H_{2}O = C_{6}H_{12}O_{6} + 6 O_{2}.

Nimmt man an, daß die Kohlensäure der Luft (das Kohlendioxyd, CO_{2})

bei ihrer Lösung in der Zelle durch Wasseraufnahme zu H_{2}CO_{3} wird,

so dürfte sich die Zuckerbildung in zwei Hauptschritten vollziehen;

beim ersten wird Sauerstoff abgespalten und Formaldehyd[168] gebildet:

H_{2}CO_{3} = H_{2}CO + O_{2},

beim zweiten wird der Aldehyd zu Zucker kondensiert:

6 H_{2}CO = C_{6}H_{12}O_{6}.

Es muß also für jedes verschwindende Volum Kohlensäure das gleiche

Volum Sauerstoff auftreten. In der Tat haben eudiometrische

Bestimmungen gezeigt, daß das zutrifft (WILLSTÄTTER). Der auftretende

Sauerstoff kann aber, auch wenn er nur #qualitativ# nachgewiesen

wird, als Indikator der Kohlensäurezerlegung dienen. So kann man z. B.

eine in sauerstoffreiem Raum befindliche Pflanze bei Gegenwart von

Phosphor dem Licht exponieren; die dann auftretenden Phosphordämpfe

beweisen die Bildung von Sauerstoff. Oder man kann aus der Bewegung

gewisser Bakterien, die zuvor unbeweglich im Wasser lagen, auf die

Sauerstoffproduktion einer grünen Pflanze schließen (S. 290). Am

anschaulichsten aber ist der Assimilationsnachweis mit Hilfe gewisser

Wasserpflanzen, wie Helodea oder Potamogeton. Werden abgeschnittene,

unter Wasser befindliche Sprosse oder Blätter dieser Pflanzen dem Licht

exponiert, so sieht man alsbald einen lebhaften, kontinuierlichen Strom

von Blasen der Schnittfläche enteilen. Fängt man das Gas in einem

Reagenzglas (Fig. 244) in größerer Menge auf, so zeigt sich, daß es

zwar keineswegs aus reinem Sauerstoff, aber doch immerhin aus einem

sauerstoffreichen Gemisch besteht; ein glimmender Holzspahn beginnt in

ihm zu brennen.

Das Auftreten von Sauerstoffblasen erklärt sich in folgender Weise.

Die im Wasser gelöste Kohlensäure gelangt durch Diffusion in die

grünen Zellen der Pflanze und wird da zerlegt. Der auftretende

Sauerstoff ist viel weniger löslich als die Kohlensäure, und

deshalb wird er in Gasform abgeschieden. Er tritt in die

Interzellularräume, bewirkt hier eine Vermehrung des Druckes,

und diese wird die Ursache des Austretens von Gasblasen an jeder

Schnittstelle.

[Illustration: Fig. 244. Ausscheidung von Sauerstoff durch

assimilierende Pflanzenteile. In dem Glaszylinder _C_ befindet sich in

Wasser eine frisch abgeschnittene Wasserpflanze (Helodea canadensis).

Die Schnittflächen sind in ein ebenfalls mit Wasser gefülltes

Probierröhrchen _R_ eingeführt. Die ausgeschiedenen Sauerstoffbläschen

_B_ steigen darin auf und sammeln sich oben bei _S_. Nach NOLL.]

Die Grundlagen unserer Kenntnisse über die CO_{2}-Assimilation der

grünen Pflanze wurden durch die Forschungen von PRIESTLEY, INGENHOUSZ,

SENEBIER und TH. DE SAUSSURE am Ende des 18. und am Anfang des 19.

Jahrhunderts gewonnen. Diese Entdeckung ist außerordentlich bedeutsam,

weil die #Bildung organischer Substanz aus Kohlensäure durch die grüne

Pflanze der Prozeß ist, der allen anderen Organismen, vor allem also

auch den Tieren, das Leben auf der Erde ermöglicht# (vgl. S. 220).

Mit Hilfe der Gasblasenmethode läßt sich leicht der Beweis für die

oben aufgestellte Behauptung erbringen, daß nur chlorophyllführende

Pflanzenteile, und diese nur im #Licht# imstande sind, CO_{2} zu

assimilieren. So sieht man z. B. den Blasenstrom einer Helodea, der am

hellbeleuchteten Fenster lebhaft war, in dem Maße, als man die Pflanze

in die Tiefe eines Zimmers bringt, langsamer werden und schließlich

bei einer Lichtintensität erlöschen, die unserem Auge noch gut das

Lesen erlaubt. Innerhalb gewisser Grenzen läuft die Assimilation der

Lichtintensität proportional. Entsprechende Versuche kann man auch mit

künstlichen Lichtquellen ausführen; sie zeigen, daß alle gebräuchlichen

Beleuchtungsarten bei der CO_{2}-Assimilation verwendbar sind. Die

Strahlen verschiedener Wellenlänge haben aber nicht alle die gleiche

Bedeutung für die CO_{2}-Assimilation[169].

Um die Assimilation im Licht verschiedener Wellenlängen zu

untersuchen, bedient man sich entweder spektral zerlegten oder

durch Absorption monochromatisch gemachten Lichtes. Zur Absorption

können die von Schott u. Gen. hergestellten Rot- und Blaugläser

verwendet werden, oder man benutzt doppelwandige Küvetten, deren

Wandraum mit passenden Lösungen gefüllt ist.

[Illustration: Fig. 245. Absorptionsspektrum des Chlorophylls nach GR.

KRAUS. Oben sind die FRAUNHOFERschen Linien _B_, _C_ usw. angegeben,

unten die Wellenlänge 700-400 μμ. An den dunkeln bzw. schraffierten

Stellen ist das Licht ausgelöscht bzw. geschwächt.]

[Illustration: Fig. 246. Die ausgezogene Linie zeigt die Abhängigkeit

der Stärkebildung von der Wellenlänge des Lichtes, wenn die auffallende

Lichtenergie für alle Strahlen gleich ist. Die punktierte Linie stellt

die vom grünen Farbstoff lebender Blätter absorbierte Strahlung dar,

wobei die eintretende Strahlung = 100 gesetzt wird. Auf der Abszisse

sind die Wellenlängen des Lichtes in μμ und einige FRAUNHOFERsche

Linien angegeben (Gitterspektrum). Nach URSPRUNG.]

Im großen und ganzen ist die assimilatorische Wirksamkeit auf

die #sichtbaren# Strahlen von rund 0,4-0,8 μ beschränkt, doch

ist sicher nachgewiesen, daß auch ultrarote und ultraviolette

verwertet werden können. Wie sich die einzelnen Wellenlängen

verhalten, ist sehr viel untersucht, aber bis heute doch nicht

ganz sicher entschieden. Zweifellos hat das Licht von 0,68

μ, das maximal absorbiert wird, auch eine besonders starke

assimilatorische Wirkung. Nach ENGELMANN soll allgemein eine

weitgehende Übereinstimmung zwischen Lichtabsorption im Chlorophyll

und Assimilation bestehen. URSPRUNG hat Bohnenblätter in jeweils

zwei Ausschnitten eines Spektrums assimilieren lassen, die auf

gleiche Lichtenergie abgestimmt waren, und hat so die Stärkebildung

in allen Wellenlängen untersucht. Seine Resultate sind in der Fig.

246 dargestellt; es zeigt sich der erwartete Parallelismus, der

freilich in Blau und Violett aufhört, weil da durch Verschluß der

Spaltöffnungen die Zufuhr an CO_{2} zu gering wurde. KNIEP und

MINDER haben die Assimilation in verschiedenfarbigem Licht mit der

Gasblasenmethode untersucht: sie fanden, daß blaues Licht ebenso

wirksam ist wie rotes, wenn es gleiche Energie liefert.

Auch gewisse als Purpurbakterien bezeichnete Organismen, die zwar

kein Chlorophyll, wohl aber andere eigenartige Farbstoffe führen,

zerlegen CO_{2}; anscheinend nützen sie dabei gerade die Strahlen

am meisten aus, die das Chlorophyll am wenigsten absorbiert und

verwertet[170].

Wenn das Sonnenlicht in der Natur ein unentbehrlicher Faktor bei der

CO_{2}-Assimilation ist, dann wird es erst voll verständlich, warum die

Laubblätter, deren wesentlichste Funktion in der CO_{2}-Assimilation

besteht, #flächenförmig# ausgestaltet sind. Ihre große Oberfläche

gestattet ihnen, viel Licht zu absorbieren. Und nicht nur eine große

Fläche, sondern auch eine geringe Dicke müssen die Laubblätter haben,

wenn sie ihrer Funktion gut nachkommen sollen. In der Tat zeigte sich

in Versuchen WILLSTÄTTERs, daß Sonnenlicht, das durch zwei Laubblätter

hindurchgegangen ist, keine assimilatorische Wirkung mehr auszuüben

vermag. Die Blätter müssen aber außerdem viel Chlorophyll enthalten.

Daß das zutrifft, zeigt schon die dunkelgrüne Farbe der Blätter. Ein

Blick ins Mikroskop bestätigt es. Die Stengel haben viel weniger

Chloroplasten als die Blätter; die Wurzeln und andere unterirdische

Organe haben keine.

Jeder Versuch zeigt nun, daß chlorophyllfreien Organen das Vermögen

der CO_{2}-Assimilation gänzlich abgeht. Das gilt nicht nur für die

äußerlich sichtbaren groben Organe der Pflanze, sondern auch für die

feinsten Teile der Zelle. Der Zellkern, das farblose Protoplasma

geben im Sonnenlicht keinen Sauerstoff ab -- das kann man mit Hilfe

von Bakterien (S. 213) leicht nachweisen. Nur die Chloroplasten, und

diese nur wenn sie „Chlorophyll“ führen, sind die tätigen Organe

der CO_{2}-Assimilation; etiolierte, panaschierte und chlorotische

Chloroplasten sind nicht funktionsfähig.

Bei rotblätterigen Abarten grüner Pflanzen (Rotbuche, Rotkohl)

ist das Chlorophyll ganz wie in den grünen Stammformen entwickelt

und nur durch einen roten Farbstoff in der Epidermis oder in

tieferliegenden Zellen verdeckt. Über die Farbstoffe der Rotalgen,

Braunalgen und Diatomeen vgl. S. 15.

Nur ein verhältnismäßig geringer Teil, wenige Prozente, des

einfallenden und absorbierten Lichtes wird übrigens bei der

CO_{2}-Assimilation verwendet[171]. Daß aber Licht als solches bei

der CO_{2}-Assimilation verschwinden muß, ist klar; denn woher

anders sollte der Energiegehalt der organischen Substanz, die im

Assimilationsprozeß erzeugt wird, stammen, als aus der Lichtenergie.

Tatsächlich dient diese in der organischen Substanz enthaltene Energie

der Pflanze zur Unterhaltung ihres Lebensgetriebes, und auch die durch

unsere Dampfmaschinen erzeugten Kräfte sind auf die Assimilationsarbeit

jener Pflanzen zurückzuführen, deren Holz oder deren verkohlte Reste

(Kohle, Braunkohle, Torf) unter dem Maschinenkessel verbrennen.

Denn beim Verbrennen dieser reduzierten Kohlenstoffverbindungen zu

Kohlensäure wird nur die Energie wieder frei, die zuvor bei der

Überführung der Kohlensäure in diese Brennstoffe gebunden wurde.

Demnach handelt es sich bei der Bildung organischer Substanz nicht

nur um den Gewinn von unentbehrlichen Baustoffen, sondern auch von

#Energie# in einer Form, die eine leichte spätere Verwendung auch an

anderen Orten ermöglicht (S. 237).

Da bei der CO_{2}-Assimilation ein Energieaufwand nötig ist, so

wird die S. 212 aufgeführte Formel vollständiger so geschrieben:

6 CO_{2} + 6 H_{2}O + 684000 cal = C_{6}H_{12}O_{6} + 6 O_{2}.

Nach den Untersuchungen von BROWN und PURIEWITSCH kann man

annehmen, daß ein Blatt in der Natur etwa 80% des auffallenden

Sonnenlichtes absorbiert; davon wird weitaus der größte Teil zur

Erwärmung verwendet, denn nur etwa 0,5-6% dienen der Assimilation.

Unter besonderen Versuchsbedingungen, bei schwachem, gelbem Licht,

das voll absorbiert wurde, konnte WARBURG eine Ausnützung bis zu

70% für assimilatorische Zwecke feststellen[172].

Wie jede Lebensfunktion ist auch die Assimilationstätigkeit eines

Chloroplasten von einer ganzen Menge von inneren und äußeren

Faktoren abhängig. Zu den inneren gehört das Vorhandensein des

Chlorophyllfarbstoffes und seine Einlagerung in einen lebendigen

Chloroplasten; der Farbstoff als solcher, aus der Pflanze herausgelöst,

vermag so wenig die Kohlensäure zu zerlegen wie ein Chloroplast,

der den grünen Farbstoff aus irgendwelchen Gründen nicht entwickelt

hat (im Dunkeln gebildeter, in eisenfreier Nährlösung entstandener

Chloroplast, Leukoplasten der unterirdischen Teile oder der Epidermis),

oder ihn verloren hat (Chromoplast). Da aber die Assimilation

keineswegs immer dem Chlorophyllgehalt proportional erfolgt, muß man

mit WILLSTÄTTER[173] annehmen, daß neben dem Chlorophyllfarbstoff noch

ein anderer Faktor wesentlich ist, mag das nun das Protoplasma der

Chloroplasten oder ein in ihm enthaltenes #Enzym# (S. 229) sein.

Von äußeren Faktoren ist vor allem das schon besprochene Sonnenlicht

zu nennen. Nächst ihm dann die Gegenwart von Kohlensäure. Da diese

nur in geringer Menge in der Luft vorhanden ist und durch andere

Verbindungen nicht ersetzt werden kann (auch nicht durch Kohlenoxyd),

so müßte das Leben der Pflanze und damit die Existenz aller Organismen

schließlich aufhören, wenn nicht fortwährend neue Kohlensäure auf der

Erde entstände. Man schätzt die Menge des Kohlensäurevorrates in der

Luft auf 2100 Billionen kg, die Menge der Kohlensäure, die jährlich von

den grünen Pflanzen des Festlandes konsumiert wird, auf 50-80 Billionen

kg; demnach würden die Pflanzen in einigen 30 Jahren diesen Vorrat

erschöpfen[174].

Die Luft erhält andauernd große Kohlensäuremengen durch die Atmung

von Organismen, durch Verbrennung von Holz und Kohle und durch

vulkanische Tätigkeit. Ein erwachsener Mensch atmet #täglich#

etwa 900 g Kohlensäure (245 g C) aus, die ganze Menschheit, zu

1400 Millionen gerechnet, also allein schon etwa 1200 Millionen

Kilo CO_{2} (340 Millionen Kilo C). Weitere große Massen von

CO_{2} liefern die übrigen Tiere, dann aber auch die Pflanzen,

insbesondere Pilze und Bakterien (vor allem die Bodenbakterien).

Die aus sämtlichen Schornsteinen der Erde entweichende Kohlensäure

liefert enorme Werte, da allein in Deutschland im Jahre 1911 neben

73 Millionen Tonnen Braunkohlen 161 Millionen Tonnen Steinkohlen

gefördert wurden; letztere würden schon etwa 400000 Millionen

Kilogramm Kohlensäure ergeben, also etwa 1/5000 der Gesamtmenge der

in der Atmosphäre enthaltenen CO_{2}.

Die Festlegung der Kohlensäure durch die grüne Pflanze und die

Neuentstehung durch die angeführten Prozesse scheint annähernd zu

einem Gleichgewicht zu führen. Man findet fast stets etwa 3 Liter

CO_{2} in 10000 Liter Luft; im Winter ist bei uns die Menge etwas

größer (3,0-3,6 Liter) als im Sommer (2,7-2,9 Liter). (Die Luft

des Bodens ist wegen der Tätigkeit der Bakterien CO_{2}-reicher.)

Diese 3 Liter CO_{2} wiegen etwa 7 g; davon sind aber 8/11

Sauerstoff und nur 3/11 Kohlenstoff. In den 10000 Liter Luft

sind demnach nur 2 g Kohlenstoff enthalten. In einem Baume von

100 Zentnern Trockengewicht sind etwa 50 Zentner oder 2500 Kilo

Kohlenstoff angesammelt. Um diesen zu erlangen, muß der Baum also

etwa 1250000 × 10000 Liter = etwa 12 Millionen Kubikmeter Luft von

ihrer Kohlensäure befreit haben. Bei der Berücksichtigung solcher

Zahlen findet man es begreiflich, daß die Entdeckung INGENHOUSS’

ungläubig aufgenommen, später ganz zurückgewiesen und vergessen

wurde. Erst LIEBIG brachte sie in Deutschland wieder zur Geltung,

und heute steht sie über allen Zweifel erhaben da. Die angeführten

Zahlen haben aber nichts Ungeheuerliches, wenn man bedenkt, daß

trotz des geringen Prozentgehaltes der Atmosphäre an Kohlensäure

sich der tatsächlich vorhandene Vorrat auf etwa 2100 Billionen

Kilo berechnet, in denen 560 Billionen kg Kohlenstoff enthalten

sind. Den Pflanzen steht aber der ganze Vorrat des Luftmeeres

zur Verfügung, da sich die Kohlensäure durch Diffusion und

Luftströmungen immer wieder gleichmäßig ausbreitet.

Nach SCHRÖDER soll in den Landpflanzen der Erde der Kohlenstoff

von 1100 Billionen Kilogramm CO_{2} festgelegt sein, also etwa

die Hälfte des in der Luft enthaltenen; fast 90% davon kommt auf

das #Holz der Bäume#. Die Tierwelt scheint ganz außerordentlich

viel weniger Kohlenstoff zu enthalten, etwa 1% des in den Pflanzen

angesammelten.

Submerse Wasserpflanzen nehmen die im Wasser #gelöste# Kohlensäure

auf. Hier schwankt ihre Menge in sehr beträchtlicher Weise je

nach der Temperatur. Bei 15° C enthält der Liter Wasser ungefähr

ebensoviel CO_{2} als ein Liter atmosphärischer Luft. Neben der

Kohlensäure spielen aber auch die gelösten #Bikarbonate#, die in

Karbonat und CO_{2} dissoziieren, eine wichtige Rolle für den

Kohlenstoffgewinn der Wasserflora. Eine künstliche Bereicherung

des Wassers durch Einleiten von Kohlensäure vermehrt bis zu einem

gewissen Grade die Assimilation.

Die geringe Menge der in der Luft enthaltenen Kohlensäure macht

eine #große# aufnehmende #Fläche# notwendig. Somit sind auch aus

diesem Grunde, nicht nur wegen der Lichtabsorption, die Laubblätter

#flächenförmig# gestaltet. Eine Vermehrung des CO_{2}-Gehaltes der

Luft hat, wenn sie nicht zu weit geht, eine vermehrte Assimilation zur

Folge. Demnach kann durch #künstliche Anreicherung der Luft mit# CO_{2}

#eine ganz erhebliche Steigerung der landwirtschaftlichen Produktion#

erzielt werden. Es unterliegt keinem Zweifel mehr, daß die günstigere

Wirkung der Stallmistdüngung gegenüber der Zufuhr von mineralischem

Dünger u. a. auch durch die fortgesetzte starke CO_{2}-Produktion

von Bakterien[175] bedingt ist, die im Boden die nötigen organischen

Nährstoffe finden und die ihre Atmungskohlensäure aus dem Boden in die

Luft übertreten lassen.

Wie alle Lebensprozesse ist auch die CO_{2}-Assimilation von der

Temperatur abhängig. Sie beginnt bei Temperaturen hart unter Null,

erreicht ihren größten Wert bei etwa 37° C und hört bei etwa 45° C

wieder auf.

Diese Kardinalpunkte haben nicht nur bei verschiedenen Pflanzen

eine differente Lage, sondern sie bleiben auch bei einer bestimmten

Pflanze nicht konstant. Insbesondere gilt das für das Optimum, da

dieses im Laufe einiger Stunden von 37° auf 30° sinken kann. --

Bei hellem, warmem Wetter erreicht die Assimilation ihren vollen

möglichen Wert nicht, weil dann der Zufluß von Kohlensäure nicht

genügend ist.

Andere weniger wichtige Faktoren sollen nicht im einzelnen

aufgeführt werden; erwähnt sei nur, daß zahlreiche Substanzen

eine temporäre oder schließlich auch dauernde Beschränkung oder

Vernichtung der Assimilationsfähigkeit bewirken können.

Bis vor kurzem nahm man mit BLACKMAN an, daß bei gleichzeitiger

Einwirkung der zahlreichen Faktoren, die für die

CO_{2}-Assimilation wichtig sind, immer #einer#, nämlich der

im geringsten Ausmaß vorhandene, die Größe der Assimilation

bestimme (#Gesetz des Minimums#). Neuere Untersuchungen[176] haben

aber gezeigt, daß unter Umständen ebensowohl durch Steigerung

der Beleuchtungsstärke wie durch Zunahme der Kohlensäure eine

Vermehrung der Assimilation eintreten kann. -- Entsprechende

Resultate sind übrigens auch bei den Nährsalzen gefunden worden, wo

früher nach LIEBIG das Minimumgesetz zu gelten schien.

+Produkte der Assimilation der Kohlensäure.+ Wir nahmen oben an,

es werde Zucker aus der Kohlensäure gebildet. In der Tat zeigt die

Analyse eine Zunahme des Zuckergehaltes der Laubblätter bei Besonnung.

Nicht immer und nicht ausschließlich wird freilich Traubenzucker

nachweisbar sein, meist treten andere, kompliziertere Kohlehydrate auf.

Diese lassen sich alle auf Hexosen wie Traubenzucker zurückführen,

schließlich entsteht durch Zusammentreten mehrerer Hexosenmoleküle bei

gleichzeitigem Wasseraustritt Stärke [(C_{12}H_{20}O_{10})_{n}]. Stärke

findet sich in Chloroplasten beleuchteter Laubblätter sehr häufig,

doch keineswegs allgemein. -- Hält man die Blätter einige Zeit im

Dunkeln, so verschwindet die Stärke. Bringt man umgekehrt entstärkte

Pflanzenteile ans Sonnenlicht, so bilden sich in ihren Chloroplasten

oft in überraschend kurzer Zeit (5 Minuten) neue Stärkekörnchen,

die dann bald an Größe zunehmen und schließlich die Substanz des

Chloroplasten an Masse übertreffen. Da nun die Stärke mit Jodlösung

sich blau färbt, kann man das Eintreten der Assimilation leicht

makroskopisch demonstrieren (SACHSsche Methode).

[Illustration: Fig. 247. Assimilationsversuch mit dem Blatt der Aracee

Ariopsis peltata. Verkleinert.]

Blätter, die sich am Licht befanden, werden zunächst durch Alkohol

ihrer grünen Farbe beraubt; sie bläuen sich dann nach Jodzusatz.

Bei größerem Gehalt an Stärke tritt tiefe Blaufärbung ein, bei

noch größerem endlich Schwarzfärbung. Die entstehende Farbennuance

erlaubt also zugleich eine gewisse Schätzung der #Quantität#

der Stärke. Um auch kleinere Mengen Stärke sichtbar zu machen,

empfiehlt es sich, die entfärbten Blätter vor der Anwendung der

Jodlösung in Kalilauge oder in Chloralhydratlösung zu legen, um

die Stärkekörnchen durch Aufquellen zu vergrößern. -- Mit dieser

Methode des Assimilationsnachweises kann man auch sehr schön

zeigen, daß nur an #beleuchteten# Stellen Stärke auftritt. Wird dem

Blatt eine Schablone aus undurchsichtigem Material aufgelegt, die

etwa das Wort „Stärke“ als Ausschnitt besitzt, so ergibt sich nach

Beleuchtung und Behandlung mit Jod das Bild der Fig. 247: das Wort

Stärke erscheint blau auf hellem Grunde. Statt einer Schablone kann

man auch, wie MOLISCH gezeigt hat, ein geeignetes photographisches

Negativ dem Blatt auflegen; nach Belichtung und Behandlung mit Jod

erhält man dann eine positive Photographie (Fig. 248). Mit der

gleichen Methode läßt sich auch unschwer der Nachweis erbringen,

daß #panaschierte# Blattteile #nicht# assimilieren.

Lehrbuch der Botanik für Hochschulen · 第 30 / 90 段