Summary
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1.
The transpiration in leaves of Bryophyllum daigremontianum exactly follows the changes in consumption of atmospheric carbon dioxide (caused by the Crassulaceen acid metabolism) during the light and dark periods. After removal of the epidermis no distinct rhythm in the course of transpiration can be observed any more, whereas the characteristic CO2 exchange continues in an unchanged matter. For this reason we assume that the changing rate of CO2 uptake from the atmosphere determines the concentration of carbon dioxide in the intercellular spaces of the leaves and in this way controls the opening of stomata.
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2.
CO2 uptake from the atmosphere in the light phase decreases faster than CO2 consumption in the dark when the plants are held under water stress conditions. At the endpoint CO2 is fixed only in the dark period. On the basis of the connection between CO2 uptake and movement of stomata we assume a closure of the stomata during the light period (since no extracellular CO2 is fixed). Since evaporation values in the light phase are high under natural conditions, this manner of gas exchange minimizes the loss of water during water stress conditions, and nevertheless guarantees a positive balance of carbon.
Zusammenfassung
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1.
Transpiration und CO2-Aufnahme zeigen bei Bryophyllum daigremontianum sowohl im Licht als auch im Dunkel völlige Gleichläufigkeit. Die charakteristische Kurve des CO2-Austausches (massive CO2-Aufnahme im Dunkel, teilweise Unterdrückung der CO2-Aufnahme im Licht) bleibt erhalten, wenn die Epidermis der Blätter entfernt wird. Der Rhythmus des Transpirationsverlaufes geht bei dieser Maßnahme verloren. Es wird deshalb angenommen, daß die mit dem CO2-Austausch verbundenen Abläufe des Säurestoffwechsels der Crassulaceen im Blattparenchym über die Kontrolle des CO2-Partialdruckes in den Intercellularen die Spaltöffnungsweite und damit die Transpirationsintensität in den einzelnen Phasen der Licht- und Dunkelperiode bestimmen.
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2.
Bei fortschreitender Austrocknung des Bodens wird die CO2-Aufnahme im Licht stärker eingeschränkt als im Dunkel. Als Endzustand ist CO2-Aufnahme ausschließlich in der Dunkelphase zu beobachten. Da die Transpiration mit der CO2-Aufnahme gekoppelt ist, wird in dieser Phase tagsüber (und damit zur Zeit erhöhter Evaporation unter natürlichen Bedingungen) stomatär kein Wasser abgegeben. Die Koppelung zwischen dem Säurestoffwechsel und dem Gasaustausch erweist sich somit als vorteilhaft im Hinblick auf die Kohlenstoff- und Wasserbilanz der Pflanze.
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Literatur
Beevers, H., M. N. Stiller, and V. S. Butt: Metabolism of the organic acids. In: F. C. Steward, Plant physiology, vol. IVB. New York and London: Academic Press 1966.
Bezuidenhout, S. J. P.: Physiologische Charakterisierung südafrikanischer Kultur-pflanzen unter Dürrebelastung. Diss. d. TH Darmstadt (D 17) 1964.
Boslan, G.: Zum Gaswechselproblem: Beweisführung zur gravierenden Bedeutung der Temperatur für Transpiration u. Respiration. Ber. dtsch. bot. Ges. 79, 385–400 (1966).
Kausch, W.: Beziehungen zwischen Wurzelwachstum, Transpiration und CO2-Gaswechsel bei einigen Kakteen. Planta (Berl.) 66, 229–238 (1965).
Ketellaper, H. J.: Stomatal physiology. Ann. Rev. Plant. Physiol. 14, 249–270 (1963).
Nuernbergk, E. L.: Über den zeitlichen Verlauf der Photosynthese bei Gewächshauspflanzen. Gartenbauwiss. 19, 391–398 (1955).
—: Weitere Beiträge zum Kohlendioxidstoffwechsel von Pflanzen mit diurnalem Säurerhythmus und von Lang- und Kurztagspflanzen. Mitt. Inst. allg. Bot. Hamburg 11, 206–232 (1957).
—: Endogener Rhythmus und CO2-Stoffwechsel bei Pflanzen mit diurnalem Säurerhythmus. Planta (Berl.) 56, 28–70 (1961).
—: Temperatur und Kohlendioxid-Stoffwechsel bei Bryophyllum daigremontianum Berg. Port. Acta biol. A 6, 298–358 (1962).
Nishida, K.: Studies on stomatal movement of crassulaceen plants in relation to the acid metabolism. Physiol. Plant. (København) 16, 281–298 (1963).
Ranson, S. C., and M. Thomas: Crassulaceen acid metabolism. Ann. Rev. Plant. Physiol. 11, 81–110 (1960).
Raschke, K.: Die Reaktionen des CO2-Regelsystems in den Schließzellen von Zea mays auf weißes Licht. Planta (Berl.) 68, 111–140 (1966).
Santarius, K. A.: Das Verhalten von CO2-Assimilation, NADP- und PGS-Reduktion und ATP-Synthese intakter Blattzellen in Abhängigkeit vom Wassergehalt. Planta (Berl.) 73, 228–242 (1967).
Spear, I., and K. V. Thimann: The interrelation between CO2-metabolism and photoperiodism in Kalanchoe. II. Effekt of prolonged darkness and high temperatures. Plant Physiol. 29, 414 (1954).
Wolf, J.: Der Diurnale Säurerhythmus. In: Ruhland, Handbuch der Pflanzenphysiologie, Bd. XII/2. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1960.
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Kluge, M., Fischer, K. Über Zusammenhänge zwischen dem CO2-Austausch und der Abgabe von Wasserdampf durch Bryophyllum daigremontianum Berg. Planta 77, 212–223 (1967). https://doi.org/10.1007/BF00385291
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF00385291