Über Zusammenhänge zwischen dem CO2-Austausch und der Abgabe von Wasserdampf durch Bryophyllum daigremontianum Berg

Abstract

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. 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. 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. 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.