

Zehnter Jahrgang. 
2. Juni 1922. 
DIE NATURWISSENSCHAFTEN 

Heft 22. 

Photokatalysen in Pflanzen. 
Von Karl Boresch, Prag. 
Mannigfaltig sind die Wirkungen des Lichtes 
auf die Pflanze. Viele von ihnen sind bereits 
als photochemische Reaktionen erkannt, aber 
auch dort, wo ihr Wesen heute noch nicht auf- 
- gehellt ist, ist die Annahme lichtthemischer Um- 
 setzungen in dem chemisch so reaktionsfähigen, 
- labilen Substrat des Protoplasmas nächstliegend. 
Die Photochemie lehrte uns eine große Zahl 
photochemischer Prozesse kennen, darunter die 
wichtigen katalytischen Lichtreaktionen, denen 
- auch in der Pflanze eine große une Zu- 
~ kommt. 
Man pflegt von Lichtkatalysen zu sprechen, 
wenn in der Richtung der chemischen Kräfte 
verlaufende Reaktionen durch Belichtung be- 
schleunigt werden, und nennt einen Stoff, der 
nur jm Lichte auf den Ablauf eines chemischen 
Prozesses beschleunigend einwirkt, einen Licht- 
katalysator. Wenn man an dieser Begriffsfas- 
| sung festhalten will, muß man sich stets vor 
Augen halten, daß sich darunter sehr verschie- 
denartige Vorgänge verbergen. Schon die Ab- 
erenzung der Photokatalysen gegen die durch 
Temperaturerhöhung _ erzielbaren Reaktionsbe- 
schleunigungen bereitet Schwierigkeiten, weil 
das einstrahlende Licht zum Teil chemisch, zum 
Teil aber auch thermisch, also unter Umwand- 
Jung in Wärme absorbiert wird. Die Beschleu- 
 nigung eines chemischen Vorganges im Lichte 
"setzt voraus, daß er im Dunkeln mit geringerer 
| Geschwindigkeit verläuft, und wenn diese un- 
- mefbar klein ist, erhält man den Eindruck, als 
| ob der Prozeß erst durch Bestrahlung verwirk- 
| licht würde. Die Reaktionsbeschleunigung ist 
entweder durch einen von vornherein vorhan- 






































oder der Katalysator entsteht erst während der 
Reaktion, z. B. durch einen endothermen photo- 
De chemischen Prozeß; in diesem Falle kann seine 
- Bildung dem zu katalysierenden Vorgang koor- 
|- diniert und von ihm unabhängig sein, oder sie 
| ist der zu katalysierende Vorgang selbst oder ein 
- Teil desselben; dann wird der im, Lichte ent- 
| stehende Katalysator seine eigene Bildung kata- 
-lysieren, und wir können solche Prozesse als 
| Autophotokatalysen oder Autosensibilisierungen 
“bezeichnen; naturgemäß kann es dabei zu einer 
_. bedeutenden Mengenzunahme des Katalysators 
kommen. 
Ist der katalysierbare Vorgang an na für 
‚sich lichtempfindlich, so kann der vorhandene 
denen (oder eingeführten) Katalysator bedingt, | 
ken — chemischer Sensibilisator, z. B. zugesetzte, 
die Sauerstoffübertragung fördernde Mittel im 
photographischen Ausbleichverfahren oder etwa 
in einem photochemischen Prozeß entstehende 
Wasserstoffionen. Ist jedoch der katalysierende 
Vorgang selbst nicht photosensibel, dann muß 
der Katalysator der Träger der Lichtempfind- 
lichkeit des Systems sein, muß Lichtenergie ab- 
sorbieren — optischer Sensibilisator oder Photo- 
katalysator; natürlich muß auch er mit dem Sub- 
strat irgendwie chemisch reagieren, um die 
Lichtenergie auf dasselbe zu übertragen (Über- 
tragungskatalysen). Photokatalysatoren können 
aber auch einen an sich lichtempfindlichen Pro- 
zeß katalysieren und dann eine Verschiebung 
seiner Lichtempfindlichkeit in die von ihnen 
absorbierten Spektralbezirke bewirken. Das Ab- 
sorptionsvermögen der optischen Sensibilisatoren 
verrät sich häufig durch ihre Eigenfarbe und 
dureh ihre Fluoreszenz. Zu den Photokatalysa- 
toren zählt man das Chlor, gewisse Metalle und 
zahlreiche fluoreszierende organische Stoffe und 
Farbstoffe. Das Chlor kommt als photobiolo- 
gischer Katalysator nicht in Betracht, hingegen 
dürften gewisse Metallsalze und vor allem die in 
Pflanzen weit verbreiteten _ fluoreszierenden 
Farbstoffe eine namhafte Rolle als Lichtkatalysa- 
toren spielen. 
Auf die große Bedeutung der mineralischen 
Katalysatoren als Überträger der Lichtenergie 
im Organismus weisen die Befunde Neubergs 
hin, daß besonders Uransalze und die überall in 
den Organismen vorkommenden Eisenverbin- 
dungen, auch Mangansalze schon in minimalen 
Mengen und im diffusen Tageslicht, selbst bei 
Ausschluß der bekannt kräftig wirkenden 
ultravioletten Strahlen ‚eine ganz universelle 
Wirkung auf alle wichtigen Bausteine der 
pflanzlichen und tierischen Leibessubstanzen 
entfalten“. Bei dem heutigen Stande unserer 
Kenntnisse wäre es verfrüht, die Rolle des 
Eisens bei der Chlorophylibildung in der Pflanze 
schlankweg als die eines Lichtkatalysators anzu- 
sprechen. Tatsache ist aber, daß die meisten 
höheren grünen Pflanzen bei Eisenmangel den 
grünen Blattfarbstoff nicht ausbilden können; 
daß ihre sonst grünen Organe deshalb bleich, 
„ehlorotisch“ werden. Verf. konnte jüngst. zei- 
gen, daß sich die durch Eisenmangel hervorge- 
rufene Chlorose auch bei einer Spaltalge experi- 
mentell herbeiführen läßt. Wie ‘bei höheren 
Pflanzen läßt sich auch bei dieser Alge die Chlo- 
rose „heilen“; wenn man sie unter Zufuhr von 
Eisensalzen der Wirkung des Lichtes aussetzt, 
stellt sich wieder die normale Farbstoffbildung 
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