Nr. 45. 1907. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



XXII. Jahrg. 573 



A. Nathansohll : Über die Bedingungen der 

 Kohlensäureass irnilation in natürlichen 

 Gewässern, insbesondere im Meere. (Ver- 

 haiull. der König]. Sächsischen Gesellschaft der Wissen- 

 schaften zu Leipzig 1907, Bd. 59, S. 211—227.) 



Bereits vor 70 Jahren konnte Raspail zeigen, 

 daß die chlorophyllhaltigen Pflanzen die Fähigkeit 

 besitzen, Calciumbicarbonat unter gleichzeitiger Bil- 

 dung von normalem Carbonat im Assimilationsprozeß 

 zu verwerten. Seitdem sind Versuche in dieser 

 Richtung wiederholt, zuletzt (1888) von Hassack, 

 angestellt worden. Zwei Fragen blieben jedoch bei 

 diesen Untersuchungen ständig unberücksichtigt : 

 1. Die Frage nach der Grenze, bis zu der die Aus- 

 nutzung des Bicarbonats vor sich geht; 2. die Frage, 

 durch welche Ursachen diese Grenze bedingt ist. 



Beide Fragen haben ein hohes biologisches Inter- 

 esse. Aus den Untersuchungen von Tornoe und 

 Dittmar ergibt sich, daß die Meeresalgen den 

 Assimilationsprozeß in einem Medium durchführen 

 müssen, in dem die Kohlensäure nicht frei gelöst, 

 sondern an Basen (in Carbonaten oder Bicarbonaten) 

 gebunden ist. Tornoe zeigte, daß das Meerwasser 

 alkalisch reagiert. In dem alkalischen Meerwasser 

 sind die Basen in größerer Menge vorhanden, als 

 die beiden hauptsächlich in Betracht kommenden 

 Säuren, Salzsäure und Schwefelsäure, zu binden ver- 

 mögen. Dieser Überschuß von Basen ist an Kohlen- 

 säure gebunden, und zwar ergaben die Untersuchungen 

 von Tornoe, die sich auf das norwegische Meer 

 erstreckten, ebenso wie Dittmars Analysen der 

 Wasserproben, die der Challenger in allen Teilen der 

 Welt gesammelt hatte , daß die Kohlensäuremenge 

 stets größer war, als der Bindung der Basen in Form 

 einfacher Carbonate entsprochen hätte, und kleiner, 

 als es die doppelte Bindung erfordern würde. Nur 

 in ganz wenigen Ausnahmefällen faud Dittmar 

 einen Überschuß freier Kohlensäure. Ähnlich schei- 

 nen die Verhältnisse in Süßwasserseen zu liegen, wie 

 aus den Angaben von Forel und Voigt für den 

 Genfer bzw. Plöner See hervorgeht. Es ist aus diesen 

 Tatsachen ohne weiteres ersichtlich, von welch großer 

 Bedeutung die Untersuchung des Assimilations- 

 prozesses in Lösungen von Carbonaten und Bicarbo- 

 naten ist. 



Herr Nathan söhn hat zunächst die Lösung des 

 Problems versucht, indem er die Pflanzen in ver- 

 schiedene Mischungen von Carbonat- und Bicarbonat- 

 lösungen brachte und nun feststellte, in welchen von 

 ihnen die Fortsetzung der Assimilation noch möglich 

 war. Es wurde dabei zuerst die übliche Methode 

 des Blasenzählens benutzt. Als Versuchsobjekte 

 dienten Sprosse von Elodea und Blätter von Cabomba. 

 Verf. beobachtete zunächst den Blasenstrom des 

 Versuchsobjektes in reinen NaHC0 3 -Lösungen von 

 0,1 bis 0,2 %. Dann ersetzte er die Lösung durch 

 das zu prüfende Gemisch. Dabei ergab sich, daß 

 Lösungen, die Carbonat und Bicarbonat in gleichen 

 Äquivalentverhältnissen in einer Konzentration von 

 etwa 0,1 % enthielten, sofort nach Übertragung des 



Objektes eine starke Depression des Blasenstromes 

 bewirkten. Die Geschwindigkeit wurde auf den 

 dritten bis vierten Teil der Anfangsgeschwindigkeit 

 herabgedrückt. Verf. hat die Versuche in großer 

 Zahl und in mannigfachen Variationen angestellt und 

 ist immer zu dem gleichen Ergebnis gekommen. Es 

 ergibt sich somit, daß durch den Zusatz von Carbonat 

 zu einer Bicarbonatlösung die Fähigkeit der Pflanzen, 

 in dieser Flüssigkeit zu assimilieren, stark vermindert 

 wird. Zur Beurteilung eines Wassers in bezug auf 

 seinen Wert für den Assimilationsprozeß ist also die 

 Kenntnis der absoluten Kohlensäuremenge nicht 

 genügend; es sind vielmehr hierzu auch Ermittelungen 

 über die Bindungsweise der Kohlensäure erforderlich. 



Wurde die Versuchsflüssigkeit kurze Zeit in lang- 

 samem Strome über ein Objekt mit nicht allzu leb- 

 hafter Blasenbildung geleitet, so kam die Bildung 

 der Blasen bald gänzlich zum Stillstand. Verf. 

 erklärt die Tatsache durch die starke Begünstigung 

 der Diffusion infolge des ständigen Flüssigkeits- 

 wechsels. Infolgedessen tritt aller ausgeschiedene 

 Sauerstoff auf diesem Wege in die Flüssigkeit über, 

 so daß zur Bildung von Blasen kein Sauerstoff mehr 

 übrig bleibt. Es ist daher sehr wahrscheinlich, daß 

 auch die Sauerstoffmenge, die in einer ruhenden 

 Flüssigkeit durch Diffusion an das Wasser abgegeben 

 wird, einen nicht geringen Wert besitzt. 



Es war daher wünschenswert, für die Bestimmung 

 der Assimilationsgrenze eine andere Methode ausfindig 

 zu machen. Sie wurde vom Verf. im Anschluß an 

 die Untersuchungen von Hüfner (vgl. Rdsch. 1904, 

 XIX, 326 ff.) unter Benutzung des Hämoglobins als 

 Sauerstoffindikator ausgearbeitet. Er brachte die 

 Pflanzen (Elodea, Fontinalis, Chara, Cladophora und 

 Mesocarpus) unter Beobachtung gewisser Vorsichts- 

 maßregeln in eine Lösung von reduziertem Hämo- 

 globin, die gleichzeitig das Salzgemisch enthielt, und 

 beleuchtete sie. Die spektroskopische Untersuchung 

 ergab sodann, ob Sauerstoffausscheidung erfolgte 

 oder nicht. Mit Hilfe dieser Methode ließ sich zeigen, 

 daß in reinen Bicarbonatlösungen die Assimilation 

 rasch vonstatten geht. Oft sind bereits nach einer 

 Beleuchtung von einer Minute in der Umgebung der 

 Objekte die charakteristischen Linien des Oxy- 

 hämoglobins zu erkennen. Aus Versuchen mit Elodea 

 ergab sich, daß auch in Carbonat-Bicarbonatgemischen 

 von einer Zusammensetzung, die nach der vorigen 

 Methode den Blasenstrom gänzlich aufhob, mit Hilfe 

 der Blutmethode noch rasche Sauerstoffausscheidung 

 nachzuweisen war. Allerdings traten die Oxyhämo- 

 globinlinien unter diesen Umständen langsamer auf 

 als in reinen Bicarbonatgemischen. Das Aufhören 

 des Blasenstromes zeigte somit keineswegs die untere 

 Grenze der Assimilation an. Doch ließ sich auch mit 

 dieser Methode keine scharfe Bestimmung der unteren 

 Grenze der Assimilation ermöglichen. 



Es kam bei den Versuchen mehrfach vor, daß bei 

 Benutzung von Elodea die Linien des Oxyhänioglobins 

 auch in reinen Carbonatlösungen rasch auftraten. 

 Um diese Tatsache zu erklären, brachte Verf. die 



