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sind Dinge, die anßerlialb des Protoplasmas vor sich gehen. Die Assimilation erfolgt
aber im Protoplasma. Im Protoplasma ist aber CO, nicht existenzfähig, sondern wird,
wie wir bei der Atmung sehen, direkt entfernt. Das Protoplasma ist auf gasförmiges
C0.2 gar nicht eingerichtet, es würde dessen Spannungen erliegen. Aus CO2 muß
in der Pflanze erst etwas dort Existenzfähiges, das Protoplasma nicht direkt Zerstörendes
werden, d. h. es muß durch Umsetzungen mit Basen oder Wasser zu Karbonaten
oder — wie ich der Einfachheit wegen annehmen will — zu Hydrat, H2CO3, werden.
Die nach Kas sowit z ’ Ausdruck katabolische Zerlegung des CO, außerhalb
des Protoplasma, von der Ba y e r ausging, existiert nicht, sondern die Assimilation
oder Reduktion erfolgt in der Pflanze ebenso wie im Tiere metabolisch, wie der in
England schon längst geprägte Ausdruck lautet, eine fundamentale Erhebung, deren
erste Feststellung wir P f l ü g e r verdanken. Die Pflanze nimmt also wohl CO2 aus
der Luft auf, aber sie macht daraus erst durch einfache Umsetzung HjCOg, nnd das
haben die Botaniker früher instinktiv richtig erkannt, wenn sie zunächst mit dieser
Annahme auch mir die Einführung von Wasserstoff umgehen wollten. Die tatsächlich
metabolische Verarbeitung der Kohlensäure im Protoplasma bezw. im Chromophyllkorn
zeigt aber, daß diese Berichtigung der BAYERschen Hypothese tiefer begründet ist
und zwar chemisch und biologisch:
H,C03 = H -C 0 H - f - 0 2 .
Ist Wasserstoff irgendwie vorhanden, so würde man bei Anwesenheit von
Kohlendioxyd aber selbst katabolisch zu einer anderen Reduktion desselben kommen,
nämlich zur Ameisensäure:
I. CO2 - f H2 = H • COOH.
Aus dieser könnte man wieder durch weitere Einwirkung von Wasserstoff
katabolisch zu Formaldehyd kommen:
II. H . C 0 0 H y H 2 = H .C 0H - f -H 2O.
Aber man könnte auch nach einem von K önig in Pflanzen als vorkommend
nachgewiesenen Vorgänge durch eine metabolisch mögliche Umlagerung über Glyoxyl-
säure, also ohne Wasserstoifreduktion zu Formaldehyd gelangen:
I. 2H .C 0 0H = COH-COOH+ H2O.
II. COH . COOH = H . COH -|~ COg
Eine Reduktion von Kohlendioxyd durch Wasserstoft' ist demnach in der Pflanze
sehr unwahrscheinlich. Doch leugne ich die Möglichkeit für andere biologische Prozesse
nicht und bin zurzeit mit derartigen Versuchen beschäftigt, durch Wasserstoff eine
Assimilation von CO, und Karbonaten zu erzielen.
Da COj. im Organismus erst umgesetzt werden muß:
C;
0
0(
0
/H
\H
/OH
= 0 = C( oder eventuell = OHOR
< 0 H,
so kommt man zu einbasischen organischen Säuren, zu organischen Karbonsäuren
oder man könnte im letzten Falle das Kohlensäurehydrat als Oxy-Ameisensäure auffassen.
In diesen Fällen, die durch die Reaktionen der Salze als richtig erwiesen
sind, wird die überflüssige Annahme eines Eintrittes von Wasserstoff vermieden und
durch einfache Atomumlagerungen ersetzt, die metabolisch, d. h. im Protoplasma
selbst oder im Chromophyllkorn möglich und nachgeAviesen sind. Der „Kontakt mit
dem lebenden Assimilationsprotoplasma“, wie sich B okorny ausdrückte, wirkt dann
katalysatorisch beschleunigend, vielleicht bei Chlorophyll auch noch, nach W i e s n e r ,
der durch die Sonnenstrahlung bewirkte reichliche Zufluß der Mineralstoffe bei der
Trans])iration. Es wurde nämlich 1876 von W i e s n e r nachgewiesen, daß die Transpiration
durch das Chlorophyll im Lichte eine enorme Steigerung erfährt, und B rown
nnd E scombe fanden 1899, daß bei der Sonnenblume 28% von der Gesamtenergie
des auf die Blätter auffallenden Sonnenlichtes absorbiert und verwertet werden, von
denen nur 0,5 % für die Assimilation verbraucht wurden, wahrend 27,5 % der
Transpiration dienten. Bei den Chromophyllen der Wasserpflanzen kommt ferner in
Betracht, daß das Wasser selbst enorme Mengen der Sonnenenergie absorbiert und
den Pflanzen entzieht. Man erkennt daraus, daß der der COg-Assimilation oder
-Zerlegung dienende Teil der Sonnenenergie früher stark überschätzt wurde, daß das
Chlorophyll und die Chromophylle noch wichtige andere Funktionen zu erfüllen haben,
man weiß, daß farbloses Protoplasma durch die Sonnenstrahlen direkt getödtet wird,
während nach meinen Ermittelungen das gegen Sonnenstrahlen geschützte farblose
Protoplasma auch allein imstande ist, COg-Assimilation zn bewirken.
Nachdem ich dies vorausgeschickt habe, kann ich jetzt den von mir ermittelten
Fall der chemosynthetischen Assimilation von Kohlensäure bei der Nitrifikation noch
einmal kurz besprechen, weil die das erstemal von mir gebrachten Formeln, die nur
eine kurze Orientierung sein sollten, von einzelnen mißverstanden wurden, trotzdem
ich mich durch den Wortlaut gegen solche Mißverständnisse im voraus gesichert
hatte. Es macht dabei übrigens keinen Unterschied, ob die Kohlensäure frei als
Anhydrit vorhanden ist oder dem Ammoniumkarbonat entnommen wird, ob das
Ammoniak im kohlensauren Ammonium vorhanden ist oder von einem anderen
Ammoniumsalze stammt.
I. HsCOg ^H-COH + Og-
1. 6H-COH = C6Hi206-
- 1:: CeHlgOe HgO --- CgHqoOg-
Hiermit habe ich mich 1887 bereits eindeutig auf den metabolischen Standpunkt
gestellt und versuchte nnd versuche auch jetzt die Tatsache zu erklären, daß
ich in meinen Versuchen als Kohlenstoffquelle nur den Kohlenstoff der Kohlensäure
(als Karbonat oder frei) und als Reduktionsprodukt einen der Zellulose ähnlichen,
mikrochemisch nachweisbaren Körper hatte. Im Prinzip verläuft diese Phase bei
Photosynthese und Chemosynthese gleich und darf nicht ignoriert werden. Die Annahme
eines Eintrittes von Wasserstoff für die Reduktion kann demnach bei I.
entbehrt werden.
III
1. NH3 y 2O2 = HNO3 y H2O.
• f a ) 2 N H 3 y 3 0 2 = 2 H N 0 2 y 2 H 2 0 .
b jH N O g y O = H N 03.
Dieses sind die beiden Fälle, die bei der Nitrifikation als Energiequelle in
Betracht kommen können. Damit Avird eine Avichtige biologische Tatsache mit der
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