Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem GresamtgeMete der Naturwissenschaften. 



XXVI. Jahrg. 



20. April 1911. 



Nr. 16. 



Zur Physik biologisch-wichtiger Formände- 

 rungen und Bewegungen pflanzlicher Organe 

 bei Wasserverlust. 



Von Prof. Dr. C. Steinbrinck. 

 (Originalmitteilung.) 



Es handelt sich bei dem vorliegenden Gegenstände 

 ausschließlich um Vorgänge, die, wenn sie sich auch 

 zum Teil an lebenden Organen abspielen, dennoch von 

 den eigentlichen Lebensprozessen unabhängig sind und 

 sich auf rein physikalische Kräfte zurückführen lassen. 

 An der Erforschung des vorstehenden Themas seit 

 nahezu 40 Jahren vorwiegend beteiligt, folge ich einer 

 Aufforderung der Redaktion, indem ich in den folgen- 

 den Zeilen versuche, die hauptsächlichsten Allgemein- 

 ergebnisse dieses Gebietes in knapper, möglichst all- 

 gemeinverständlicher Form darzustellen und durch 

 einige Beispiele pflanzlicher Ingenieurkunst von über- 

 raschender Einfachheit und Vollkommenheit zu er- 

 läutern. 



Die hier in Betracht kommenden Erscheinungen 

 sind sehr mannigfach. Sie treten uns entgegen an 

 lebenden Organen, z. B. an Blättern von epiphy tischen 

 Bromeliaceen, von Gräsern, Farnen und Moosen, an 

 Asten von Moosen und Selaginellen , sowie an ab- 

 sterbenden oder toten Geweben, wie an den Ästen 

 der Jeriehorose, an Hüllblättern und Pappuskroneu 

 von Kompositenfrüchten, sowie an Samen-, Blütenstaub- 

 und Sporenbehältern. Sie dienen teils als Maßregeln 

 zum Schutze vor Wind und Sonne, teils stellen sie sich 

 uns als kleine Maschinen, z. B. als Wurf- und Bohr- 

 apparate dar oder sie sind als Flug- oder Saugwerk- 

 zeuge oder Streubüchsen u. dgl. ausgebildet. Immer 

 haben wir aber bisher im wesentlichen nur zwei Leit- 

 gedanken gefunden, die ihre Mechanik beherrschen. 

 Genauer gesagt, wir sehen in ihnen gewöhnlich das 

 eine oder das andere von zwei Konstruktionsprinzipien 

 vornehmlich verwirklicht und können daher mit 

 Kamerling (1898) diese Einrichtungen in 2 Gruppen 

 scheiden : Kohäsions- und Schrumpf ungsmechanismen. 

 Beschäftigen wir uns zunächst mit der ersten Gruppe. 



1. Kohäsionsmechanismen. Untersucht man 

 irgend welche saftigen Pflanzengewebe (aus Wurzeln, 

 Krautstengeln, Baumrinden, Laub- und Blütenblättern, 

 Früchten usw.) nach längerem Wasserverlust an mikro- 

 skopischen Schnitten, so findet man statt des regel- 

 mäßigen Maschennetzes des frischen Zustandes mit 

 einigermaßen geradlinig ausgespannten Zellwänden 

 (vgl. den Schnitt Fig. 1 a aus dem Stengelparenchym 



der Sonnenrose) ein krauses Gewirr verbogener und 

 zerknitterter Membranen, welche ganz unregelmäßige, 

 größtenteils stark verengte Lumina einschließen (Fig. 

 1 b). Weil die Deformation der Fig. 1 b sehr an die 

 Runzelfalten eingetrockneter Äpfel, Pflaumen usw. er- 

 innert und solche Früchte im Volksmunde schrumpelig 

 oder verschrumpelt genannt werden, so ist für jene Form- 

 änderung von Zellen der kurze Ausdruck „Schrumpfein" 

 vorgeschlagen worden und in Gebrauch gekommen. 

 Inwiefern sich „Schrumpfein" und „Schrumpfen" 

 unterscheiden, wird aus dem Späteren hervorgehen. 



Diese durch den Wasserverlust veranlaßt« Form- 

 änderung rührt nun nicht etwa vom Luftdruck her, 

 denn sie vollzieht sich in unvermindertem Grade auch 

 bei der Wasserabgabe im Vakuum. Wurden solche 

 Deformationen an lebenden Geweben beobachtet, so 

 pflegten die Botaniker die betreffenden Zellen bisher 

 als „kollabiert" zu bezeichnen, gleich als ob diese halt- 

 los in sich zusammengesunken wären, nachdem sie die 

 pralle .Saftfüllung verloren hätten. Daß dieser Aus- 

 druck aber unzutreffend ist, geht schon aus der Tat- 

 sache hervor, daß bei der „ Schrumpf elung" in manchen 

 Fällen Wände von beträchtlicher Dicke und Festigkeit 

 verbogen werden. Diese beweisen den starken Kraft- 

 aufwand, der zu ihrer Deformation nötig ist, bisweilen 

 sogar dadurch, daß sie schließlich wie gespannte 

 stählerne Federn elastisch zurückspringen. Ein Fall 

 solcher Art ist bereits in dieser Zeitschrift (1897, 

 S. 600) besprochen worden. Seitdem hat aber die For- 

 schung für eine Reihe von Fällen experimentell klar- 

 gestellt, daß es sich hierbei um die Wirkung von 

 Molekularkräften handelt, die sich in der Kohäsion des 

 flüssigen Zellinhaltes und in der Adhäsion desselben 

 an die umschließende Membran äußern. 



Hiernach kommt die Schrumpfelung folgendermaßen 

 zustande. Wenn in einer lebenden oder toten, von 

 flüssigem Inhalt (Protoplasma, Zellsaft, reinem Wasser) 

 ganz erfüllten, nicht zu dickwandigen Zelle das Vo- 

 lumen der Flüssigkeit abnimmt, so muß ihr die um- 

 schließende Membran ins Innere des Zellraumes nach- 

 folgen ; denn sie ist durch Adhäsion an die Oberfläche 

 derselben (oder an die Grenzmembran des lebenden 

 Protoplasmas) gebunden und das Zerreißen der Flüssig- 

 keit selbst ist durch deren Kohäsion verhindert ] ). 



Selbstverständlich sind es vorzugsweise die dünneren 

 Membranteile, die auf diese Weise in das Zellinnere 



') Dabei ist es physikalisch interessant, daß hohe 

 Kohäsionsleistungen unserer Flüssigkeiten selbst bei voller 

 Luftsättigung derselben vorkommen. 



