Nr. 48. 1899. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



XIV. Jahrg. 611 



der Gasaustausch der Athmung und der Assimilation 

 direct proportional ist der Anzahl der Stomata, dafs 

 also der Austausch höchst wahrscheinlich nur durch 

 die Spaltöffnungen erfolgt. 



Bei der Wichtigkeit dieser Frage hat Herr Brown 

 die Blackm an sehen Versuche mit seinem etwas 

 modificirten Apparate wiederholt, indem er die Luft 

 im Kasten entweder die obere oder die untere Blatt- 

 seite allein bespülen liets ; im ganzen hat er die 

 Blackm ansehen Beobachtungen bestätigen können. 

 Die Blattseite , welche keine Spaltöffnungen enthält, 

 lätst weder CO a austreten während der Athmung noch 

 unter günstigen Assimilationsverhältnissen eintreten. 

 Und wenn beide Seiten Stomata enthalten , erfolgt 

 der Gasaustausch beiderseits, und zwar an jeder Seite 

 etwa im Verhältnils zur Vertheilung der Oeffnungen ; 

 nur bei starker Belichtung ist die Aufnahme an der 

 Oberseite verhältnifsruäfsig stärker. Gleichwohl macht 

 es die allgemeine Beziehung zwischen Stomata und 

 Kohlensäureaustausch in hohem Grade wahrschein- 

 lich, dafs diese kleinen Oeffnungen wirklich die 

 Strafsen sind, auf denen die Kohlensäure ein- und 

 austritt. 



Aus dieser Annahme ergeben sich einige physi- 

 kalische Consequenzen, welche eine nähere Discussion 

 verdienen. Das Catalpablatt hat nur an der Unter- 

 seite Stomata und nimmt also nur an dieser C0 2 auf. 

 Unter günstigen Bedingungen beträgt diese Menge 

 700cm 3 pro m 2 und Stunde, was einer durchschnitt- 

 lichen linearen Geschwindigkeit der C0 2 von 3,8 cm 

 pro Minute entspricht, wenn die Aufnahme über 

 die ganze Unterfläche gleichmätsig vertheilt ange- 

 nommen wird; diese Geschwindigkeit ist halb so grofs 

 wie die, mit welcher C0 2 in eine frei exponirte Lösung 

 von kaustischem Alkali dringt. Wenn aber der Ein- 

 tritt nur durch die Oeffnungen der Stomata statt- 

 findet, muls die Geschwindigkeit eine viel gröfsere 

 sein. Nach den Zählungen der vorhandenen Blatt- 

 öffnungen müfste diese Geschwindigkeit 380 cm in 

 der Minute betragen, also 50 mal so grols sein als 

 die Absorption einer Alkalilösung. 



Ist nun die Annahme einer so grofsen Diffusions- 

 geschwindigkeit zulässig? Die bisher vorliegenden 

 p]rfahrungen über die freie Gasdiffusion geben keine 

 Anhaltspunkte zur Entscheidung. Herr Brown hat 

 daher eine grofse Reihe von Versuchen unter Be- 

 dingungen ausgeführt, welche den hier vorliegenden 

 möglichst nahe kamen, indem er die atmosphärische 

 C0 2 durch eine kleine, in ihrem Durchmesser variable 

 Oeffnung in eine Kammer dringen liefs, welche Luft 

 von gleicher Spannung wie aufsen enthielt, in der 

 aber die C0 2 durch kaustische Alkalilösung schnell 

 absorbirt wurde. Aus diesen zahlreich ausgeführten 

 Versuchen ergab sich, dafs von einem Durchmesser 

 der Oeffnung gleich 90mm angefangen, die Menge 

 der in freier Diffusion durch die Oeffnung eindringen- 

 den C0 2 zunächst allmälig wächst mit abnehmendem 

 Durchmesser der Oeffnung, bis etwa 50 mm; eine 

 weitere Verengerung der Oeffnung ändert die Diffusion 

 dann nicht bis etwa 20mm Durchmesser; weiterhin 



wächst die Diffusion sehr schnell mit der Verengerung 

 der Oeffnung, besonders von 5 bis 6 mm an. Bei der 

 Oeffuung von 1 mm war die Geschwindigkeit der 

 Diffusion 16 mal so grols als bei der Oeffnung von 

 20 mm, oder 40 mal so grofs als die Absorption einer 

 freien Alkalilösung von gleicher Oberfläche ; dies ent- 

 spricht einer mittleren Eintrittsgeschwindigkeit der 

 atmosphärischen Kohlensäuremolekeln von 266 cm pro 

 Minute. Bei Catalpa hat sich oben die kleinste Ge- 

 schwindigkeit zu 380 cm per Minute ergeben, die der 

 im Experiment für eine Oeffnung von 1 mm Durch- 

 messer gefundenen schon ziemlich nahe kommt. Die 

 Fläche der Spaltöffnung in Catalpa ist aber gleich 

 einem Kreise von V^min Durchmesser, und da die 

 Versuche ein starkes Wachsen der Geschwindigkeit 

 bei abnehmender Oeffnung ergaben , so bieten die 

 oben als nothwendig aus der Hypothese sich ableiten- 

 den Diffusionsgeschwindigkeiten keine Schwierigkeiten 

 mehr. 



Bezüglich der Assimilation der Pflanzen bildet ein 

 interessantes Problem, in welchem Grade das grüne 

 Blatt die einfallende Strahlungsenergie absorbirt und 

 umwandelt. Bekannt ist, dals die in den Assi- 

 milationsproducten aufgespeicherte Energie nur ein 

 sehr geringer Bruchtheil der das Blatt treffenden Ge- 

 sammtenergie ist; d. h. das Blatt ist eine Maschine 

 von sehr geringem Nutzeffect. Es war aber von 

 Interesse , genaueres hierüber zu ermitteln und die 

 Abhängigkeit des Nutzeffects der Maschine von der 

 Bestrahlung und dem C0.2_- Gehalte der Atmosphäre 

 festzustellen. 



Die beiden vom Blatte geleisteten Haupt- 

 arbeiten sind die Verdampfung des Transpirations- 

 wassers und die Reduction von Kohlensäure und 

 Wasser zu Kohlenhydraten. Zur Messung der 

 einfallenden Energie wurde Callendars selbst- 

 registrirendes Calorimeter benutzt, welches bei einem 

 Versuche mit einem Sonnenblumenblatte an einem 

 schönen Augusttage in directem Sonnenlichte die ein- 

 fallende Energie auf 600000 Cal. pro m 2 und Stunde 

 angab. Die stündliche Wassertranspiration betrug 

 275 cm 3 pro m 2 , und die assimilirten Kohlenhydrate, 

 aus der aufgenommenen C0 2 bestimmt, waren 0,8g 

 pro m 2 und Stunde. Zur Verdampfung von 275 cm 3 

 Wasser ist der Verbrauch von 166 800 Calorien er- 

 forderlich, und die endothermische Bildung von 0,8 g 

 Kohlenhydrat entspricht der Absorption von 320 Ca- 

 lorien. Das Blatt hat somit etwa 28 Proc. der ge- 

 sammten einfallenden Strahlungsenergie absorbirt und 

 in innere Arbeit umgewandelt, und zwar 27,5 Proc. 

 zur Wasserverdampfung und nur 1 / 3 Proc. zur Assi- 

 milation. — Im starken, diffusen Lichte arbeitet das 

 Blatt ökonomischer als im directen Sonnenlichte; ein 

 angeführtes Beispiel ergab eine Absorption und Ver- 

 werthung von etwa 95 Proc. der einfallenden Energie, 

 von der 2,7 Proc. für die Assimilationsarbeit ver- 

 braucht wurden. — Da die Kohlensäurespannung die 

 Assimilationsgeschwindigkeit, wie oben gezeigt, be- 

 einflußt, war auch eine Einwirkung derselben auf 

 den Nutzeffect zu erwarten. In der That ergab eine 



