mI. '¡■'it
i
. ;
'n
' i'
Ml,,
IP
daß dieselben Agentien, wenn sie in scliwäcliei'eni Grade zur Wirkung gelangen, auch
Iiartielle Zerstörungen iirotoplasmatischer Teilchen unter Abgabe von Spaltprodukten
herbeiführen müssen, sondern man gelangt dadurch auch zn einem mechanischen Verständnisse
für die Wirkung der iihysiologisclien Reize, welche mit diesen ahgeschwächten
Agentien völlig identisch sind. Wenn man also die Stoffwechsel]irozesse nnd die mit
ihnen auf das engste vei-hundenen iihysiologischen Funktionen auf Synthese und Spaltung
der chemischen Einheiten der lebenden Substanz zurückfüln-en könnte, dann wäi'en
alle hypothetischen Vorstellungen von besonderen Kräften, welche die Stottümwand-
liingen in dem lebenden Oi'ganismns bewirken sollen, völlig übertlüssig geworden.
Ich habe mich nun in den bisher erschienenen drei Bänden meines biologischen
Werkes bemüht, in eingehender Analyse zn jirüfen, ob es in der Tat olme besondere
Schwierigkeiten möglich ist, die wichtigsten Lebenserscheiniingeii der Tiere und Pflanzen
ant Bildung und Zerfall der lebenden Substanz zurückzufüliren. Heute muß ich mich
aber darauf beschränken. Ihnen in gedrängter Kürze darzniegen, daß diese Möglichkeit
auch für die Assimilation der Pflanzen und ganz sjieziell für die Assimilation der
Kohlensäure besteht.
Niemand zweifelt daran, daß das Protoplasma der Pflanzen Kohlenstoff enthält
und jedermann weiß, daß die grünen Pflanzen unter natürlichen Bedingungen
heranwachsen und ungeheure Massen lebender Substanz heransbilden können, ohne eine
andere denkbare Kohlenstoffiiiielle als die Kohlensäure der Luft. Stammt aber aller
Kohlenstoff der grünen Pflanzen ans der Kohlensäure, dann sind nur zwei Möglichkeiten
denkbar. Entweder werden die Kohlenstoffatome der Kohlensäure zusammen
mit den Wasserstoffatomen des Wassers und den Stickstoff-. Schwefel-, Phosphor- und
anderen Atomen, die die Pflanzen ihren mineralischen Nahrungsstoffen entnehmen, nach
metaholischen Prinzipien zum Aufbau der chemischen Einlieiten des Protoplasmas
verwendet und alle nicht imotoplasmatisclien Teile der Pflanze, welche Kohlenstoff
enthalten, also Stärke, Zellulose, fette Öle, Asjiaragin, Eiweißstoffe, Enzyme etc. sind
Abspaltungsprodukte der mit Hilfe der Kohlensäure gebildeten Proto])lasmen; oder
man wendet sich der katabolischen Auffassung zu, und dann muß man es für möglich
halten, daß unter einem mysteriösen Einflüsse des lebenden Protoiilasmas Schritt für
Schritt anfsteigende Synthesen zustande kommen, ans denen zunächst die einfacheren
Moleküle der Säuren, der Kohlehydrate, der Fette, der aromatischen Verbindungen,
der Farbstoffe, dann die kompliziei'ter gebauten Eiweißstoffe mit Einschluß der
Fermente hervorgehen, bis endlich als Krönung des Gebäudes, als höchstes synthetisches
Produkt das labile und reizbare Protoplasma zustande kommt.
Wägt man nun diese beiden Möglichkeiten gegeneinander ab, so zeigt sich
VOI' allem, daß die großen Vorteile, welche uns die metabolische .Auffassung dei'
Lebensprozesse schon im allgemeinen bietet, auch dem Verständnisse des s]>eziellen
Vorganges, mit dem wir uns eben beschäftigen, in hohem Maße zugute kommen.
Denn die Kohlensäureassimilation ist dann nicht mehr etwas ganz Aiiartes, sondern
nur ein Spezialfall von assimilatorischer Verwertung sauerstoffhaltiger Baustoffe des
Protoplasmas nnd nicht einmal die der Assimilation des Kohlenstoffes vorhergehende
Losreißnng desselben von dem mit ihm verbundenen Sauerstoff wäre ein Novum,
weil auch Stickstoff, Schwefel, Rliosphor. Calcium, Eisen etc., wenn sie den neu zu
bildenden Molekülen cinverleibt werden sollen, vorerst ans der innigen Vterbindnng
mit Sauerstoff losgetrennt werden müssen, in dei' sie sich in den hochoxydierten
Nitraten, Sulfaten, Phosphaten, Kalksalzen und Eisenverhindungen. die der Pflanzo
zur Nahrung dienen, befunden haben. Denn da es niemand für denkbar hält, daß der
Stickstoff im Protoplasma in Form von Saliietersäure oder der Schwefel in Form von
Schwefelsäure enthalten ist, so muß der assimilatorischen Verwendung dieser Verbindungen
unbedingt eine Sauerstoffberaubung vorhergehen, und der Umstand, daß der
aus diesen Verbindungen abgetrennte Sauerstoff nicht, wie bei der Reduktion der
Kohlensäure, nach außen abgegeben wird, kann selbstverständlich das Zwingende
dieser Folgerung nicht im geringsten erschüttern. Nnr die Menge des bei der Reduktion
der Nitrate, Sulfate etc. frei werdenden Sauerstoffes bleibt hinter dem E rgebnis
der Reduktion der Kohlensäure (nnd des Wassers) bedeutend zurück, weil die
Zahl der zur Bildung der Protoplasmanioleküle notwendigen Kohlenstoff- nnd Wasser-
stoffatome die der anderen dazu verwendeten Elemente um so vieles übertrifft. Werden
also, wie bei den chlorophyllfreien Pflanzen, nur mineralische und sanei'stoffärmc
organische Vterbindnngen assimiliert, dann wird der gesamte Sauerstoff, der bei dei'
Reduktion der Assimilanden gewonnen wird, wieder zur Oxydation im Innern der
Pflanze verwendet und von einer Sanerstof'fansscheidung ist hier so.wenig die Rede,
wie bei den Tieren, obwohl auch hier Reduktionsprozesse, wenn auch in noch reduzierterem
Maßstabe, vor sicli gehen müssen.
Nur in einem wichtigen Punkte würde sich die assimilatorische Reduktion der
Kohlensäure von der der anderen sauerstoffhaltigen Nahi'imgstoffe unterscheiden, nämlich
durch die Notwendigkeit der Mitwirkung der Lichtenergie und der Vermittlung des
Chlorojfliylls oder anderer Chroinojihylle. Aber auch dieser Unterschied wäre kein
])i'inzi]iieller, weil auch die Assimilation aller anderen sauerstoffhaltigen Nahnmgstoffe
der Pflanzen (nnd auch der Tiei'e) nicht a l l e in durch die assimilatorische Energie
der schon vorhandenen Protoplasmamoleküle zustande kommt, sondern auch noch
einer anderen Energie bedarf, um die der Assimilation vorhergehende und offenbar
unerläßliche Trennung der Sanerstoft'bindung zu bewerkstelligen, nämlich der Wärmeenergie.
Wir wissen nämlich, daß Protoplasmawachstum weder bei Tieren noch
hei Pflanzen möglich ist, wenn nicht entweder durcli Wärmezufuhr von außen
oder durch innere Wärmebildnng ein gewisses Wärmeniinimum vorhanden ist, und
daß die Energie des Wachstums, also auch das Maß der assimilatorischen Synthese
mit der Steigerung der Temperatur bis zn einem gewissen Ojitimnm wächst. Während
aber für die Reduktion der Nitrate, Sulfate etc., dann für die Reduktion der Gruppe
HCOH der Zuckerstoffc und wahrscheinlich auch der Eiweißstoffe (welche als gesättigte
Verbindungen unmöglich als solche den komiilizierten Protoiilasmamolekülen
einverleibt werden könnten) die Wärmeschwingungen im Verein mit der assimilatorischen
Energie ansreiclien, kann die viel stärkere Bindung zwischen dem Kohlenstoff
und dem Sauerstoff offenbar von diesen Agentien, wenigstens bei den liölieren
Pflanzen, nicht überwunden werden und es müssen daher auch die Lichtschwingnngen