40 H. TAMiYA et al. VOL. 12 (1953) 



ZUSAMMENFASSUNG 



1. Beobachtungen an Chlorellakulturen zeigten, dass die Algenzcllen zwei verschiedene Formen 

 ini Laufe ihres Wachstums annehmen. Eine Form, die wir "dunkle Zellen" nannten, hat eine geringere 

 Grosse, grosseren Chlorophyllgehalt und eine starkere photosynthetische Aktivitat als die andere, 

 die wir als "helle Zellen" bezeichneten. Bei Beleuchtung wachsen die dunklen Zellen und verwandeln 

 sich unter wesentlicher Massenzunahme in helle Zellen. Wenn die letzteren reif sind, tragen sie Auto- 

 sporen (im Durchschnitt 6-7 pro Zelle) und platzen schliesslich unter Freisetzung der Autosporen, 

 welche dann dunkle Einzelzellen werden. Die Umwandlung von hellen Zellen in dunkle Zellen geht 

 niclit niit einer Zunahme an Masse einher und voUzieht sich nur unter aerobischen Bedingungen, 

 gleichgiiltig ob die Zellen sich im Hellen oder im Dunklen befinden. Die aus den hellen Zellen neu 

 erstandenen dunklen Zellen haben eine etwas geringere Grosse und enthalten weniger Chlorophyll 

 als die "aktiven" dunklen Zellen, in welche die ersteren sich rasch unter dem Einfluss von Licht um- 

 wandeln. 



2. Der Prozess der Umwandlung dieser beiden Zelltypen wurde getrennt unter verschiedenen 

 experimentellen Bedingungen untersucht und es wurde daraus geschlossen, dass (i) die Photosynthese, 

 obwohl sie von anderen Stoffwechselvorgangen begleitet ist, von denen der photosynthetische Prozess 

 im gewohnlichen Sinn unterschieden werden muss, das Hauptereignis bei der Umwandlung von dunk- 

 len Zellen in helle Zellen ist, und dass (ii) die Umwandlung von hellen Zellen in dunkle Zellen einen 

 lichtunabhangigen und aerobisch verlaufend anabolischen Stoffwechselvorgang enthalt, obgleich bei 

 Beleuchtung die Umwandlung ebenfalls von einigen photosynthetischen Prozessen begleitet ist. 



3. Der stationare Wachstumszustand und seine Beeinflussung durch die Lichtintensitat und 

 die Temperatur wurde eingehend untersucht und seine Geschwindigkeit wurde niit der Geschwindig- 

 keit der Photosynthese verglichen, unter Benutzung einer gemeinsamen Masseinheit, namlich des 

 Gewichts der pro Zeiteinheit und Gewichtseinheit der Zelle synthetisierten organischen Substanz. 

 Es wurde gefunden, dass bei schwachem Licht die Wachstumsgeschwindigkeit ausschliesslich durch 

 den photosynthetischen Vorgang bestimmt wird, wahrend bei starkem Licht die lichtunabhangigen 

 Stoffwechselvorgange mehr oder weniger bedeutend werden bei der Bestimmung der allgemeinen 

 Geschwindigkeit. Es wurde beobachtet, dass die relative Menge der dunklen und hellen Zellen in der 

 Kultur betrachtlich je nach den Kulturbedingungen schwankt und dass in der Tat der Anteil der dunk- 

 len Zellen bei schwachem Licht und hohen Temperaturen grosser wird. 



4. Gegriindet auf den oben erwahnten experimentellen Beweis wurden die folgenden Formeln ge- 

 geben, um den Verlauf der wahrend des Wachstums der Algen vor sich gehenden Ereignisse symbolisch 

 zu beschreiben, 



Licht Dunkelheit „ 



D > L L > iiB 



kp kj) 



in denen D und L die dunklen, bzw. hellen Zellen, kp die Geschwindigkeitskonstante der PhotosAm- 

 these mit der die dunklen Zellen in helle Zellen umgewandelt werden, kiy die Geschwindigkeitskon- 

 stante der Zunahme der Zellenzahl im Dunkelprozess, und n die Zahl der dunklen Zellen, die aus einer 

 hellen Zelle hervorgehen bezeichnet. Die auf dieses Schema gegriindete Kinetik des stationaren Zu- 

 standes fiihrte zu den Formeln, die die Gesamtwachstumsgeschwindigkeit und die relative Menge der 

 dunklen und hellen Zellen in der Kultur in Abhangigkeit (i) von der Lichtintensitat, (ii) der Geschwin- 

 digkeit des Dunkelprozesses und (iii) der Geschwindigkeiten der Photosynthese bei Lichtsattigung 

 und mit Licht als begrenzendem Faktor bezeichnen. Die Ubereinstimmung zwischen der Theorie 

 und der Beobachtung war im Grossen und Ganzen zufriedenstellend. 



5. Es wurde durch diese analytische Untersuchung gezeigt, dass der Dunkelprozess beim Algen - 

 wachstum einen bemerkenswert hohen Temperaturkoeffizienten hat, besondcrs im Bereich niedrigerer 

 Temperaturen. 



REFERENCES 



1 H. Tamiya, K. Shibata, T. Sasa, T. Iwamura, and Y. Morimuka, Monograph on Algal Culture, 

 Carnegie Institution of Washington, Publication No. 598 (in press). 



2 D. L Arnon, Am. J. Bat., 25 (1938) 322; Science, 92 (1940) 264. 



3 H. Tamiya, E. Hase, K. Shibata, A. Mitsuya, T. Iwamura, Y. Nihei, and T. Sasa, Monogyaph 

 on Algal Culture, Carnegie Institution of Washington, Publication No. 598 (in press). 



■* B. H. Ketchum and A. C. Redfield, /. Cellular Comp. Physiol., 33 (1949) 281. 

 ^ H. Tamiya and Y. Chiba, Studies from Tokugawa Inst., 6, No. 2 (1949) i. 

 " R. J. L. Allen, Biochem. J., 34 (1940) 858. 



Received February 25th, 1953 



