Die technischen Leistungen der Pflanzen [Reprint 2020 ed.] 9783112335604, 9783112335598

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Verlag v o n Veit

C o m p , i n Leipzig, Marienstraße 18

Die Formen der Vergesellschaftung im Tierreiche Ein systematisch-soziologischer Versuch Von

DF. P. Deegener, Prof. der Zoologie an der Universität lierlin

Gr.-Qktav.

Geheftet M. 1 2 . 5 0 , g e b u n d e n M. 1 5 . —

O b w o h l es eine ganze R e i h e wissenschaftlicher und volkstümlicher S c h r i f t e n iiber T i e r g e s e l l s c h a f t e n u n d Tierstaaten gibt, fehlte es d o c h bisher an einem W e r k e , das wie das v o r l i e g e n d e die F o r m e n d e r V e r g e s e l l s c h a f t u n g d e r T i e r e v o n ihren einfachsten A n f ä n g e n bis zu ihrer vollk o m m e n s t e n A u s b i l d u n g v o n einem höheren S t a n d p u n k t e aus betrachtet und ordnet. D e e g e n e r hat es sich zur A u f g a b e gestellt u n d diese auch glänzend gelöst, die u n g e h e u e r e Mannigfaltigkeit des gesellschaftlichen Z u s a m m e n l e b e n s d e r T i e r e in seiner E n t w i c k l u n g u n d gegenseitigen A b hängigkeit darzustellen u n d so ein S y s t e m zu schaffen, d a s allen weiteren F o r s c h u n g e n auf diesem G e b i e t e als G r u n d l a g e dienen wird. D e r erste T e i l d e r A r b e i t behandelt die n u r durch äußere U m s t ä n d e bedingten „ a k z i d e n t e l l e n " G e s e l l s c h a f t e n , wie sie in den K o l o n i e n d e r B l a t t l ä u s e , d e n Z ü g e n d e r W a n d e r h e u s c h r e c k e und den W a n d e r u n g e n d e r L a c h s e a l l g e m e i n b e k a n n t sind. In d e m viel u m f a n g r e i c h e r e n zweiten T e i l w e r d e n die „ e s s e n t i e l l e n " Gesellschaften erörtert, bei denen die einzelnen Mitglieder g e g e n s e i t i g in einem g e w i s s e n A b h ä n g i g k e i t s v e r h ä l t n i s stehen, aus d e m sie j e d o c h m e h r o d e r w e n i g e r Nutzen ziehen, wie wir dies in d e r höchsten V o l l e n d u n g im A m e i s e n s t a a t sehen, d e r in vieler B e z i e h u n g mit d e r m e n s c h l i c h e n S t a a t e n b i l d u n g g e m e i n s a m e Z ü g e aufweist. D a s B u c h bietet j e d e m , d e r sich mit biologischen oder soziologischen F r a g e n befaßt, eine F ü l l e wertvoller A n r e g u n g e n u n d T a t s a c h e n . Ms ist f ü r jeden Gebildeten leicht lesbar. Dr. E n s l i n - F ü r t h ( F r ä n k . Kurier).

VerlagstevjervungszxjiscKlag

bis auf weiteres

3 0

Verlag

v o n Veit

&

Comp« Neu

in Leipzig,

Marienstraße

18

erschienen:

Grundriss der Zoologie Eine Einführung in die Lehre vom B a u und von den Lebenserscheinungen der Tiere für

Studierende

der Naturwissenschaften

und der

Medizin

Von

Otto

Steche

Prof. D r . med. et pliil., Privatdo/ent der Zoologie an der Universität Frankfurt a. M . Mit 6 A b b i l d u n g e n im Text und 40 mehrfarbigen Doppeltafeln

Gr.-Oktav.

G e h e f t e t M. 1 8 . — , g e b u n d e n

M. 2 3 . 5 0

So vorzüglich unsere Lehrbücher der Zoologie sind, so sind sie doch für den K a c t zoologen geschrieben und enthalten daher eine Menge von Tatsachen, aus denen der Fernerstehende das für ih n W i c h t i g e mit unverhältnismäßiger M ü h e hervorsuchen muß. A u s diesen Gefühl eines Bedürfnisses entstand der G r u n d r i ß d e r Z o o l o g i e , der bestimmt ist, eine E i n f ü h r u n g zu geben und der sich vor allem an solche wendet, die wie M e d i z i n e r ,

Lehramtskandidaten

und die S p e z i a l a r b e i t e r

wissenschaften, mehr eine klare Vorstellung als Einzelkenntnisse.

in den anderen Fächern der Natur-

der Hauptpunkte

dieser Wissenschaft

suchen,

Hugo de Vries, Professor der Botanik an der Univ. Amsterdam:

Die Mutationstheorie Versuche und Beobachtungen

über die

E n t s t e h u n g v o n A r t e n im P f l a n z e n r e i c h Zwei Bände.

Roy.-Okt.

G e h . M. 4 3 . — , g e b . in H a l b f r a n z M. 5 3 . —

E r s t e r B a n d : Die Entstehung der Arten durch Mutation. M i t zahlreichen A b b i l d u n g e n und acht farbigen Tafeln. ( X I I u. 648 S.) Gel). M . 2 0 . — , geb. in Halbfranz M . 25. Z w e i t e r B a n d . Elementare Bastardlehre. M i t zahlreichen A b b i l d u n g e n und vier farbigen Tafeln. ( X I V u. 752 S.) G e h . M. 2 3 . — , geb. in Halbfranz M . 2 8 . —

Befruchtung und Bastardierung V o r t r a g , g e h a l t e n in d e r 1 5 1 . J a h r e s v e r s a m m l u n g d e r h o l l ä n d i s c h e n G e s e l l s c h a f t d e r W i s s e n s c h a f t e n zu H a a r l e m . G e l l . M. 1.50

Die Mutationen und die Mutationsperioden bei der Entstehung der Arten V o r t r a g , g e h a l t e n in d e r a l l g e m e i n e n S i t z u n g d e r n a t u r w i s s e n s c h a f t l i c h e n H a u p t g r u p p e d e r V e r s a m m l u n g d e u t s c h e r N a t u r f o r s c h e r u n d A r z t e in Hamburg. Mit a c h t F i g u r e n . G e h . M. 1.40 V e r l a g s t e u e r u n g s z u s c K l a g b i s auf w e i t e r e s 3 0

0|,

Die

technischen Leistungen der Pflanzen von

R. H. FRANCÉ Direktor d e s Biolog. Institutes M ü n c h e n

Mit z a h l r e i c h e n

Leipzig

Abbildungen

im

Text

© Verlag von Veit & Comp.

©

1919

Alle Rechte, einschließlich dea Üborsetzungsreelits, v o r b e h a l t e n

Druck von Metzgei

¿n W i t t i g in L e i p z i g .

Vorrede. D^r n a c h s t e h e n d e Versuch, eine Ü b e r s i c h t des t e c h n i s c h e n

Könnens

der P f l a n z e zu s c h a f f e n , ist d a s zweite Glied einer K e t t e , die in ihrer Ges a m t h e i t d a s W e l t b i l d einer o b j e k t i v e n

Philosophie

darstellen

soil.

Von k e i n e m a n d e r e n F u n d a m e n t g e h t eine solche aus, als der u n m i t t e l baren G e w i ß h e i t des erlebten Seins, d a s n a t ü r l i c h in den E r l e b u n g s v o r g a n g u n d d a s „ E r l e b n i s " , den

I n h a l t des E r l e b e n s zerfällt.

Ihr P r o b l e m

n i c h t s a n d e r e s , als diesen S e e l e n i n h a l t m i t den Gesetzen dieses Lebens zu v e r g l e i c h e n .

ist

bewußten

Fallen sie z u s a m m e n , d a n n ist die denknotw'endige

E i n h e i t des Seins auf die sicherste, n ä m l i c h auf die u n m i t t e l b a r gewisse Basis g e b r a c h t . der Gesetze

Der E r l e b n i s i n h a l t aber ist n i c h t s a n d e r e s als die S u m m e

des Seins, m i t a n d e r e n W o r t e n der

Inhalt

aller

Natur-

w i s s e n s c h a f t im w e i t e s t e n S i n n e ; der E r l e b u n g s v o r g a n g dagegen deckt sich m i t d e r L e i s t u n g der Seele, m i t i h r e m S c h ö p f e r i s c h e n , letzten also m i t d e r S u m m e aller Die

Methode

gleichende.

der

Endes

Kulturleistungen.

objektiven

Sie m u ß eine

Reihe

Philosophie von

ist

demnach

vergleichenden

eine

ver-

Wissenschaften

s c h a f f e n , die noch n i c h t e x i s t i e r e n , u m die N a t u r auf eine

einheitliche

Formel zu b r i n g e n .

Dieser W e g w u r d e b e s c h r i t t e n n a c h m e h r e r e n

a r b e i t e n in m e i n e m

Grundriß einer

vergleichenden

Vor-

Biologie.1

A n d e r e r s e i t s m u ß t e der, sich aus dieser T ä t i g k e i t e r g e b e n d e M o n i s mus

d e r o b j e k t i v e n W e l t m i t d e m der s u b j e k t i v e n W e l t

Kultureinheit)

verglichen

werden.

Fallen

auch

diese

(der

großen*

beiden

zu-

s a m m e n , b e s t e h t e i n e ' I d e n t i t ä t d e r Gesetze v o n K u l t u r u n d N a t u r , d a n n m u ß es e r l a u b t sein, die M e t h o d e u m z u k e h r e n u n d v o n d e m O b j e k t auf das Subjekt zurückzuschließen.

So e n t s t e h t der H a u p t s a t z der o b j e k t i v e n

Philosophie, d a ß alles, w a s in in den o b j e k t i v e n Gesetzen e n t h a l t e n ist, auch E i g e n s c h a f t des S u b j e k t e s sein m u ß . 1

Erscheint bei Theod. Thomas-Leipzig in zwei Bänden.

Vorrede.

IV

D a s vorliegende W e r k g e h t n u n einen S c h r i t t w e i t e r auf d e m der

vergleichenden

zwischen

den

menschlichen

Forschung

und

versucht

technischen

Leistungen

Intellektes.

Welche

die

Parallelen

Fülle

von

Einsichten

w o n n e n w i r d , ist auf den f o l g e n d e n Seiten a b g e l e i t e t . auch

auf

allen

Seiten

hervorgeht,

zu

des P f l a n z e n o r g a n i s m u s

daß

ziehen

und

des

dadurch

ge-

D a ß a b e r aus ihnen

die o b j e k t i v e n

(Natur)-Gesetze

Wirklich m i t einer U n z a h l v o n s u b j e k t i v e n ( K u l t u r ) - L e i s t u n g e n

überein-

s t i m m e n , e r f ü l l t die obige F o r d e r u n g der o b j e k t i v e n P h i l o s o p h i e . k o n n t e sogar noch einen S c h r i t t w e i t e r g e h e n .

Weg

Man

W e n n alles, w a s in den

o b j e k t i v e n E r s c h e i n u n g e n v e r w i r k l i c h t ist, sich in den

Kulturleistungen

realisieren l ä ß t , d a n n müssen sich aus d e m T a t s a c h e n m a t e r i a l der Biologie E r f i n d u n g e n ableiten lassen. Und so ereignete es sich in der Geschichte der Philosophie z u m e r s t e n m a l , d a ß eine philosophische Theorie a m Beginn i h r e r L a u f b a h n d u r c h p r a k t i s c h e Erfolge g e r e c h t f e r t i g t w i r d .

Auf G r u n d m e i n e r biotechnischen

Theorien ließen sich eine A n z a h l t e c h n i s c h e r N e u e r u n g e n auf d e m Gebiet der O p t i k , N a h r u n g s m i t t e l p r o d u k t i o n , der M e c h a n i k , d e r S c h i f f s k o n s t r u k tionen usw. e r r e c h n e n , die d e m P a t e n t a m t e vorliegen

u n d der

Gemein-

n ü t z i g k e i t u n d der t e c h n i s c h e n P r a x i s zugänglich g e m a c h t w u r d e n . D a s vorliegende W e r k h a t also die F e u e r p r o b e d e r R i c h t i g k e i t seiner Ideen bereits b e s t a n d e n , b e v o r es d e r t h e o r e t i s c h e n B e u r t e i l u n g u n t e r l i e g t ; auf G r u n d seiner Ideen w u r d e unsere I n d u s t r i e bereits b e r e i c h e r t , u n s e r e Kultur praktisch gefördert. Das m a c h t mir Hoffnung, d a ß auch seinem

philosophischen

Kern

der Beifall n i c h t v e r s a g t bleiben w i r d . Es ist m i r eine a n g e n e h m e P f l i c h t , m e i n e r u n e r m ü d l i c h e n M i t a r b e i t e r i n , F r a u D r . A. F r i e d r i c h - H a r r a r ,

welche a u c h die I l l u s t r a t i o n

besorgte,

ferner der

meine

Arbeiten

Deutschen Bank,

die

Untersuchungen

und

eine Z e i t l a n g s u b v e n t i o n i e r t e , sowie d e m Verlag f ü r die t r o t z d e r schwierigkeiten g l ä n z e n d e A u s s t a t t u n g des W e r k e s zu d a n k e n .

R. H. France.

Zeit-

Inhalt. Seite

I. Einleitung

1

II. Ingenieurleistungen der Pflanze . . . .

9

III. D i e chemischen Leistungen der P f l a n z e . 1. Der V o r g a n g der Lösung . 2. Das Umrühren von Lösungen

.

.

63

. .

65 69

3. Die Kristallisation 4. Die Sublimation im Pflanzenreich 5. Die Herstellung von Kolloiden

.

74 78

.

. . . .

82

6. Die Anwendung der osmotischen Gesetze . 7. Die Aufbewahrung chemischer Stoffe 8. Die Entleerung aufbewahrter Stoffe . . 9. Kondensieren und Destillieren . 10. Elektrolytische Vorgänge . . 11. Oxydierende Operationen . 12. Reduzierende Operationen

' 97 106 117

.

. . . . .

120 127 128 130

.

13. D i e Produktion von W ä r m e

132

14. D i e Produktion von Licht durch die Pflanze

141

15. Analytische und synthetische Vorgänge in der Pflanze 16. Die Autoregulation

.

144

der chemischen V o r g ä n g e in der Pflanze

148

IV. D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle V . Schlußzusammenfassung Register...

.

.

. .

. .

.

152

.

262 269

I. Einleitung. Seitdem vor nun mehr denn h u n d e r t J a h r e n L a m a r c k w i c k l u n g s g e d a n k e n in die W i s s e n s c h a f t v o m durch in

ihn

der

eine U m w ä l z u n g

Geschichte

der

in D e n k e n

Menschheit

Leben

und

bisher

den

Ent-

e i n f ü h r t e , h a t sich

L e b e n vollzogen, eigentlich

nur

wie sie

einmal

da-

gewesen ist, d a m a l s n ä m l i c h , als d e m a n t i k e n N a t u r - u n d Lebensbegriff jene

Logoslehre

Verdünnung

entgegengesetzt

und,

merkwürdigerweise

Weltabschnitt des Mittelalters Mit

vollzogen

volkstümlich

geltend

gemacht

wie

und

hat

in

zugleich sich

mit der

begonnen,

die

einer

volkstümlichen

Vertiefung

den

neuen

einleitete.

der E n t w i c k l u n g s l e h r e

Umgekehrte sagen

wurde,

fast

verdichtet

in

einem

christlichen sofort

sich

gewissen

Idee.

hat

ihre p r a k t i s c h e n

erst

seitdem

ganz

einer in alle T i e f e n des D e n k e n s h i n a b s c h ü r f e n d e n

Sinn

Sie

das sozu-

Wirkungen langsam

zu

Philosophie.

W i e ein p h a n t a s t i s c h e s B i l d e r b u c h r e i ß t sich m i t solcher B e h a u p t u n g die K u l t u r g e s c h i c h t e d e r l e t z t e n h u n d e r t J a h r e a u f .

Seitdem der E n t -

w i c k l u n g s g e d a n k e a u s g e s p r o c h e n w a r u n d , w e n n a u c h n u r auf Gebiet,

einigermaßen

Menge v o n ergriffen. daß

wahrlich die

Simonismus, seit

wirkte,

wurde

Entwicklungslehre der

1815,

Vater

alsbald

w i s s e n s c h a f t l i c h erhellten

E s ist doch k e i n Zufall, d a ß L a m a r c k

auch

Einfach übertragen es

überzeugend nicht

des

der

Politik,

Sozialismus,

eine

Köpfen

breite

von

der

Saint-

Frankreich

stammt.

in die P o l i t i k w a r der E n t w i c k l u n g s g e d a n k e ,

eigentlich

schon

ihm

Franzose war und

nämlich

aus

engstem

s e i t 1796 eine soziale

Forderung,

wenn eine

Demokratie und einen Liberalismus gab. J e n e b e s c h e i d e n e n H a n d w e r k e r u n d kleinen L e u t e des H a n d e l s , in deren

Brust

damals das

Empfinden

zwingend

wurde:

die W e l t

kann

n i c h t i m m e r so bleiben, alles m u ß v o r w ä r t s g e h e n , alles m u ß sich e n t wickeln, sie h a t t e n n a t ü r l i c h keine A h n u n g von i r g e n d w e l c h e n biologischen Fr aneé,

D i e E r f i n d u n g e n der P f l a n z e n .

1

2

Einleitung.

Gesetzen, von L a m a r c k und Philosophie, nur ihre Führer, ein Simon,

Enfantin,

Fourier

und

Saint-

L o u i s B l a n c wußten d a r u m , und

für sie war es angewandte Naturwissenschaft, wenn ihnen als Ideal vorschwebte, „allen Menschen die freieste E n t f a l t u n g ihrer Fähigkeiten zu sichern". Durch sie und ihre englischen und deutschen Nachtreter war längst eine praktische Entwicklungstheorie ins Volk getragen, der Boden mit Keimen bepflanzt,

als endlicfi D a r w i n

Naturforschung aus den

und H a e c k e l von seiten der

fallengelassenen Faden

aufnahmen.

Es wäre

interessant, nachzuforschen, ob dies nicht unter dem Einfluß der Zeitströmung geschah.

Längst h a t t e man das Schlagwort freie Entwicklung

auf den Straßen ausgeschrien, Entwicklung als Losungswort in Volksversammlungen

ausgegeben

und

damit

zwei

politische

Parteien,

den

Liberalismus und die Demokratie, ins Leben gerufen. Nach Entwicklung drängte man in Handwerkerstuben und war längst verwirklicht,

Handelskontoren,

Entwicklung

in vollem Gange, als die Naturforscher endlich

wieder entdeckten, d a ß es Entwicklung tatsächlich auch in der N a t u r gebe. So wurde das Paradoxale zur Wirklichkeit: Zuerst war die „populäre" Bewegung, die kulturelle W i r k u n g da, d a n n erst erschien die wissenschaftliche Idee, aus der sie gerechtfertigt werden sollte. Wenn man meinem Gedankengang folgt, versteht man das bisher Unverständlich«, Siegeslauf

warum

durchmaß,

Darwin-Haeckels

f ü r den

es in

der

Entwicklungslehre

Geistesgeschichte

einen

kaum

ein

Gegenstück gibt. 1859 t r a t D a r w i n auf, im J a h r e 1859 t r a t H a e c k e l f ü r ihn ein, und schon fünf J a h r e später war die E n t f l a m m u n g der Geister allgemein. Sogar wir Jüngeren, die wir uns die Begeisterung und Aufwallung dieser längst vorübergelebten Zeiten nur aus ihrem gedruckten schlag mühsam wiederherstellen, erhalten daraus noch einen

Niederüberwäl-

tigenden Eindruck, wie allgemein dieser TaumeJ war und bis in welche Tiefen eine wissenschaftliche Idee die Menschenseele aufzuwühlen vermag. Binnen wenigen J a h r z e h n t e n , eigentlich schon in einem, zwischen 1865—1875, war die evolutionistische beendet.

Wissenschaften

Es gab eine Entwicklungslehre in der Biologie, daneben aber

durchdrang nischen

Umwertung der

reformierend

Wissenschaften.

der Er

Entwicklungsgedanke verhalf

der

auch

Menschheit

zu

die einer

anorganeuen

Einleitung. Wertung

der. Vorgänge

im

Himmelsraum,

3 er schuf

eine

Kosmogonie

und eine Erdgeschichte, die den Erdball und den Menschen

einordnet

in einen großen Sinn des Seins; er schuf uns in der Chemie ein neues System der Elemente, er griff wie ein Flugfeuer an allen Grenzgebieten über das rein

Naturwissenschaftliche hinaus, gab der

Forschung

Mut, nach einer Prähistorie des Menschen zu suchen; in der

den

Geschichte

legte erst der Entwicklungsgedanke dem Werden und Vergehen der Völker den erhebenden

Sinn des per aspera ad astra un-ter.

Kulturgeschichte

wurde eine Entwicklungslehre, Sprachwissenschaft entdeckte neue

Pro-

bleme u n t e r diesem Zeichen; das ganze praktische Leben wurde reformiert u n t e r dem Zwange von Schlagworten wie etwa, d a ß schon

Still-

stand Rückschritt sei, und d a ß alles obligatorisch sich „entwickeln", das heißt schon in kurzen Zeiträumen dem Gesetz der Moden unterworfen werden müsse — worüber man ja seine eigenen Gedanken haben kann. Und dennoch

....

Dieser Sieg des Entwicklungsgedankens ist nicht vollkommen.

Wohl

zweifelt niemand mehr daran, d a ß Entwicklung Weltgesetz sei, es g i b t aber eine Menge Gebiete,

auf d e n e n m a n dieses G e s e t z

nicht

a n w e n d e t . Nicht weil man triftige Gründe h a t dazu, sondern weil man . . . meine Feder stockt, je länger ich an diesem P u n k t e nachdenke und schließlich finde ich doch keinen anderen Grund als den, d a ß man es vergaß, den Entwicklungsgedanken ganz zu Ende zu denken. Um es gleich klar herauszusagen, was hier gemeint ist: man geriet vielfach in falsche Perspektiven. stehendes

zu

sehen,

Der uralte D e n k z w a n g ,

verführt

immer

wieder,

alles

nur

Be-

Seiende

w o h l a l s G e w o r d e n e s zu w e r t e n , n i c h t a b e r a l s e i n W e r d e n d e s ! Zu schwer kann sich der Geist des Menschen damit befreunden, d a ß der Sinneneindruck nur ein P u n k t

einer unendlich langen L i n i e sei,

die ebensoweit hinausstrebt in unerkennbares Dunkel, wie sie aus dem Gräu einer Vergangenheit zu unseren Sinnen heranreicht.

Stolz erfüllt

den modernen Menschen, seine K u l t u r mit der von längst vergangenen Zeiten zu vergleichen; fast u n f a ß b a r dagegen d ü n k t es ihm, d a ß das Heute gegenüber dem Künftigen notwendigerweise ein elender und s t ü m p e r h a f t e r Anfang ist; ganz außer dem Bereich des gewohnten Denkens aber ist es ihm, d a ß im Heute schon, a u ß e r seinem Willen und Bewußtsein, alle die K r ä f t e wirksam sind, aus denen sich das Kommende, die Steigerung, erbaut! 1«

4

Einleitung. Hier aber greifen wir a n s H e r z d e r W e l t g e s c h i c h t e selbst.

D a s Goetlie-

sche W o r t : Man g l a u b t zu s c h i e b e n u n d wird g e s c h o b e n , u m s c h r e i b t dieses t i e f s t e P r o b l e m aller Auf

Geschichtsphilosophie.

diese W e i s e

vollzieht

sich

jedes g e s c h i c h t l i c h e

Werden.

Aus

einer u n e r k e n n b a r e n Tiefe s t e i g e n die Ideen auf, welche v o n den f ü h r e n d e n Geistern aller G e b i e t e in T a t e n u m g e s e t z t w e r d e n .

Als

Inspiration

u n d G ö t t e r g e s c h e n k e m p f i n d e t sie d e r allegorisierend d e n k e n d e

Künstler,

als G o t t e s G n a d e d e r T h e o l o g e , als A u s f l u ß s e i n e r m a c h t w o l l e n d e n

Per-

s ö n l i c h k e i t der H e r r s c h e r u n d S t a a t s m a n n , als g e n i a l e n Einfall u n d blitzartige

Erleuchtung

der

Erfinder,

als A x i o m

und

intuitive

Erkenntnis

d e r k ü h l w ä g e n d e w i s s e n s c h a f t l i c h e Geist, alle z u s a m m e n a b e r als e t w a s Schöpferisches, das

von

uns

unser Verstand

und

nicht

Erzwingbares,

unser

Wille

sondern

dann

nur

uns

mehr

Gegebenes,

anwendet,

w e i t e r t u n d e i n o r d n e t in d a s g r o ß e G e f ü g e des s c h o n b i s h e r

er-

Erreichten.

U n d so ist zu j e d e r S t u n d e die S c h ö p f u n g u n s e r e r K u l t u r im Gange. S t e t s w i r k t sich a u c h des M e n s c h e n g e i s t e s lebendig Kleid, o h n e d a ß er sich dessen b e w u ß t , sogar o h n e d a ß sein Willen d a r a u f g e r i c h t e t ist. Auf diese Weise g e h t die E n t w i c k l u n g des M e n s c h e n s t ä n d i g w e i t e r . U n d es ist wohl eine d u r c h a u s e r l a u b t e Ü b e r t r a g u n g , a n z u n e h m e n ,

daß

a u c h die E n t w i c k l u n g ü b e r h a u p t , sowohl des O r g a n i s c h e n wie d e s W e l t g a n z e n , auf gleiche W e i s e Kern

dieser

stets

Betrachtung

am

W e r k e ist, d a ß

zurückzukehren,

s t e t s zugleich ein s t ä n d i g W e r d e n d e s Dies

ist

der

Kern

alles

dessen,

also,

wirklich

um

alles

auf den Lebende

ist.

was

ich

zu

sagen

habe,

die

l e b e n d e U r s a c h e dieses W e r k e s . W e r diesen g r u n d l e g e n d e n

S a t z anzweifeln k a n n , d e r m a c h e

mein

B u c h zu, d e n n es s t e h t u n d f ä l l t m i t i h m . W e r i h m a b e r b e i p f l i c h t e t , m u ß z u g e b e n , d a ß dieser S a t z in seiner praktischen g e w e r t e t ist.

Anwendung

eminent

fruchtbar

und

noch

gar

nicht

G a n z e W i s s e n s c h a f t e n r ü c k e n d u r c h ihn in n e u e

t u n g u n d zeigen im n e u e n Zusammenhänge.

Dies

gilt

L i c h t e a u c h eine Fälle b i s l a n g für

die

Geologie

ebensowohl

aus-

Beleuch-

unbekannter wie

für

die

Zoologie u n d Physiologie des M e n s c h e n , v o r allem a b e r gilt es f ü r die Wis§en§Q)iaft, die m i r a m H e r z e n l i e g t : die B o t a n i k .

Einleitung.

5

Die Pflanze wurde bisher stets als etwas Gegebenes betrachtet, viele Jahrzehnte hindurch sogar als etwas gegeben Konstantes. Dies war die Auffassung der Botanik des Linnéschen Zeitalters. L i n n é , und mit ihm seine Generation, hatte einen theologischen Begriff von der Pflanze. schöpferisch.

E r h i e l t sie f ü r g e s c h a f f e n , n i c h t a b e r f ü r

Es war daher völlig logisch und erfüllte vollkommen

die für ihn mögliche Aufgabe, wenn er sie damit umschrieb: Aufgabe des Botanikus sei die Registrierung Anfertigung eines

des Pflanzenbestandes

Übersichtsplanes, vulgo

und

Systems, mit dessen

die Hilfe

man aus dem ganzen Wirrwarr der Arten die einzelne, jeweils gewünschte leicht und sicher herausfinden könne.

Faßt man die Pflanze als unver-

änderlich in die Welt gesetztes Ding auf, so beschränkt sich unser Verhältnis zu ihr wirklich darauf, daß man sie beschreibt und zu unserem Nutzen verwendet. Dieser

Standpunkt

mußte sich jedoch

notwendigerweise

als man unter dem Einfluß der Entwicklungslehre

in dem

ändern, Gewächs

etwas Gewordenes sah. Der erste Botaniker, der mit diesem Auge auf die Pflanzen blickte, war G o e t h e , der bekanntlich aus Eigenem, wenn auch nicht ganz unbeeinflußt von L a m a r c k , eine Entwicklungslehre aufstellte. Und sofort erwachte in ihm der Drang, das Werden der Pflanze als den Kern ihres Lebens hinzustellen (seine Metamorphose der Pflanzen). E r war damit ein seiner Zeit vorauseilender Vorläufer, der so lange keinen Anhang fand, bis die Entwicklungslehre

durchgedrungen war.

Sofort entstand damit eine Fülle neuer Problemstellungen, eine neue Botanik: meister,

nämlich

die entwicklungsgeschichtliche

Richtung

S a c h s und ihrer Schüler, die den Jahrzehnten

der

Hof-

1860—1880

den Stempel aufdrückte. V o n da ab war Systematik und Floristik im alten Sinne ein überholter Standpunkt.

Die neue Fragestellung lautete bei allem von nun

an historisierend: Wie ist das, was ich sehe, geworden? Vor allem wurde diese Frage auf das System angewendet.

Es trachteten schon die Zeit-

genossen des L a m a r c k nach einem natürlichen System; immer wieder wurde es ausgesprochen: Wie kam die jetzt erkennbare Fülle von Pflanzenformen zustande, bis der Stammbaum der Pflanzenwelt aufgebaut w a r ? „Genetisch" hieß das neue Schlagwort.

Aus der bloßen Beschreibung

der Pflanzenteile wurde eine genetische Morphologie, die Organographie;

Einleitung.

6

die Frage des W o h e r ? verschwisterte sich mit der des W a r u m ? und machtvoll erblühte nun aus der Gestaltenbeschreibung die Kenntnis der Lebenserscheinungen (Ökologie) nach außen und nach innen (Physiologie). Es ist daher keineswegs gewagt, zu behaupten, d a ß alles, was den Stolz der Pflanzenkunde von heute a u s m a c h t : die physiologische Anatomie, die Organographie,

die biologische

Physiologie, in der genetischen

Betrachtungsweise

B e t r a c h t u n g ihre Wurzel und

und

die

zugleich

nährendes Erdreich hat". Aber

es gibt

zwei genetische

Betrachtungsweisen,

eine

histori-

s i e r e n d e , wenn ich sie so nennen darf, und eine a k t i v i e r e n d e , die Z u k u n f t hinaus weisende.

Die erstere fragt bei jeder

W a r u m und wie ist dies so geworden? sucht, entdeckt sinnvolle

man

W e n n man darauf die Antwort

Gesetze des Werdens,

Zusammenhänge,

in

Erscheinung:

kurz gesagt,

K r ä f t e und

den

ganzen

Fähigkeiten,

Wunderbau

von

Erfahrungen, der heute moderne Botanik heißt. Die aktivierende Betrachtungsweise dagegen hat eine andere Frage. N i c h t nach H e r k u n f t , nicht nach dem Einfacheren, sondern nach der Zuk u n f t fragt sie und sucht das den vorliegenden Erscheinungen Verwandte auf

den

Kräften das

höheren

Lebensstufen.

Sie

der Pflanze Werkzeuge,

Leben

der

P f l a n z e ein

steigerung,

die

Tätigkeit

solcher

Erweiterung

daher in folgender Weise: Einrichtung und Tätigkeit.

und Ich

sieht

in

die W e r t e

den

vorhandenen

schaffen,

Entwicklungsweg der

Pflanze

Steigerung

ein

zur

ihr

Lebens-

Versuch

des Daseins.

zu

Sie f r a g t

sehe an dieser Pflanze diese und

W a s soll d a m i t

ist

jene

erreicht werden, was wird

dadurch e r r e i c h t ? Nicht genetisch, sondern dynamisch d e n k t diese neue Art von botanischer Forschung, f ü r die die Aktivität, das in der Pflanze Ringende, das Belebte das wahre Problem ist. Dieser Weg ist bisher noch niemals beschritten

worden und

alle

weiteren Schritte, welche ich in diesem Buche wage, führen in ein Neuland des Wissens.

Sie werden daher mit der Nachsicht beurteilt werden

müssen, mit der man erste Versuche und Skizzen betrachtet. W a s ihnen aber an Festigkeit abgeht, ersetzen sie durch die h u n d e r t Aussichtspunkte, zu denen sie f ü h r e n , durch die neuen Forschungsmöglichkeiten, die sich nun erschließen, und die überraschenden Zusammenhänge, die sich nach allen Seiten hin eröffnen.

7

Einleitung. Natürlich ebensogut

wird diese n e u e A n w e n d u n g d e s E n t w i c k l u n g s g e d a n k e n s

n e u e W i s s e n s c h a f t e n n a c h sich ziehen, wie es seine

sierende Anwendung getan hat. auszumalen,

und

w a s sich

notwendigerweise Punkt

in d e n

E s ist zu f r ü h , sich d a s h e u t e

zudrängt,

ist so u n g e h e u e r ,

selbst b e s c h r ä n k e n m u ß .

Vordergrund

histori-

daß

schon

man

Ich will v o r l ä u f i g n u r

r ü c k e n , ' weil er m i r b e s o n d e r s

s c h e i n t u n d weil ich m i c h b e s o n d e r s b e f ä h i g t f ü h l e , ihn

sich einen

wichtig

er-

auszuarbeiten.

Die A k t i v i t ä t d e r Pflanze 1 , als P r o b l e m ist eigentlich d a s Biologische a n sich.

Dieser F o r s c h u n g s r i c h t u n g ist die v o r u n s in einem

bestimmten

Z u s t a n d s t e h e n d e P f l a n z e n u r ein D u r c h g a n g s p u n k t ; das eigentlich

Frag-

w ü r d i g e u n d d a u e r n d B l e i b e n d e , weil d u r c h die F o r t p f l a n z u n g s t e t s w i e d e r E r n e u e r t e , i s t die A k t i v i t ä t . studiert?

W o r a n wird sie e r k a n n t , an w a s w i r d sie

A n i h r e n L e i s t u n g e n , an d e m

Schöpferischen, jenem

Gegen-

s t ü c k zu d e m u n b e w u ß t A k t i v e n des M e n s c h e n g e s c h l e c h t s , a u s d e m wir v o r h i n den Begriff d e r w e r d e n d e n schöpferischen

Entwicklung abgeleitet haben.

L e i s t u n g e n d e r P f l a n z e n h a b e n l ä n g s t eine

g e f u n d e n u n d sind g e n e t i s c h liebevoll s t u d i e r t . passungen

Bezeichnung

Man n e n n t sie die

d e r P f l a n z e n , könnte aber ebensogut Erfindungen

Es ist d a s b u n t e , w u n d e r s a m g e w e b t e K l e i d , d a s sie a n h a b e n , ihre W e r k z e u g e , volle

Diese

ihre W a f f e n u n d

Verstrickung

Schutzmittel,

feinster Zusammenhänge,

die s c h ö n e

durch

An-

sagen. es sind

und

sinn-

die sie sich

nicht

n u r a m Leben e r h a l t e n , s o n d e r n a u c h alle L e b e n s r ä u m e e r o b e r t h a b e n , d a s Meer u n d die s ü ß e n W a s s e r bis in die lichtlosen T i e f e n , die

Festländer

im g o l d e n e n L i c h t u n d u n t e r d e r E r d e bis in den l u f t l e e r e n u n d d u n k e l e r s t i c k e n d e n S c h l a m m h i n a b , d a s L u f t r e i c h so g u t wie s o g a r d a s a n d e r e r L e b e w e s e n , d u r c h die sie schließlich die t a u s e n d f a c h K e t t e des L e b e n s a u s d e n f e r n s t e n Z e i t e n d e r

Erdgeschichte

Innere

gestaltete hinüber-

w e r f e n von e i n e m Äon z u m a n d e r e n , w e i t ü b e r u n s e r e n H o r i z o n t ,

viel-

leicht bis in die f e r n s t e n Z e i t e n . Diese A n p a s s u n g e n sind im n e u e n S i n n e , m i t d e m h i e r auf die P f l a n z e geblickt w i r d , g e l u n g e n e V e r s u c h e , d a s L e b e n zu e r h a l t e n u n d zu s t e i g e r n , alle seine M ö g l i c h k e i t e n Solche

Versuche

auszukosten.

sind

uns

Menschen

aber

aus

eigener

Erfahrung

n u r zu wohl b e k a n n t .

1

Ebenso zu bearbeiten ist die Aktivität der Tiere, beziehungsweise die des Plasmas als Einzeller und Organbildner.

8

Einleitung. Lebenssteigernde

Wertung

unserer

Daseinsmöglichkeiten

— diese F o r m e l ist s e h r wohl eine D e f i n i t i o n f ü r die m e n s c h l i c h e selbst.

Kultur

W a s will sie d e n n a n d e r e s , w a s soll d e n n i h r Z w e c k sein, w e n n

n i c h t die g r ö ß t m ö g l i c h e A u s w e i t u n g des Begriffes Mensch, d a s A u s k o s t e n aller e r w o r b e n e n u n d e r e r b t e n Möglichkeiten als T e c h n i k ,

künstlerisches

S c h a f f e n , W i s s e n u n d soziale O r g a n i s a t i o n d u r c h die g r ö ß t e

Erweiterung

u n s e r e r Sinne, w a s ist sie a n d e r e s als die S u m m e aller L e i s t u n g e n ,

Er-

findungen

das

und

Menschenwerke,

durch

die

das

Dasein

gesteigert,

Leben i n t e n s i v e r , e r f ü l l t e r , v o l l k o m m e n e r , reicher u n d t i e f e r g e w o r d e n i s t ? N u n — u n d hier t u n wir u n s e r e n e r s t e n w i r k l i c h e n Blick in d a s N e u land, das jetzt steigerung

entdeckt

durch

ist —

dieselben

Schöpferisches,

durch

Möglichkeiten

Leistungen,

einer

Lebens-

Erfindungen,

kurz

A n p a s s u n g e n h a t a u c h die P f l a n z e , so g u t wie d a s T i e r ! E s w ä r e also n i c h t sinnlos, v o n e i n e r „ K u l t u r w e l t " u n d e i n e r „ K u l t u r g e s c h i c h t e " der P f l a n z e n zu s p r e c h e n . Kulturmöglichkeit

postuliert.

Pflanzen

scheint

nannte,

das

Das,

Es ist hier eine a u ß e r m e n s c h l i c h e was

Gebiet

man

ihrer

bisher Anpassungen Kulturgeschichte

zu

der sein.

Und diese K u l t u r m ö g l i c h k e i t zu beweisen, sie begrifflich zu f a s s e n , sie auch in U m r i s s e n d a r z u s t e l l e n , ist d e r weitere I n h a l t dieses W e r k e s .

II. Ingenieurleistungen der Pflanze. Keine Frage s t e h t n u n so u n a b w e i s b a r und A n t w o r t heischend vor u n s wie die: W a s ist das A k t i v e in der P f l a n z e ? Ebenso

u n a b w e i s b a r ist a b e r auch

nur die Pflanzenteile, in denen

die A n t w o r t :

lebendes P l a s m a

Aktivität

vorhanden

zeigen

ist.

Also

steckt das A k t i v e im P l a s m a . Uni d a h e r

Leistungen

der ganzen

Pflanze

beurteilen

zu

können,

müssen u n s die des P l a s m a s an sich vollkommen klar sein. Hierüber gibt es eine Fülle von V o r a r b e i t e n . aufzuschlagen, u m zu e r f a h r e n , d a ß P r o t o p l a s m a molekularer

Eiweißverbindungen

ist,

so

Man b r a u c h t sie n u r ein Gemenge hoch-

kompliziert^

daß

man

heute

noch keine F o r m e l d a f ü r a n g e b e n k a n n . Dieser komplizierte Bau ist ü b e r a u s labil u n d der A b n ü t z u n g u n t e r worfen.

Er e n t h ä l t als b i n d e n d e s Glied das beweglichste aller E l e m e n t e ,

den Sauerstoff, der sich mit allen anderen E l e m e n t e n (die wenigen Ausn a h m e n [ F l u o r , Helium] zählen f ü r das Leben n i c h t ) v e r b i n d e t und d e m Leben nie fehlen k a q n , da es von s ä m t l i c h e n U r s t o f f e n am meisten verbreitet und in größter Menge v o r h a n d e n ist. E r d r i n d e sind

44—48%

a

" e r Gesteine der

Sauerstoff, ebenso 8 9 % des W a s s e r s u n d 2 3 % der L u f t .

Wegen dieser großen chemischen A f f i n i t ä t schlägt d a s Oxygen

un-

u n t e r b r o c h e n Brücken von V e r b i n d u n g zu V e r b i n d u n g u n d b e d i n g t eine unausgesetzte Auswechslung chemischer B a u s t e i n e u n d die N e u a u f n a h m e von Oxygen in diesen Betrieb. D a s n e n n t m a n A t m u n g u n d E r n ä h r u n g . Die A t m u n g ist die reine O x y d a t i o n , die E r n ä h r u n g h ä l t der bei solch raschem U m b a u u n v e r m e i d l i c h e n A b n ü t z u n g die W a g s c h a l e . A t m u n g und E r n ä h r u n g sind also e r h a l t u n g s n o t w e n d i g e ,

technisch

nötige Leistungen des P l a s m a s , u m dessen auf L e b e n s d a u e r u n v e r ä n d e r lichen chemischen Bau zu gewährleisten.

Ingenieurleistungen der Pflanze.

10

W i r wissen a b e r alle a u s E r f a h r u n g , d a ß dieser E r f o l g n i c h t auf die D a u e r v e r b ü r g t ist.

N i c h t n u r gegen ä u ß e r e Zufälle ist d a s P l a s m a oft

g e n u g wehrlos, es k a n n

auch

bei

normalem

schließlichen Zerfall n i c h t h i n t a n h a l t e n .

Ablauf

der

Dinge

Ihn n e n n e n wir T o d .

seinen

Chemisch-

t e c h n i s c h ist er n i c h t s a n d e r e s als ein A b w e i c h e n v o m n o r m a l e n

Stoff-

wechsel, in d e r S p r a c h e d e s B i o c h e m i k e r s ein A b b a u des E i w e i ß m o l e k ü l s . Diesem u n a b w e n d b a r e n zuwirken.

Zerfall v e r s t e h t n u n d a s P l a s m a

E s e n t z i e h t Teile d e r G e s a m t m e n g e

wechsel eine Zeit h i n d u r c h u n d e r h ä l t sie d a d u r c h am d e r übrige Teil d a h i n s i n k t u n d s t i r b t . mäßigen

Pausen

mit

den

a u s dem

entgegen-

dem i n t e n s i v s t e n Leben,

Stoff-

während

I n d e m es den V o r g a n g in regelLatenzleben

erwachenden

Plasma-

teilen w i e d e r h o l t , e r r e i c h t es, d a ß s t e t s l e b e n d e s P l a s m a d a ist, a u c h i m m e r ein Teil des P l a s m a s z e r f ä l l t . teile

nennen

wir

Geschlechtsprodukte,

Die l a t e n t l e b e n d e n die

absterbenden

P f l a n z e , Tier u n d M e n s c h , den g a n z e n V o r g a n g n e n n t m a n zung.

wenn

Plasniaheißen

Fortpflan-

Ihre N o t w e n d i g k e i t ist d u r c h die des T o d e s g e g e b e n .

So fließen T o d u n d

L e b e n eines a u s d e m a n d e r e n .

Um nun

aber

A t m u n g , E r n ä h r u n g u n d F o r t p f l a n z u n g a u s f ü h r e n und sichern zu k ö n n e n , m ü s s e n die „ M ö g l i c h k e i t e n " dieser B e t ä t i g u n g e n so a b g e w o g e n

werden

k ö n n e n , d a ß v o n zwei t e c h n i s c h a u s f ü h r b a r e n A b l ä u f e n i m m e r der fiir die

Erhaltung

günstigere

ausgeführt

wird.

Die

Umwelt

des

Plasmas

l ä ß t dieses n i c h t u n b e e i n f l u ß t , die p h y s i k a l i s c h - c h e m i s c h e n K r ä f t e wirken als a n z i e h e n d e r u n d a b s t o ß e n d e r Reiz, u m es jeweils in eine e r h a l t u n g s gemäße

Lebenslage

weglichkeit das

Plasma

kann.

zu

bringen.

Reizbarkeit

und

gelegentliche

Be-

n e n n t die W i s s e n s c h a f t die E i g e n s c h a f t e n , d u r c h die sich in e i n e r

großen

Zahl

von

„Weltkombinationen"

F ü r alle v o r k o m m e n d e n Fälle reichen beide n i c h t a u s .

erhalten

Die Kugel

t ö t e t d e n , d e n sie t r i f f t , d a s G e b i ß d e s R a u b t i e r e s b e r a u b t sein O p f e r des Lebens, d e r a u f s T r o c k e n e g e r a t e n e Fisch s t i r b t , so wie d e r Mensch o h n e L u f t e r s t i c k t , die d e n

Giften eines Schmarotzerpilzes

ausgesetzte

P f l a n z e v e r d o r r t , a b e r so t r e f f l i c h f u n k t i o n i e r e n Reizleben u n d B e w e g u n g , d a ß die U n g l ü c k s f ä l l e d e s L e b e n s die A u s n a h m e sind, d a s B e h a r r e n die Regel ist, u n d die r e c h t z e i t i g e F o r t p f l a n z u n g v o r d e m T o d e v i e l t a u s e n d m a l h ä u f i g e r gelingt, als d e n l e b e n s f e i n d l i c h e n M ä c h t e n ihr a b s o l u t e r

Sieg.

W e n n a u c h die I n d i v i d u e n b i n n e n w e n i g e n S t u n d e n o d e r J a h r e n

dahin-

s i n k e n , die F o r t p f l a n z u n g s k e t t e , die w i r a l s S p e z i e s b e z e i c h n e n ,

bleibt

viele

Jahre,

ja

ungezählte Jahrtausende hindurch,

j e d e n f a l l s so lange

11

Ingenieurleistungen der P f l a n z e .

b e s t e h e n , d a ß die Menschen einst fest davon überzeugt waren, sie sei ü b e r h a u p t ewig. Diese Reizbarkeit des Plasmas eröffnet uns aber durch den Gesichtsp u n k t , von dem aus wir sie hier betrachten, ihre ursprüngliche und wahre Bedeutung.

Sie ist ein Mittel zur E r h a l t u n g des Lebens, also dem Leben

zuliebe und weder vor noch nach dem Leben da. scheidende u n d regelnde K r a f t .

In ihr steckt eine ent-

Ihre Aufgabe ist, stets das „juste mi-

lieu" zu finden, von dem der Ablauf des Lebens a b h ä n g t .

Nicht nur

zu Bewegungen veranlaßt sie das P l a s m a , ' s o n d e r n sie regelt jeweils nach den von außen einwirkenden Umständen auch E r n ä h r u n g , A t m u n g und F o r t p f l a n z u n g , mit einem W o r t das Leben selbst.

Wie sein Lenker und

Herr schwebt es über allem, was „lebendiges Geschehen" heißt und veranlaßt

alle die tausend

p a s s u n g e n nennt.

Änderungen

und

Handlungen,

die

man

An-

Wie wir jetzt erkennen, zu keinem anderen Zweck,

als d a m i t das Plasma leben k a n n . P r i m u m est vivere — eine andere Philosophie hat das Leben nicht. Alles ist seinetwegen da. Leben h a t keinen anderen Zweck als das Leben. Alles Leben will Ewigkeit.

Und um sie zu erreichen, s c h a f f t es sich sein

Reizleben, s c h a f f t es sich seine K u l t u r . Aber es h a t keine absoluten K r ä f t e , sondern ist überaus b e s c h r ä n k t . Vor allem

durch

dann durch die

seine eigene Existenz und die darein gelegte Umwelt, das heißt durch

die technischen

Kraft,

Qualitäten

der vorhandenen Dinge, die es als Mittel zum Leben, als Material seiner Anpassungen v e r w e n d e n k a n n . Mit diesen Einsichten haben wir einen neuen und wichtigen Begriff gewonnen.

Die g e s a m t e Anpassungsfähigkeit, vulgo K u l t u r des Plasmas

ist beschränkt.

Nach innen und nach außen innerhalb der

und lebenssituationsmäßig gegebenen

Grenzen.

des

der

Lebens

sind

abhängig

von

Die g a n z e n

Physik

von der V e r g a n g e n h e i t , aus der das P l a s m a

und

technisch Wunder

Chemie

Denn was sich d a so leicht und ungezwungen vor unseren entwickelte, sind j a die W u n d e r des Lebens, jene v i e r Lebenserscheinungen

des

wegung und

Reizbarkeit,

menschlichen

Lebens gelten.

Stoffwechsels,

die als die

der

und

herkam. Augen

elementaren

Fortpflanzung,

Grundlage jedweden,

auch

Bedes

Längst sind wir gewohnt, die ganze un-

geheuerliche Komplikation der gesamten Lebensbetätigung, mag sie al K r a f t oder Blütenschönheit, als wunderbare Ausbildung von

Früchten

Ingenieurleistungen der Pflanze.

12 als

Herstellung

Pflanze

von

tödlich

miteinander,

feinen Giften,

oder

als

als

Kampf

Blutzirkulation,

von

Tier

und

geheimnisvoller

Ver-

d a u u n g s v o r g a n g , als u n b e g r e i f l i c h e r I n s t i n k t , als ü b e r d a s L e b e n h i n a u s g r e i f e n d e r G e s c h l e c h t s t r i e b , als f e i n s t e u n d r ä t s e l h a f t e

Geistesbetätigung,

als K u n s t t r i e b o d e r g a r als F l a m m e des G e n i e s u n s e r e n

Wissensdrang

reizen, n u r als E r w e i t e r u n g dieser vier E l e m e n t a r e i g e n s c h a f t e n d e r Lebewesen

aufzufassen.

Forschung same,

vom

In

einer f a s t

einfachsten

Folge

bis z u m

hat

die

gemacht.

Und

wenn

elementaren

Erhaltungstriebes

digen

der chemisch

setzung

des

Plasmas

Das

lang-

verständlich

erscheinen,

dann

die

notwendige

und

sind

und

Bedingung

zugleich

die

hochmolekularen wir

ziemlich

des

notwen-

Zusammen-

nahe

einer

G r u n d f r a g e aller Biologie, die d a

be-

lautet:

Leben?

Leben

Umwelt Diese

als

lockeren

sind,

f r i e d i g e n d e n A n t w o r t auf W a s ist d a s

die

wir j e t z t m i t R e c h t sagen k ö n n e n , d a ß u n s auch

Lebensbetätigungen

plasmatischen Folgen

moderne

Menschen

stufenweise Vervollkommnung der Lebensbetätigting

diese

die

lückenlosen

Plasmawesen

ist

also

im P l a s m a

Umwelt

für

unseren

ausgelöste

gibt nun

dem

Standpunkt

die

durch

Aktivität.

Lebensstoff

im

allgemeinen

folgende

Betätigungsmögliphkeiten: Das loidale erst

Protoplasma Lösung.

bei

allen seinen

setzungen jene

sind,

chemische

ist eine

Emulsion,

Als solche bedarf

korrekt

es zu seiner

L e i s t u n g e n , die v o r e r s t

des f ü r alle Verbindung

Gele der

benötigten

Gase

gesprochen

eine

E x i s t e n z , wieviel

zunächst

chemische

Lösungsmittels.

Wasserstoff

kolmehr

und

Um-

Das

ist

Sauerstoff,

die

g e m e i n h i n u n t e r d e m N a m e n W a s s e r b e k a n n t ist. D e s h a l b ist o h n e W a s s e r kein L e b e n möglich. trocknet, stirbt aufsuchen.

das Plasma

ab.

Das

Leben m u ß

W e n n d a s Gel einalso f e u c h t e

selbst b e s t e h e n .

N i c h t u m s o n s t h i e l t m a n schon seit des T h a i e s

d a s Meer f ü r die W i e g e alles L e b e n s . muß

n u r ein b e s t i m m t e r

tropfbaren Niederschlägen. möglich.

Minimalgehalt

Tatsache beschränkt.

an

oder

Landwesen

eine

mechanische

N u r soweit die E r d e a u c h l u f t - u n d

wasserhaltig,

d a s h e i ß t porös ist, b e h e r b e r g t sie

ist noch d u r c h

Garantiert

Wasserdampf

Es sind also W a s s e r - , L u f t - u n d

Die E x i s t e n z d e r l e t z t e r e n

Zeiten

Leben kann aber das Plasma unter

gewissen G a r a n t i e n a u c h in d e r E r d r i n d e u n d in d e r L u f t . werden

Medien

O h n e w e i t e r e s , a m s i c h e r s t e n k a n n der Lebensstoff im W a s s e r

Lebewesen.

Ingenieurleistungen der P f l a n z e .

13

B e s o n d e r s g e e i g n e t f ü r die P f l a n z e n b e s i e d e l u n g ist g e r a d e die G r e n z zone zwischen

Erdreich

und

Luft,

in d e r die P f l a n z e n

ein a m p h i b i s c h e s Leben f ü h r e n k ö n n e n , " m i t

gewissermaßen

den Wurzeln

eingetaucht

in d a s f e u c h t i g k e i t s f ü h r e n d e E r d r e i c h , in d e m sie in d e n Z e i t e n d e r N i e d e r schläge gleich einer W a s s e r p f l a n z e leben. freilich e i n e m

meist w e i t a u s

Mit d e n B l ä t t e r n ist die P f l a n z e

trockenerem

Medium

ausgesetzt,

das

ihr

m e h r W a s s e r d u r c h die V e r d u n s t u n g e n t z i e h t , als es ihr g i b t . Sie ist

demnach

in

einer

eine v e r w i c k e l t e t e c h n i s c h e

Situation

Aufgabe gestellt.

entzieht

ihr m e c h a n i s c h

(denn

Blättern

erfolgt

nach

an sich

zweifachen die

dadurch

Die o b e r i r d i s c h e

Verdunstung

physikalischem

und

von

und

Umwelt

Wasser

nicht

vor

aus

nach

den

biologi-

schem Gesetz) in a n d e r e n Mengen u n d zu a n d e r e n Z e i t e n W a s s e r , als es den

W u r z e l n zugänglich ist.

den

heißen

Stunden

die

So wird z. B. g e r a d e an s c h ö n e n T a g e n in

Wasserabgabe

ein

vollkommenes

Widerspie'l

d e r W a s s e r a u f n a h m e s e i n ; u m g e k e h r t ist bei R e g e n w e t t e r an den W u r z e l n ein Ü b e r f l u ß d a , dessen g r ö ß t e r Teil u n g e n ü t z t im Boden versickern m u ß , w ä h r e n d in d e n an sich m e i s t k ü h l e r e n

R e g e n s t u n d e n die

Verdunstung

auf ein M i n i m u m h e r a b g e s e t z t ist. A u f g a b e d e r l e b e n d e n S u b s t a n z ist h i e r w i e d e r die A u f r e c h t h a l t u n g eines

konstanten

Mittelwertes

der

Transpirationsökonomie

den v e r ä n d e r l i c h e n W e r t e n v o n Z u f u h r u n d

gegenüber

Abgabe.

In dieser B e d ü r f n i s l a g e b e f i n d e t sich v i e l f a c h a u c h d e r Mensch und hat

ihr m i t

abgeholfen.

einer

Reihe v o n

oft höchst

scharfsinnigen

die W a s s e r v e r s o r g u n g b e s o n d e r s e r s c h w e r t ist. zu Zeiten, d a a n d e r e größerer

und

Einrichtungen

Sein e i n f a c h s t e s Mittel w a r , die O r t e zu m e i d e n , an

E r siedelte sich b e s o n d e r s

H i l f s m i t t e l f e h l t e n , g e r n e in u n m i t t e l b a r e r

kleinerer

Wasserläufe

Bilder des D o r f b ä c h l e i n s , der

Stadt

Nirgends h a t er eine so b e r e d t e s u d e l u n g des w a s s e r r e i c h e n ergreifenden Menschenleere u m die Niloase.

denen

und am

Seen

an.

Die

F l u ß e , bezeugen

Nähe

liebvertrauten diesen

Trieb.

I l l u s t r a t i o n g e f u n d e n , wie in d e r

Nildeltas mit h u n d e r t der Einöden

Städten und

viele h u n d e r t

in

Kilometer

W o kein R a u m m e h r z u r Besiedelung u n m i t t e l b a r

Flusse blieb, leitete

man

d a s n u r allzu r a s c h e n t e i l e n d e

kostbare

Beder rings am Naß

in K a n ä l e , die eine w e i t e r e A u s d e h n u n g des „ L e b e n s r a u m e s " g e s t a t t e t e n . In d e r f l u ß l o s e n S t e p p e s u c h t e m a n sich des u n t e r i r d i s c h e n S t r o m e s der G r u n d w ä s s e r zu b e m ä c h t i g e n , i n d e m m a n ihn m i t B r u n n e n

anbohrte,

in d e n e n infolge des Gesetzes d e r K a p i l l a r i t ä t d a s W a s s e r h ö h e r s t a n d ,

Ingenieurleistungen der Pflanze.

14 d e n n im B o d e n s e l b s t .

Oder wenn

zu leben, d e r w e d e r B ä c h e n o c h

man

a n g e w i e s e n w a r , an einem Orte

Quellen, K a n ä l e u n d

Brunnen

besaß,

s a m m e l t e m a n d a s h i m m l i s c h e N a ß in Z i s t e r n e n f ü r die T a g e d e r T r o c k e n h e i t .

Besiedelung d e r F l u ß t ä l e r ist d a s einzige H i l f s m i t t e l des k u l t u r l o s e n M e n s c h e n ; will er sein L e b e n reicher e n t f a l t e n , will e r ü b e r w e i t e r e R ä u m e h e r r s c h e n , m u ß er K u l t u r e n t w i c k e l n .

Auf i h r e r p r i m i t i v e r e n S t u f e g r ä b t

Ingenieurleistungen der Pflanze.

15

er K a n ä l e , e r r i c h t e t er S t a u s e e n und Zisternen, s e n k t er B r u n n e n

ins

Land;_auf h ö h e r e m Niveau s c h a f f t er in R ö h r e n l e i t u n g e n W a s s e r in seine S t ä d t e , h e b t er d u r c h P u m p e n t i e f s t e h e n d e s W a s s e r , d u r c h

Hebewerke

das köstliche N a ß aus den Niederungen auf die H ö h e n , auf denen er lebt. Auch d a s P l a s m a ü b e r s c h r i t t die S t u f e der bloßen Besiedelung wasserreicher G e b i e t e ; es legte Zisternen an, es bildete Röhrenleitungen schuf

und

H e b e w e r k e und P u m p v o r r i c h t u n g e n , u m sein W a s s e r b e d ü r f n i s in

jeder Weise zu decken. Eine W a s s e r p f l a n z e b r a u c h t freilich keine solche Sicherungen.

Hier-

aus allein e r k l ä r t es sich, d a ß alle u n t e r g e t a u c h t e n Pflanzen n u r so weit wurzelartige Gebilde ausbilden, als es ihr, in fließenden Gewässern oder in

der

Brandungszone

erfordert.

wohlverständliches

Gegensatz zwischen Wurzel u n d Krone. (ich

erinnere

artige

Bedürfnis

nach

Festhaften

J e d e n f a l l s f e h l t hier der bei L a n d p f l a n z e n so ausgesprochene an

Entfaltung

die ihres

Beerentange Lagers

W e n n t r o t z d e m einzelne T a n g e

oder

an

Caulerpa

aufweisen, sogar

[ A b b . 1])

ganze

laub-

laubwaldartige

unterseeische T r i f t e n v o r t ä u s c h e n , so t r i t t u n s darin eine a n d e r e wertung

eines

Lebensreizes

entgegen,

nämlich

Assimilations-, also E r n ä h r u n g s b e d ü r f n i s s e s .

eine

Ver-

Befriedigung

des

W a r u m ist m a n noch n i c h t

auf den G e d a n k e n geraten, g e n a u e , vergleichende U n t e r s u c h u n g e n zwischen Gestalt u n d

Bau der

Tanglager anzustellen? erhalten,

was

an

den

Laubblätter und

blattartigen

Ausbreitungen

Man w ü r d e d a d u r c h s e h r lehrreichen ersteren

alles

der

Einblick

Transpirationsanpassung

ist.

Es

s t e c k t mit d a r i n in d e m P l u s an E i n r i c h t u n g e n , d u r c h die sich d a s L a u b b l a t t vor d e m T a n g b l a t t auszeichnet. Schon bei den ersten Algenformen, welche ü b e r d a s reine Wasserleben h i n a u s g e h e n , ist ein reiches S y s t e m w a s s e r s a u g e n d e r entbehrlich.

Fäden

Als Beispiel sei die reizende kleine B o t r y d i u m a l g e

un-

heran-

gezogen, ein birnförmiges, einzelliges, g r ü n e s P f l ä n z c h e n , d a s auf f e u c h t e m L e h m b o d e n K ö p f c h e n a n K ö p f c h e n aufstellt, die a b e r ihren prallen T u r g o r nicht b e w a h r e n k ö n n t e n , w e n n sie n i c h t m i t s e h r zahlreichen

Verzwei-

gungen sich der B o d e n f e u c h t i g k e i t b e m ä c h t i g e n w ü r d e n (Abb. 2 a). E s ist die technische F o r m der R ö h r e , die schon bei diesem einfachsten

Beispiel von

Pflanzenreich

dem

ebensowenig

Plasma geschaffen wurde wie von

der

menschlichen

im

ganzen

Technik

wieder

und

aufgegeben w u r d e , weil sie eben die v o l l k o m m e n z w e c k e n t s p r e c h e n d e ist. E s seien hier aus d e m weiten Gebiet der niederen P f l a n z e n w e l t 4 T y p e n

16

Ingenieurleistungen der Pflanze.

eingehender

betrachtet,

die uns das

technischen

Leistungen des Plasmas in dieser Hinsicht eröffnen mögen.

Als erster Vertreter sei Pilobolus

Verständnis crystallinus

f ü r die einfachsten

genannt (Abb. 2 b), der

Schleuderschimmel aus der Familie der M u c o r a c e e n ,

mit Wassersaugfäden.

als

erste

Pilobolus

Vertreter

der

(Leicht vergrößert nach der Natur.)

Algenpilze

den

Einzellern

ist ein ebenso niedliches Pflänzchen

Gewohnheiten feucht und

fröhnt.

die so ziemlich

Es lebt

auf

wie

Pferdemist,

noch es

nahestehen.

unappetitlichen

namentlich

wenn

er

breiig ist, und saugt daraus stickstoffhaltige Abfallstoffe.

Ingenieurleistungen der Pflanze.

17

Dadurch deckt sein Plasma zugleich sein Wasserbedürfnis. das Wasser a u f g e n o m m e n ?

Wie wird

Durch röhrige Fasern, die nach allen Seiten

hin in den Brei eintauchen und Wasser p u m p e n .

D a ß es sich um ein

P u m p e n handelt, geht daraus hervor, d a ß in dem kleinen, keulenartigen Stämmchen, in d e m die Pilzfäden zusammenlaufen u n d das man

den

Sporenträger n e n n t , ein noch ungemessener, aber höchst intensiver Wasserdruck herrscht. schimmernde

E r ist so stark, d a ß er kleine Tröpfchen Wasser wie

Perlen

aus

dem

Sporangium

herauspreßt,

so

daß

es

Abb. 2 b . Pilobolus crystallina, der mit dem geleiteten Wasser n a c h Art einer Wasserbüchse das schwarze Sporenköpfchen abschießt. (Leicht vergrößert nach der Natur.)

gewöhnlich fein b e t a u t i s t ,

wie ein Grashalm

(Abb. 2 b ) ; er steigert sich sogar dermaßen, d a ß

am

Herbstnebelmorgen

er schließlich die am

wenigsten widerstandsfähige Stelle, nämlich das Vorderende des Köpfchens sprengt, u n d , d a sich gerade dort die der Fortpflanzung dienenden Zellen befinden, diese eine gänze Spanne weit fortschleudert, nach dem Prinzip der D r u c k l u f t - oder Wasserbüchsen. Ein

anderer T y p u s f i n d e t sich bei fast allen W a l d b ä u m e n

Sträuchern verwirklicht. Franci,

und

Sie — vor allem gilt dies f ü r die Gruppe der

Die Erfindungen der Pflanzen.

2

Ingenieurleistungen der Pflanze.

18

K ä t z c h e n t r ä g e r , zu d e n e n die Eiche o d e r die Erle g e h ö r t — h a b e n

ein

g r o ß e s W a s s e r b e d ü r f n i s a n g e s i c h t s i h r e r reichen K r o n e , u n d besitzen d e m e n t s p r e c h e n d eine W a s s e r l e i t u n g in den zahllosen f e i n e n P i l z f ä d e n , d u r c h die ihre W u r z e l e n d e n auf d a s Zierlichste u m s p o n n e n w e r d e n . {Mykorrhizä)

nennt

der Botaniker

diese

artige T a t s a c h e

Pilzwurzel

und

w e i ß sie

n i c h t a n d e r s zu d e u t e n , als d a ß f ü r die g r o ß e P f l a n z e v o n d e r kleinen, feinverzwagten

mehr

Wasser

aus

k a n n , als sie i h m allein e n t z i e h e n

dem

Boden

aufgeschlossen

werden

könnte.

D a s R ö h r e n s y s t e m der Pilze ist eben u n g e m e i n l e i s t u n g s f ä h i g . für kennt

man

schmerzlich

einen

Beleg, d e r a u c h

genug ins

schwamm,

der

Gedächtnis

unheilvoll

den

Nichtbotanikern

geprägt

berüchtigte

wird.

Das tut

Merulius

Hier-

alljährlich der

lacrimans,

Hausdadurch,

d a ß er B o d e n f e u c h t i g k e i t bei T a g u n d N a c h t in t r o c k e n e H ä u s e r h i n a u f p u m p t , bis die B a l k e n faulig zerfallen u n d die f e u c h t e n

Stuben

unbe-

wohnbar werden. Allermeist f i n d e t die W e i t e r v e r b r e i t u n g dieses Pilzes d u r c h die W ä n d e statt, und

z w a r in

Form von Mycelsträngen.

Soweit diese n i c h t

dem

Holz d i r e k t a n l i e g e n , also b e s o n d e r s , soweit sie im M a u e r w e r k v e r l a u f e n , m ü s s e n sie v o n r ü c k w ä r t s e r n ä h r t w e r d e n .

Die L ä n g e der M y c e l s t r ä n g e ,

von d e r N a h r u n g s q u e l l e a b g e r e c h n e t , w i r d v o n H a r t i g auf ö f t e r s m e h r als 3 — 4 m a n g e g e b e n .

Mit i h r e r

Hilfe k a n n

der

Hausschwamm,

E t a g e zu E t a g e s t e i g e n d , ein g a n z e s H a u s , o d e r in die B r e i t e

von

gehend

m e h r e r e n e b e n e i n a n d e r gelegene H ä u s e r in allen Teilen b e f a l l e n . Merkwürdigerweise er

kein Wasser

lose

spaltet,

kann

hat,

einen

nun

welches

Teil

ihres

der

Hausschwamm

selbst

bereiten,

Kohlenstoffes

als K o h l e n s ä u r e u n d W a s s e r a u s s c h e i d e t . wirkt

besonders verderblich.

zweifellos g e m a c h t . 1 daß

eine

ganz

Mez

kleine

Hartig

wies

bei

dort,

indem

aufnimmt

und

er den

wo ZelluRest

So z e r s e t z t er d a s Holz u n d

und einem

Hausschwammkolonie

Mez haben Versuch binnen

diese

Tatsache

einwandfrei vier

Wochen

nach, aus

g e d ö r r t e n H o l z s p ä n e n 20 g W a s s e r h e r s t e l l t e . Die

merkwürdigsten

Anwendungen

dieser

technischen

a b e r h a b e n wir d o r t v o r A u g e n , w o sich s y m b i o t i s c h e hältnisse Bäume

ausbildeten,

o d e r g a n z sicher

wie

wahrscheinlich

bei d e m

bei

den

Mykorrhizen

Gemeinschaftsleben

u n d Pilzen in d e r L e b e n s f o r m d e r F l e c h t e n (Lichenes). 1

Vgl. C. M e z , Der Hausschwamm.

Dresden 1908.

Leistungen Lebensver-

zwischen

der Algen

Ingenieurleistungen der Pflanze. Um

den

Nichtbotanikern

unter meinen

e r l e i c h t e r n , will ich h i e r sowie im

19

Lesern

Folgenden

das Verständnis

z u n ä c h s t die f ü r den

g e b e n e n Fall n o t w e n d i g e n allgemeinen Vorkenntnisse

voraussenden.

D i e F l e c h t e n o d e r L i c h e n o m y c e t e n , wie m a n sie g e g e n w ä r t i g sind

fädige

einfangen

P i l z e , d i e einzellige

und

in

einem

h a l t e n , wie in e i n e m Stall.

Abb. 3.

ungescheut

oder fädige

etwas

entarteten

und

in

nennt,

Grünalgen

Gefangenschaft

Der B o t a n i k e r von h e u t e g e b r a u c h t h i e r f ü r

Querschnitt durch ein Flechtenlager mit Fortpflanzungsorganen und wasserkondensierenden Haaren. (Stark vergrößert. Original.)

den

Ausdruck

Domestikation.

die F ä h i g k e i t e i n e r k o m p l i z i e r t e r e n vorher

Spaltalgen Zustand

zu ge-

besaßen,

und

vermehren

Die A l g e n v e r l i e r e n

dadurch

F o r t p f l a n z u n g , w e n n sie e i n e s o l c h e

sich

nur

durch

Spaltung.

Sie

geben

d e n P i l z e n e i n e n Teil d e r d u r c h d i e r e d u z i e r t e F o r t p f l a n z u n g e i n g e s p a r t e n Nährstoffe ab und

erhalten von ihnen dafür Wasser und

saugte

wohl

Nährsalze,

auch

Stickstoff.

Durch

diese

damit

aufge-

Gegenseitigkeit

ist es b e i d e n m ö g l i c h , L e b e n s r ä u m e zu b e s i e d e l n , d i e i h n e n f ü r sich allein 2*

20

Ingenieurleistungen der Pflanze.

verschlossen

wären,

den

Pilzen

aus

Nahrungsmangel,

den

Algen

W a s s e r m a n g e l , s o w i e w e g e n d e r zu s t a r k e n E r w ä r m u n g u n d Denn

die

Flechten

Brettern,

Mauern

leben- d o c h und

Gebirge im prallen

bekanntlich

vor allem

auf

Baumrinden,

auf g a n z g l a t t e n

Sonnenschein

aus

Belichtung. trockenen

F e l s e n , d i e sich

auf 60° C e r h i t z e n ,

eine

im

Temperatur,

bei d e r alle a n d e r e n P f l a n z e n a b z u s t e r b e n p f l e g e n . Nachdem

w i r so d i e

Leistung erkannt

haben, wollen

wir nun

M i t t e l b e t r a c h t e n , d u r c h die d e r L i c h e n o m y c e t sie v e r w i r k l i c h t .

die

Wieder

ist es d a s P r i n z i p d e r R ö h r e , d a s im P i l z f a d e n A n w e n d u n g f i n d e t ; v o n weither

wird

mit

besonderen

Wasser herangeleitet. f ä d e n zu" e i n e m d i c h t e n der an

Kapillarität die

im

machen Innern

muß. des

Dadurch

des W a s s e r b e h ä l t e r s h a t hier ihr Vorbild. gallertige

Hülle.

wird

Flechtenlagers

wird eine zweite technische Leistung vollbracht. wasserspeichernde

Pilz-

Die

Gesetz

Wasser

bis Dort

Menschenerfindung

Spaltalgen

Vollgesogen

Sie g i b t d e n Zeilen n u r n a c h B e d a r f

das

herangesogen.

Die

mit dem

sie auf u n d h ä l t z ä h e i h r W a s s e r z u r ü c k in d e n heit.

(Rhizinen)

Filz, in d e s s e n f e i n e n R ö h r c h e n sich d a s

geltend

Algenzellen

„Wurzelhyphensträngen"

I m F l e c h t e n l a g e r s e l b s t v e r s p i n n e n sich d i e

besitzen Wasser

Stunden der

eine quillt

Trocken-

ab.

D e r F l e c h t e n t h a l l u s v e r w i r k l i c h t n o c h ein d r i t t e s t e c h n i s c h e s

Prinzip,

d a s a u c h in d e r T e c h n i k d e s M e e s c h e n k o m p l i z i e r t e A n w e n d u n g g e f u n d e n hat, a l s K o n d e n s a t i o n . wie s o l c h e bei v i e l e n

Die m e i s t e n u n s e r e r

Dampfmaschinen

Prinzip aus einem geschlossenen

in

Kondensationseinrichtungen, Gebrauch

R a u m , in d e m

sind, bestehen

der wirksam

im

gewesene

Abdampf durch K ü h l u n g niedergeschlagen wird, und aus den Vorrichtungen ( m e i s t s i n d es R ö h r e n ) z u m B e s c h a f f e n d e s K ü h l w a s s e r s u n d z u m f e r n e n d e s im K o n d e n s a t o r e n t s t a n d e n e n W a s s e r s . Bei

der

Folgendem Dem

Flechte

haben

wir

die

entsprechenden

Einrichtungen

in

Röhrengewirr

im

gegeben: Gasaustausch

der

Flechte dient das lockere

Markteil des Lagers, das m a n durch sog. Z y p h e l l e n

als H y p h e n g e w e b e

bezeichnet.

Es

m i t d e r A u ß e n w e l t in V e r b i n d u n g ; u n t e r

Name-n w e r d e n b e s o n d e r e L ü c k e n i m R i n d e n t e i l d e r F l e c h t e Hier'oder

Ent-

(Abb. 4.)

an der Unterseite des ganzen

nämlich Zellfäden, empor.

L a g e r s s t e h e n viele

steht diesem

verstanden. Röhrchen,

(Abb. 3.)

S i e - e n t s p r e c h e n d e n M e s s i n g r ö h r e n , die bei d e n g e s c h l o s s e n e n flächenkonderisatoren, wie m a n

sie z. B ; a n s t e h e n d e

Ober-

Schiffsmaschinen

Ingenieurleistungen der Pflanze.

21

gern anschließt, in den Kessel eingebaut, vom Abdampf umspült werden. Dieser „ A b d a m p f " ist im Falle der Flechte die feuchtigkeitsgesättigte atmosphärische Luft, die wärmer ist als die rasch verdunstenden, daher abgekühlten

Zellfäden.

Abb. 4. Aus

Bei dem

Kondensator

werden

sie mit

Kühl-

Geschlossener Oberflächenkondensator (Querschnitt).

den Sammlungen

des

Deutschen Museums

München.

wasser' gespeist.

An ihnen schlägt sich das Kondenswasser nieder.

unserem

abgebildeten - Oberflächenköndeiisator

oben

es abgelassen, die angewärmte L u f t o f t auch. 1 durch In unserer

Flechte -läßt

die

(Abb. 4) eine

Pflanze das - Kondenswasser

In wird

Luftpumpe. nicht

ab,

Ingenieurleistungen der Pflanze.

22

s o n d e r n es w i r d a u f g e n o m m e n v o m wird

Gallerteschlauch

d e r A l g e ; die

Luft

allerdings a u c h hier a b g e s a u g t d u r c h die Zyphellen. Die

Pflanze

dieselbe

hat

technische

also

die

Leistung

gleiche

Erfindung

vollbracht,

vor

a n g e w e n d e t wie d i e m e n s c h l i c h e K u l t u r . dabei nicht u m Ähnlichkeiten, dern

um

Identisches;

mäßigkeit

wird

das

angewendet

gleiche

annähernd

gleiche

Prinzip

bloße Analogien handelt,

Prinzip,

der

das

M a n b e a c h t e w o h l , d a ß es sich

nicht um

von

gemacht,

allem

ein

und

Pflanze und

dieselbe

vom

son-

Gesetz-

Menschen,

um

dieselbe W i r k u n g , n ä m l i c h die Herstellung von t r o p f b a r flüssigem W a s s e r aus

Wasserdampf,

zu

erzielen.

Was

sich

uns

theoretisch

in

Aussicht

stellte, wurde d a m i t zur Wirklichkeit. In

der

Flechte,

sowie

in

dem

Hausschwamm

und

Pilobolus

ist

zugleich ein H e b e w e r k e i n f a c h s t e r A r t g e g e b e n , d a s a u c h in j e d e r P f l a n z e n wurzel

vorliegt.

W e n n d i e t e c h n i s c h e D e f i n i t i o n d e r P u m p e l a u t e t , sie sei e i n e Vorr i c h t u n g , u m F l ü s s i g k e i t e n zu h e b e n o d e r in u n t e r D r u c k s t e h e n d e R ä u m e zu b e f ö r d e r n , ¿ 0 m u ß m a n d e r P f l a n z e d i e E h r e d e r

Pumpenerfindung

g e b e n , d e n n sie l e i s t e t i n d i e s e r B e z i e h u n g e t w a f o l g e n d e s : Im

indischen

kletternden Namen

Pflanzenbezirk

Palmen

Rotang

sind

durchsponnen,

(Calamus)

belegt,

die

die

Wälder

mit

von

dem

zahlreichen

gemeinbekannten

mit Widerhaken

auf

ihren

Blatt-

s p i t z e n sich l a n g s a m ü b e r alle a n d e r e n B ä u m e e m p o r z i e h e n u n d so s t a t t im

Düster

d e § T r o p e n w a l d e s , im

ihr Dasein genießen. wenige

Zentimeter

Spanisches

dicken

Sonnenglanz

des

Rohr nennt man

Stämme,

denen

man

südlichen im

es w i r k l i c h

s i e h t , d a ß sie auf i h r e m v i e l g e w u n d e n e n W e g e bis a n r e i c h e n , sich e r s t auf d e n B a u m k r o n e n Blätter

ausbreiten.

Boden

bis z u r

Damit

Höhe

der

dies

180 m L ä n g e

sei,

müssen

Kirchtürme

(Mole

sie

156 m )

Auch

100 m

Kletter-

und

Schlingpflanzen

dies nach, desgleichen eine Anzahl von

von

Wasser

nämlich

die

142 m ,

Weißtannen,

licher Kirchturmhöhe Das

während

bedeutet

er-

bis

zu

zu

machen

B ä u m e n , v o n d e n e n die

die h ö c h s t e n

ihr Wasser

an-

emporpumpen. Länge

l y p t e n A u s t r a l i e n s in 152 m H ö h e i h r e K r o n e b r e i t e n , d i e K a l i f o r n i e n s in

nur

vom

Antonelliana

T u r i n 164 m , U l m e r M ü n s t e r 161 m , K ö l n e r D o m andere

nicht

a u f r i c h t e n u n d d o r t ihre großen

möglich

höchsten

Himmels

Handel ihre

Euka-

We'üngtonien

Bäume

unserer

Heimat,

75 m,

also

ansehn-

zu

emporheben.

eine h ö c h s t

ansehnliche

Kraftleistung, die

man

am

Ingenieurleistungen der Pflanze.

23

besten beurteilt, Wenn man den Druck, unter dem sich das in der Pflanze vorhandene Wasser befindet, so mißt, wie man einen Saugbrunnen zu prüfen pflegt: man p u m p t und sieht zu, mit welcher Kraft wieviel Wasser ausfließt. Zu diesem Zwecke muß man die Pflanze öffnen. Wenn man nun, am besten

im Lenz, eine Weinrebe (Vitis) etwa 80 cm über dem

Boden abschneidet und die aus dem Stumpf hervorquellende

Feuchtig-

keit in eine gebogene Glasröhre, die mit Quecksilber gefüllt ist und genau auf den Stumpf paßt, fließen läßt, wird der aus der Pflanze emporsteigende

Abb. 5. Lianen des heimischen Waldes (Clemalis). (Originalaufnahme von Frau Dr. F r i e d r i c h . )

Saft Gelegenheit haben, seine K r a f t dadurch zu verraten, daß er das Quecksilber aus der Röhre drängt, Mit anderen Worten, man wendet das Prinzip des Barometers zur Messung des Wurzeldruckes an. Man fand nun, daß das Quecksilber dieses Barometers um 1120 mm gehoben wurde.

Das ist ein

Gewicht, wie es eine gleichdicke Wassersäule von 15,2 m Höhe besitzt. Im Stamme der Weinrebe wird also von der Pflanze eine Kraft angewendet, die genügt, um ihren Saft an 16 m zu heben, höher als es die keineswegs so lange Rebe braucht ( V e r s u c h v o n

Haies).

Abb. 6. Nepenthes, ein' Blatt der Kannenpflanze, die in ihre Kannen Flüssigkeit p u m p t . (Original von Frau Dr. A. F r i e d r i c h . )

Ingenieurleistungen der Pflanze. D i e s e r sog.

Blutungsdruck

allen T e i l e n d e r P f l a n z e g l e i c h .

(Wurzeldruck)

Schwankungen.

Gewächsen

Im

talis)

hebt

tica)

4,80 m,

er

stark.

das Wasser

Auch

nicht

ist er nicht

Stengel des krautigen

n u r 6,45 m, im

merkwürdigerweise

b a u m e s (Morus)

ist natürlich

E r n i m m t n a c h o b e n zu a b u n d

tägliche, sogar stündliche gleich

25

im

Stengel

Stamme

bei

allen

Fingerhutes

(Digi-

der Brennessel

des

weißen

(Ur-

Maulbeer-

g a r n u r 16 c m h o c h .

D a n u n d i e s e r S a f t d r u c k l ä n g e r e Z e i t w i r k t , l i e f e r t die P f l a n z e hebliche

Mengen

von

Flüssigkeit,

wie j e d e r m a n n

F r ü h j a h r die j u n g e n Birken a n b o h r t e . im

Tage

täglich

bis 6 , 8 k g etwa

in

zeigt

B i r k e n s a f t , in

einen

Liter

Saft.

weiß, der einmal

Aus einer solchen sammelte

7 Tagen

Aus

36 Liter.

einem

Die

Rebe

abgeschnittenen

erim man

liefert

Musanga-

s t a m m w u r d e s o g a r ein s t ü n d l i c h e r A u s f l u ß v o n 0,71 L i t e r W a s s e r b e o b achtet der

und

A. v . H u m b o l d t ' b e r i c h t e t ,

amerikanischen

995 L i t e r s ü ß e n Alan h a t

Agave

täglich

d a ß ein g e k ö p f t e r

etwa

7,5 Liter,

in

Blütenschaft 4—5 Monaten

Saft lieferte.1

also w i r k l i c h

ein g e w i s s e s

Recht,

von

„Pflanzenquellen"

o d e r „ P f l a n z e n b r u n n e n " zu s p r e c h e n , wie m a n die in I n d i e n e i n h e i m i s c h e n Phytocrenearten artigen

benannt

Cissusreben

schneidet

man

einen

längst der

hat. als

Auf

J a v a verwendet

natürliche

Stämme

an.

Brunnen.

Binnen

m a n die Hat

kürzestem

darunter gehaltenen Becher mit erfrischend kühlem Trank. g i b t es, die s o g a r n o c h e i n e n S c h r i t t w e i t e r g e h t . K a n n e , in d e r sie d a s v o n

ihr zur

bewahrt.

D a s i s t die in j e d e m b o t a n i s c h e n Kannenpflanze

(Nepenthes,

Bäumen emporklettert und

Durst,

f ü l l t er

den

Eine Pflanze

Sie b e r e i t e t s e l b s t d i e

Höhe hinaufgepumpte Wasser

gezogene die a n

lianen-

man

G a r t e n als

Sehenswürdigkeit

A b b . 6) A u s t r a l i e n s an den

und

Indiens,

E n d e n d e r B l ä t t e r bis

h o h e K a n n e n a u s b i l d e t , in d i e sie F l ü s s i g k e i t p u m p t . g e h o b e n e W a s s e r w i r d d a n n in d i e K a n n e n

auf-

1

/2 m

D a s von ihr e m p o r -

ausgepreßt.

An der Tätigkeit der. Pflanzen als Saug- und D r u c k p u m p e n

können

wir also k e i n e n Z w e i f e l m e h r h e g e n . N a c h w e l c h e n P r i n z i p i e n s i n d n u n die P u m p e n iii d e r Kultur

menschlichen

eingerichtet?

Als e i g e n t l i c h e P u m p e n g e l t e n g e m e i n h i n d i e K o l b e n p u m p e n ( A b b . 7). Sie s i n d d e m W e s e n n a c h ein Z y l i n d e r , in d e m . ein a b g e d i c h t e t e r

1

Nach P f e f f e r , Pflanzenphysiologie, I,' S. 240.

Kolben

Ingenieurleistungen der Pflanze.

26 (b—b)

bewegt wird.

hebenden

Vom Zylinder

Flüssigkeit,

führt

das

S a ü g r o h r (a)

ein S t e i g r o h r (b) o d e r D r u c k r o h r

Stelle, w o h i n d i e F l ü s s i g k e i t g e h o b e n w e r d e n soll. durch

je ein

Ventil

hergestellt,

das

S t e i g r o h r als D r u c k v e n t i l b e z e i c h n e t

im

zu

d e r zu

d a g e g e n a n die

Die V e r b i n d u n g wird

Saugrohr

als

Saugventil,

im

wird.

W e n n sich d a s D r u c k v e n t i l im K o l b e n befindet, tung

nennt

eine

man

Pumpenzylinder, Der

die g a n z e

Hubpumpe, dann

Abstand

wenn eine

vom

Vorrichaber

am

Druckpumpe.

Flüssigkeitsspiegel

bis z u m P u m p e n m i t t e l

ist die

Saughöhe;

v o n d a bis z u r H ö h e d e r W a s s e r s ä u l e die man

unter

rechnet

Druck

man

zu

halten

wünscht,

die D r u c k h ö h e d e r

Pumpe.

S a u g h ö h e u n d D r u c k h ö h e z u s a m m e n geben die

Förderhöhe. Wenn

recht

nun

steht,

der Pumpenzylinder

hat

die

Pumpe

senk-

gewöhnlich

n u r geringe F ö r d e r h ö h e ; eigentlich besteht diese

dann

n u r aus der Saughöhe

allein.

D a h e r w e n d e t m a n , u m W a s s e r auf g r o ß e Höhe

h i n a u f z u p u m p e n , meist

pen an, b e i höhe

von

rials

abhängt.

fähigkeit

schwindigkeit

hängt ab,

mit

sie der

der

die

höhe

ist

dagegen

beschränkt

Luft.

als

eine

denn

nur

die

Gleichgewicht von das

der' Güte Wasser

die ist

sein,

des

Mate-

Widerstands-

besitzen,

desto

Pumpe.

Die

(bei

Wasser)

den

Wassersäule vom

leisSaug-

an

sich

barometrischen

Sie k a n n

wird

Druck-

nicht

höher

von

10 m ,

Luftdruck

im

gehalten.

der im

Druckpumdie

Je mehr

durch

Druck der

dann

Festigkeit

Rohre

tungsfähiger

Abb. 7. Schema einer Saugpumpe. B = Wasserbehälter (Zisterne), a = Saugrohr mit dem Verschlußventil, b = Steigrohr mit dem Ausflußrohr. Im Steigrohr die Kolbenstange mit dem Kolbenventil. Außerdem

denen

Dichtungen

Saugrohr

und

steigt.

der

Besonders

s c h ä d l i c h f ü r d i e W i r k s a m k e i t e i n e r P u m p e s i n d „ L u f t s ä c k e " im rohre, d. h. lufthaltige U n t e r b r e c h u n g e n der Wassersäule.

GeSaug-

Ingenieurleistungen der Pflanze. Wenn

wir nun

aus diesem

Elementarwissen

27 über die P u m p e n

den

K e r n s a t z h e r a u s s c h ä l e n , so ist es w o h l d e r , d a ß W a s s e r in R ö h r e n s t e i g t , wenn

ü b e r d e m W a s s e r s p i e g e l in d e r R ö h r e die L u f t v e r d ü n n t w i r d .

steigt desto höher, kungen

je f e s t e r die W a n d u n g e n s i n d .

Auf b l o ß e

Es

Saugwir-

h i n k ö n n t e es n u r 10 m h o c h s t e i g e n ; u m h ö h e r zu s t e i g e n ,

muß

es u n t e r D r u c k s t e h e n . Diese

Verhältnisse

Bis 180 m

finden

wir

tatsächlich

in

der

Pflanze

w i r d d a s W a s s e r in i h n e n g e h o b e n in b e s o n d e r e n

wieder.

Saug- und

D r u c k r ö h r e n , d i e d e r B o t a n i k e r T r a c h e e n n e n n t u n d in d e n e n e r f a h r u n g s g e m ä ß verdünnte Luft über dem Wasserinhalt steht.

Als S a u g k r a f t w i r k t

bei i h r d i e V e r d u n s t u n g a u s d e n B l ä t t e r n , d u r c h d i e , v o n o b e n n a c h u n t e n , s i c h Zelle u m Zelle d a s W a s s e r e n t r e i ß t . unerklärte,

aber

durch

rebe", A g a v e u n d

die

vorhin

Als D r u c k k r a f t w i r k t d e r noch

beschriebenen

Tatsachen

Birke genugsam erhärtete Wurzeldruck.

M a n h ä t t e also„ w e n n es n i c h t d e m m e n s c h l i c h e n gelungen

w ä r e , d e r P f l a n z e die E r f i n d u n g d e r

nachmachen, sächlich

hat

durch man

ihre

Kultur

die u n s e r e

auch, gestützt

auf d a s

Wein-

( A b b . 8.)

Genie von

Druck- und

bereichern

Studium

an

der

selbst

Saugpumpe

können.

Tat-

Botanik,

mehr-

f a c h A p p a r a t e z u s a m m e n g e s t e l l t 1 , w e l c h e d e n M e c h a n i s m u s des „ B l u t e n s " nachahmen

s o l l t e n , u n d w e n n solche b i s h e r n o c h k e i n e p r a k t i s c h e

Ver-

w e n d u n g in d e r T e c h n i k g e f u n d e n h a b e n , so b e r u h t d a s n u r d a r a u f , d a ß eben bisher Botanik und Technik fremd, einander nicht kennend, einander statt miteinander Alle P r i n z i p i e n und

angesichts

gingen.

des P u m p e n b a u e s

der großen

Leistungen

sind

in d e r P f l a n z e

verwirklicht,

bei so e i n f a c h e r T e c h n i k

in i h r a u c h in d i e s e r H i n s i c h t n o c h m a n c h e s , w o v o n w i r l e r n e n Dem

alten

Prinzip,

verringert werden Lianen

dadurch

s i t z e n als a n d e r e

neben-

daß

in

m u ß , will m a n

wasserleitenden

Adhäsion

l e i t e n , ist in

den be-

Sie h a b e n ein

rasch

die

R e c h n u n g g e t r a g e n , d a ß sie viel w e i t e r e T r a c h e e n Pflanzen.

viel W a s s e r

Röhren

steckt können.

Lumen

w ä h r e n d die O e f ä ß r ö h r e n sonst bloß an 0,1 m m

von nahezu

Durchmesser

mm, erreichen.

Die A n s a u g u n g d u r c h d i e T r a n s p i r a t i o n ist s e h r s t a r k ; es e n t s p r i c h t nach

den

dunstung

Berechnungen bewirkt

und

von die

Nathanson

die

Wasserbewegung

K r a f t , welche in

der

Pflanze

die

Ver-

einleitet,

e t w a d e m D r u c k v o n 15 A t m o s p h ä r e n . 1 So H o f f m a n n in Annalen der Physik und Chemie, Bd. 117, ferner A s k e n a s y und D i x o n .

28

Ingenieurleistungen der Pflanze.

Allerdings ist in diesen Gefäßbahnen die ,Luft nur in Gestalt einer sog.

Jaminschen

Kette

vorhanden,

d.h.

Luftblasen wechseln

mit

Wasserstrecken, und das beeinträchtigt, wie wir vorhin gesehen haben, die P u m p e n w i r k u n g .

Aber die Pflanze m u ß das eben in Kauf n e h m e n ;

außerdem handelt es sich dabei um v e r d ü n n t e Luft, so daß das Prinzip der besonders günstig tätigen E v a k u a t i o n s p u m p e dabei gewahrt bleibt. Freilich haben wir noch nicht völligen Einblick, was bei dem Saftsteigen in der Pflanze eigentlich alles vor sich geht, aber d a r a n kein

Zweifel,

offenbar

daß

zu

die

einer

Gesetze

der

Pumpen

Vollkommenheit

in d e r P f l a n z e d e n u n s ü b e r l e g e n e n

angewendet

gesteigert

sind,

ist und

welche

Techniker verehren

Eine Zeit hindurch dachte man, d a ß eine geheimnisvolle

läßt. Lebens-

kraft in dem Wassersteigen der Pflanzen mitwirke; seitdem aber S t r a s burger

seine berühmten

Experimente

mit gefällten

Bäumen

machte,

die noch monatelang nach ihrem Tode bis in die 20 m hohen

Spitzen

ihrer Krone s t a r k giftige (also die Bäume tötende) Substanzen aufsaugten, ist man davon abgekommen und h a t keinen Zweifel mehr, d a ß es eine reine Maschinenvorrichtung sei, welche der Pflanze eine so ausgiebige und bewundernswürdige Wasserbewegung g e s t a t t e t . Aus dem hier erlernten

Tatsachenmaterial

wissen wir, d a ß

die Festigkeit, mithin das Material der Röhren bei ihrer

auch

Verwendung

in Pumpen eine große Rolle spielt; uns werden also wieder neue Einblicke in die technische Befähigung der Pflanze v e r s t a t t e t sein, wenn wir die „ G e f ä ß e " in dieser Hinsicht eingehender studieren. Die

Wasserleitungsgefäße

der

höheren

Landpflanzen

sind

den Kabeln im Untergrund unserer Städte in Bündel vereinigt.

gleich Mehr

als eine Beschreibung sagt hierüber ein Bild, wie das beistehende, auf dein man

ein

„Gefäßbündel"

im

Längsschnitt

und

zugleich

Quer-

schnitt erblickt (Abb. 8). Man sieht darauf einen Schnitt durch den Stengel eines Kürbisses (Cucurbita nisses

pepo), halber

zum

in

dessen Teil

mittlerem

Teile mächtige,

aufgeschnittene

des

Verständ-

Wasserleitungsröhren (/)

von

verschiedenem Kaliber sichtbar sind; rechts, und links werden sie umgeben von feineren Röhren, in deren Verlauf da und dort siebartig durchlöcherte Platten eingeschoben sind. Das Ganze heißt ein L e i t b ü n d e l und s t e h t mit seinen

Nachbarn

meist so im Zusammenhang, d a ß viele Leitbündel einen pnunterbro.chenen

Ingenieurleistungen der Pflanze.

Ring bilden, (Abb. 9),

der die

29

ganze Länge der Pflanzenstengel

und

B a u m s t ä m m e durchzieht. Betrachtet man eine einzelne dieser Gefäßrühren b e i ' s t ä r k e r e r Vergrößerung, so erkennt man, d a ß ihre W a n d ziemlich dünn ist.

Sie be-

steht aus Holz, h a t daher dessen, dem Techniker wohlbekannte Eigenschaften

der

Wassel undurchlässigkeit,

Elastizität,

Zähigkeit,

Dauer-

haftigkeit und Festigkeit, die sich dermaßen steigern können, daß man

b

t Abb. 8.

z. B.

Leitbündel aus dem Stengel des Kürbisses im Längs- (a) und schnitt (b), t = Tracheen, s = Siebröhren. (Nach H e g i . )

beinharte

(Sauerdorn,

Hölzer unterscheidet. namentlich

auch

Syringa)

oder

steinharte

Quer-

(Ebenholz)

Aus diesen Gründen ist uns Holz in vielen Fällen,

f ü r Röhrenleitungen,

ein sehr gesuchtes

technisches

Material, das vielfach durch Ton und Eisen, den zwei anderen H a u p t materialien der Röhrenindustrie, deswegen nicht ersetzt werden

kann,

weil jene zu brüchig sind. Die lebenden Röhren der Gefäße haben außerdem noch einen u n bezahlbaren Vorteil voraus; sie sind durch ihren Wassergehalt im höchsten Grade elastisch, d a ß sie mit Gummiröhren in gewissen Fällen geradezu wetteifern können, was die z u r Korbflechterei verwendeten gefäßhaltigen

Ingenieurleistungen der Pflanze.

30 Weidenruten

ebensogut

beweisen, wie die v o m W i n d e

gebeugten Palmenstämme, Ihre b e s o n d e r e

die w i e d e r z u r ü c k p e n d e l n ,

bis zum

o h n e zu

Elastizität und Zähigkeit verdanken

Boden brechen.

sie einer

lagerung, die im P f l a n z e n r e i c h allgemein ist, in d e r m e n s c h l i c h e n vorläufig

erst

ausnahmsweise

angewendet

wird.

Sie

haben

Ein-

Kultur

in

ihrem

Innern r i n g f ö r m i g e o d e r spiralige V e r d i c k u n g s l e i s t e n , auch Auflagerungen

A b b . 9.

Oefäßbündelring

einer

dikotylen

F r a u Dr. A . F r i e d r i c h .

unregelmäßig

durchbrochener

Pflanze

(s.

S. 29).

(Original

von

Stark vergrößert.)

Wandüberzüge,

die

man

netz-,

treppen-

o d e r l e i t e r f ö r m i g v e r d i c k t (vgl. A b b . 8) n e n n t . In

der

Regel

sind

die spiraligen

in j u n g e n , r a s c h w a c h s e n d e n älteren Die die

und

ringförmigen

Verdickungen

P f l a n z e n t e i l e n zu f i n d e n , die a n d e r e n in

Partien. menschliche

biegsamen

Technik

stellt

Metallröhren

nach

( A b b . 10)

ähnlichem der

f a b r i k e n t g e g e n , die als n a h t l o s e Messingröhren

Prinzip

Karlsruher

dem

nur

Munitions-

h e r g e s t e l l t w e r d e n , an

d e n e n m a n d u r c h E i n w a l z e n spiralig v e r l a u f e n d e W ü l s t e a n b r i n g t .

Schon

d a d u r c h wird ein a u ß e r o r d e n t l i c h h o h e r Grad v o n B i e g s a m k e i t erreicht,

31

Ingenieurleistungen der Pflanze.

der diesen Röhren f ü r Dampf-, Gas-, Luft-, Petroleum-, Spiritusleitungen weite Verwendbarkeit sichert.

Sie besitzen

aber noch einen

weiteren

Vorteil darin, d a ß ihre vergrößerte Oberfläche sie f ü r alle Kühl- und Heizungszwecke geeignet macht. Das in der sehr umfangreichen Röhrenindustrie investierte Millionenkapital wird sich aber nach den hier gegebenen Einsichten nicht nehmen lassen, von der Pflanze zu lernen. So wie man neuestens P a n z e r r ö h r e n herstellt, um erhöhte Festigkeit gegen inneren Druck

hervorzubringen,

wobei ein gußeiserner Röhrenkern kalt mit warmen Stahlreifen überzogen wird, die sich dann als Panzer infolge der Abkühlung sehr fest an die

A b b . 10.

Karlsruher biegsame

Metallröhre.

Röhren anlegen, so wird man alsbald sich die technischen Vorteile nicht entgehen lassen können, die in der N a c h a h m u n g spiraliger oder netzförmiger

Wandverdickungen

liegen.

Als

besonderer

Nutzen

springt

hierbei in die Augen, daß man dadurch gleiche Druckfestigkeit erzielen kann, wie wenn der Röhrenmantel ganz massiv wäre. Welcher Nutzen in dieser Anregung steckt, leuchtet besonders ein, wenn man sich einmal das massive, gußeiserne Wasserleitungs- und Leuchtgasröhrenmaterial einer Großstadt vorstellt,

das

in mehreren

hundert

Kilometer Länge u n t e r dem Straßennetz liegt. W e n n es durch die hier angeregte bessere Ausnützung der Druckfestigkeit auch nur gelingt, an diesen

Röhren

einen halben

Zentimeter W a n d s t ä r k e

einzusparen,

deutet dies schon f ü r jeden Kilometer Rohrleitung eine

be-

Eisenersparnis

von mehreren Zentnern, bei einer Gesamtanlage eine Verbilligung von

32

Ingenieurleistungen der Pflanze.

mehreren

hunderttausend

Mark

für

je

hundert

Kilometer

Rohr-

leitung. Die JPflanze m a c h t von diesem Ö k o n o m i e p r i n z i p

übrigens noch

Abb. 11. Die unbewußte N a c h a h m u n g einer biogenen Erfindung. Biegsame Röhren aus Kupferbändern, ein Gegenstück der Gefäße mit leiterförmigen Verdickungen. (Deutsches Museum München.)

in einem anderen Falle Gebrauch, der nicht nur unsere Industrie ebenfalls zu neuen

Leistungen, an die man bisher nicht gedacht,

anregen

könnte, sondern auch das vorhin über die Röhren Gesagte s t ü t z t und in

helles

Licht

setzt,

weshalb

es

erlaubt sei, schon

hier davon zu

Ingenieurleistungen der Pflanze. sprechen.

33

Um diese Sache verständlich zu machen, muß ich aber

etwas

ausholen. Nicht nur das Wasser, sondern auch einzellige in

der

Pflanzen. Ackerkrume,

Abb. 12.

einige

der Erdboden

Besonders häufig sind im sog.

Kieselalgen

humösen

(Diatomaceen),

Eine natürliche Wasserleitung der Pflanze. Wasser über den Felsen.

für

unseren

Zweck

besonders

birgt

vielsagende

reichlich

Erdreich, von

also denen

Die Wurzel transportiert

Formen

auf

Abb. 11

dargestellt sind. Ein

kleines

Protoplasmazellchen

Kieselsäure bestehenden über den anderen

Das Pflänzchen

auseinanderspreizen;

Franeé,

in einen

wenn

D i e E r f i n d u n g e n der Pflanzen.

sie

gläsernen,

So wie der

Teil greift, so umfaßt

schale die H y p o t h e k . etwas

ist

Sarg gesperrt.

die

Epithek

kann die eng

d. h.

Deckel des der

aus

Sarges

Kieselalgen-

zwei Teile der

zusammenschließen, 3

Schale sperren

Ingenieurleistungen der Pflanze.

34

sie d a s Z e l l c h e n f a s t h e r m e t i s c h e i n . Sie soll d e n

wasserreichen

also v o r d e m

D a s ist a u c h d e r Z w e c k d e r S c h a l e .

Protoplasmakörper

„Trockentod" schützen.

zu o f t b e d r o h t .

vor

Verdunstung,

damit

V o n d e m ist d i e Kieselalge

nur

Sie lebt in d e n e n g e n , m i t W a s s e r e r f ü l l t e n S p a l t e n d e s

B o d e n s u n d ist d a r a u f a n g e w i e s e n , in i h n e n h i n u n d h e r zu g l e i t e n , u m Luft, N a h r u n g und etwas Licht aufzusuchen. n i c h t i m m e r sein W a s s e r , s o n d e r n

Der Boden behält

t r o c k n e t hin und

wieder doch

jedoch völlig

A

D

Abb. 13. Verdickungsleisten (Spreizen- und Pilastersysteme) von Kieselalgeii. A = Pinnularia. B = Grammatophora. D = Surilella. (Näheres im Text.) Original. aus.

D a n n s c h l i e ß e n sich s e i n e W a s s e r s p a l t e n , d i e E r d e b a c k t z u s a m m e n ;

v o n allen

Seiten

u n d d r o h e n sie zu

rücken die

Bodenkrümchen

den

F ü r d i e s e n F a l l ist i h r e K i e s e l s c h a l e b e r e c h n e t . vor dem

Kieselalgen

zu

Leibe

erdrücken.

Vertrocknen

und

vor

Sie s c h ü t z t die Zelle Darum

besteht

J e f e s t e r , je d i c k e r sie ist, d e s t o m e h r V o r t e i l h a t in d e m

Augen-

sie a u s b e s t e m „ s t e i n h a r t e m "

dem

Zerdrücktwerden.

Material.

blick d e s A u s t r o c k n e n s d i e in i h r e i n g e s c h l o s s e n e

Pflanze.

Ingenieurleistungen der P f l a n z e .

Wenn

aber

die schreckliche

Trockenzeit

35

vorüber

ist und

wieder

V/asser im Boden zirkuliert, dann wäre eine dicke, daher schwere Kieselschale f ü r das Zellchen eine arge, ihre zum Leben nötige Beweglichkeit s c i w e r hindernde Last. Es sind also diesen Pflanzen zwei, einander widerstreitende nische Aufgaben gestellt. sein.

tech-

Ihre Schale soll fest und doch möglichst leicht

Wie erreicht man d a s ? Hier ist der Anschluß

an das

Konstruktionsprinzip

gegeben,

dessen Beachtung in der Industrie hier eine Lanze gebrochen wird. Schalen

für

Auch

die Kieselalge verwendet zur Konstruktion

ihrer

Platten

mit

Verdickungsleisten, gleich den Gefäßröhren.

Nur sind diese hier nicht

ringförmig oder spiralig angeordnet, sondern gemäß den jeweils malen mechanischen

opti-

Bedingungen in so ungeheuer mannigfaltiger A r t ,

d a ß man auf die Form und Skulptur der Kieselalgenschalen ein System von über 4000 Arten gründete.

(Abb. 13.)

Die menschliche Kultur ist weit e n t f e r n t davon, diese Möglichkeiten in ihrem Bereich ausprobiert zu haben oder auch nur zu kennen.

Im

höchsten Grade verlockende Aufgaben stehen dem Ingenieur,oder Architekten oder Konstruktionsmechaniker offen, der sich einmal in die Welt der

Kieselalgen

rechnet, keit

vertieft und

die mechanischen

Konstruktionen

die in ihren winzigen Schalen zur Erreichung größter

bei möglichster Materialersparnis verwirklicht sind. 'Und

fach sind d a n n die Anwendungsmöglichkeiten Herstellung von Möbeln,

Gebrauchsgegenständen ringem

Gewicht

des täglichen

vereinen

sollen.

nach-

Hallenkonstruk-

Koffern, festen

Lebens, die

In diesem

Festighundert-

dieser rechnerisch

geprüften Erfindungen der Pflanzen im Bauwesen, bei tionen, bei der

nach-

Kisten

Festigkeit

Sinne ist die

und

mit

ge-

stillschöne

Welt der Diatomeen eine wahre Hochschule der Erfinder. (Abb. 16.) Ein

besonders

häufig wiederkehrender

Typus

der

Erdkieselalgen

steift eine W a n d mit lauter Säulchen aus, die zur Längsachse der W a n d in einem Winkel von 90° stehen, wobei dann erhebliche breite Zwischenstücke frei gelassen werden können, ohne der Festigkeit des zu schaden

(Abb. 13 A, D).

Besonderes Augenmerk

wird

Ganzen

darauf

ver-

wendet, d a ß die acht Ecken mit verdickten „Beschlägen" bedacht seien (Abb. 13 B). Gerade dieses Modell wurde unabhängig von der Pflanze auch vom menschlichen

Erfindungsgeist verwirklicht, als man in der A r c h i t e k t u r 3*

Ingenieurleistungen der Pflanze.

36 die ersten erhöhen.

Pilaster

a n w a n d t e , um die Tragfähigkeit einer Mauer zu

An sich ist im H a u s b a u die E r f i n d u n g des F e n s t e r s

schon

nichts anderes, denn die Anwendung des gleichen Prinzips; m a n erkannte eben schon frühzeitig, d a ß es möglich sei, die „ F ü l l u n g e n " aus einer W a n d herauszunehmen,

ohne d a ß ihre

Stabilität

d a r u n t e r leidet, und dieses

Prinzip

in

wenn

höchster

Vollendung dann zur Schöpfung der Säulenhallen

ägyp-

tischer und griechischer Baukunst,

später

zu

kadenbauten der gotischen sancebauten

den

und

Ar-

Loggien

und

Renais-

führte,

so

ist

das in seiner w u n d e r b a r vielgestaltigen Anwendung, wie sie

die

Architektur

trunkenen wie

ein

buch

Auge

herrliches

aufschlägt,

Gegenstück

zu

schreiblichen

dem

gleichsam Bildernur den

ein unbe-

Meisterwerken

der Kieselalgenbaukunst. Die Höhepunkte Bauideen, palast das

menschlicher

etwa der Dogen-

der Venetianer

„Maison

du

oder

roi"

zu

Brüssel erinnern nicht durch Abb. 14.

Gotisches Haus zu Bruck a. M. als

Zufall

Gegenstück zur Kieselalgenarchitektur.

an

den

Eindruck, den

.

so

eine

,

Actinoptychus//«azelle

auf

den

Beschauer

.

Pinnularia-

m a c h t (Abb. 15 u n d 14).

oder

oder Clathru-

Hier wie d o r t

gleiche Zierlichkeit, gleiche Auflösung aller mechanischen Festigkeit harmonische F o r m , das gleiche Maß in der Vereinigung von

in

Stabilität

und Materialökonomie. Diese Prinzipien, die im Steinbau eine vollkommene

Bewältigung

des Problems der Erdenschwere erlaubten, sind von der Technik

auch

auf ein anderes Material ü b e r t r a g e n , dotf zwar nicht zu ästhetisch be-

Ingenieurleistungen der Pflanze.

friedigenden, d a f ü r aber die praktischen

37

Zwecke glänzend

B a u m e t h o d e n angewendet worden, nämlich zum

erfüllenden

Eisenbau.

Man wählt Eisen f ü r Teile, die einer starken, ruhenden

Belastung

ausgesetzt sind, besonders gern deshalb, da Gußeisen den 20fachen Druck des Holzes und 200fachen Druck des Steines, Schmiedeeisen noch immer den lOOfachen Druck des Steines ertragen k a n n , dabei aber nur viermal soviel wiegt.

Deshalb kann man Konstruktionen viel kühner s p a n n e n als

in Holz und Stein, wofür gerade Deutschland ein glänzendes Beispiel in der Eisenbahnbrücke von M ü n g s t e n bei S o l i n g e n aufzuweisen h a t .

A b b . 15.

Gitterwerke u n d F ü l l u n g e n bei K i e s e l a l g e n .

( S t a r k vergr. Original.)

W e n n nun durch die geringe Masse des Eisens der Formenbildung ganz andere Gesetze gegeben werden als unserem überkommenen ästhetischen

Empfinden entspricht, wodurch der Stil moderner

der reichlichen

Verwendung

von

Eisenkonstruktionen

von

Bauten

bei

Grund

auf

unkünstlerisch wirkt, so r ü h r t dies nicht notwendigerweise von der N a t u r des Materials her.

Wir wagen dieser Überzeugung Ausdruck zu geben

angesichts der Kieselalgenbauten, bei denen die Bedingungen der technischen Leistung durchaus ähnlich gelagert sind. von höchster Stabilität

Ein starres Material

und geringer Elastizität wird von der Kiesel-

Ingenieurleistungen der Pflanze.

38 alge

höchst

dem

man

sparsam sonst

die

verwendet.

Sie

Schmuckformen

muß

den

besorgt,

Materialüberschuß, vermeiden,

^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

um

Gewicht

aus

geringes

und

damit

n o c h B e w e g l i c h k e i t zu behalten; den

Eisen-

bautechniker zwingen die n a c h d e m G e w i c h t berechneten

hohen

K o s t e n u n d die stellungsweise Materials fachen

Her-' seines

zu

ein-

Formen

zu g l e i c h e r keit.

Sparsam-

Ihm

bisher

und

nur

ist in

nen Fällen

es

selte-

gelungen,

Schönheitswirkungen zu Abb. 16.

Kantenverstärkungen und Schottenbildung an Pflanzenformen (Diatomeen).

erreichen.

Am

e h e s t e n noch im f r a n zösischen

Eisenbau

(Beispiele: H a u p t a u s stellungsgebäude

von

P a r i s 1889, E c o l e d e s Beaux-arts

ebendort,

St. Augustin

ebenda,

B ö r s e zu A n t w e r p e n ) , der

vor

allem

im

Eiffelturm

ein

Meisterwerk

In-

der

g e n i e u r k u n s t in a r c h i tektonischer Abb. 17. Eisenfachwerk und Füllungen von Kieselalgenschalen. Oberfläche der Schale von Arachnoidiscus. (Nach der Natur aufgenommen von Frau Dr. A. F r i e d r i c h . ) Kühnheit werden.

sowie Zu

den

allgemeinen Anordnung Füllungen

wurde

ung

Bezieh-

hervorbrachte.

Die Schönheit

mußte

h i e r b e i in d e r L i n i e n führung

und

der Großkonstruktion

der

gesucht

dabei meist Glas oder Fayence

ver-

Ingenieurleistungen der Pflanze. wendet. bei

39

D i e s g i l t im b e s o n d e r e n f ü r m o d e r n e E i s e n b a h n h a l l e n ( A b b . 18),

denen

pflegen.

Decke Das

entspricht

und

hierbei

Wand frei

konstruktiv

zu

gezeigte

völlig

einer

Einheit

Gitterwerk

den- R i p p e n

zusammenzuschmelzen

der

der

Gurte,

Binder

Kieselalgenschale.

usw. Und

w e n n d i e s e ä s t h e t i s c h d o c h n o c h b e f r i e d i g e n d e r e B i l d e r a u f w e i s t ( A b b . 17),

Abb. 18. Halle im Deutschen Museum zu München als Beispiel eines Hallenbaues in Eisen und Glas, bei dem Decke und Wand verschmolzen sind und das konstruktive Gerüst durchaus den Rippen der pennaten Diatomaceen (Pinnularia) entspricht. so

mag

hierin

mittelbar gaben zu

sehen,

bisher

befähigen Als

der

Eisenbauarchitekt

kopierfähige

reihe

deren

ihnen

Vorlagen

für

Befolgung unsere

abgesprochenen

Vorbilder,

die

ihm

sogar

un-

gestellten

Auf-

Eisenhochbauten

künstlerischen

rasch

Wirkungen

würden. Nutzkonstruktionen

f i n d e n w i r d i e im

Kieselalgenpanzer

a n g e w a n d t e n P r i n z i p i e n ü b r i g e n s t e c h n i s c h l ä n g s t n i c h t n u r in d e n E i s e n -

Ingenieurleistungen der Pflanze.

40 hallenbauten, der

sondern

Schiffswände

verwirklicht Struktur ersten

Blick

Das

Ein

Zweifel

System

und

der

den

Schotten

der

und

Versteifungen

Hartguß-Panzerbatterien dieser

z.B.

nehmen

Menschen- und

d a s im m o d e r n e n

in

Vergleich

Kieselschalen,

jeden

in

mehr

( A b b . 21)

( A b b . 19).

gewisser

Prinzipien

noch

Konstruktionen

Triceratien, an

der

wird

Anwendung

der

mit

der

auf

den

gleichen

Pflanzentechnik.

Schotten

Schiffsbau

und

Versteifungen

so g r u n d l e g e n d

der

Schiffswände,

angewendet

ist, h a t

seine

t e c h n i s c h e P a r a l l e l e in d e n „11S e p t e n " g e w i s s e r K i e s e l algen

(so z. B.

phora, laría),

bei

Schalen

Tabel-

denen

durch

laufende die

Grammato-

Licmophora,

querver-

Kammerwändc,

nur

tragen,

die

wenige

Fenster

ausgesteift sind.

Eine

alltägliche

An-

w e n d u n g des gleichen Prinzips

findet

sich

verwirklicht stellung A b b . 19. K o n s t r u k t i o n des Kieselpanzers von Triceratium'Favus. (Nach M ü l l e r.)

bei

den

Beschlägen

der Truhen

und

Schränke,

leisten ist so u n b e s c h r e i b l i c h m a n n i g f a l t i g daß

es g e n ü g t ,

darauf

B e l e g e n e r l e b e n zu

nur

der

Her-

Kisten,

von

Koffern

u . dgl.,

lich

Kunstgewerblich-

ins

dekorative

z i e h u n g in d e n Q u e r b ä n d e r n d e r K e s s e l .

übrigens

in

rein

schließ-

gesteigert

in

industrieller

Be-

Das Prinzip der

Verstärkungs-

angewendet und

hinzuweisen, um jedermann

anwendbar,

Dutzende

von

lassen.

Es ist n u r gerade gedeutet, wenn daran

auf

eine der

erinnert wird,

frappantesten

Übereinstimmungen

d a ß die V e r s t ä r k u n g der

Kanten,

die an eckigen B e h ä l t e r n überall a n g e w a n d t wird, wo s t ä r k e r e A b n u t z u n g zu e r w a r t e n ist ( K o f f e r , K i s t e n , P h o t o k a m e r a s ) , sich a u c h a n d e m K i e s e l a l g e n p a n z e r v e r w i r k l i c h t z e i g t ( A b b . 16). Durch nischer

d i e s e so ü b e r a u s

Grundprinzipien

mannigfaltig variierte

erreicht

nun

die

Anwendung

Pflanze eine

mecha-

Sicherung

ihrer

41

Ingenieürleistungen der Pflanze.

Wasserleitung,

daß

sie

jeweils

ein

vollkommenes

Gleichgewicht

ihrer

W a s s e r ö k o n o m i e erzielt. Es ist ein r e l a t i v selten v o r k o m m e n d e r Fall (und f a s t i m m e r d u r c h Elementarkatastrophen dauernd

verursacht),

von Pflanzen

besiedelten

ist im W a s s e r h a u s h a l t

daß

die

Vegetation

Bodenstrichs verdorrt.

eines

sonst

In d e r

Regel

d e r Gewächse die Bilanz d e r E i n n a h m e n

und

Ausgaben aufs feinste abgestimmt.

A b b . 20.

S c h o t t e n b i l d u n g e n bei

Kieselalgen.

Um dieses Gleichgewicht zu erreichen, w e n d e t die P f l a n z e in ü b e r reichstem M a ß e t e c h n i s c h e Mittel a n , deren B e t r a c h t u n g u n d A b s c h ä t z u n g an d e r m e n s c h l i c h e n T e c h n i k u n s im R e s t a b s c h n i t t dieses K a p i t e l s

be-

s c h ä f t i g e n soll. Es weder

gibt der

möglicht Dieser

f ü r sie im

drei

gegebenen

ebensoviel

Zufallszustand

Lebenssituationen Fall

Aufnahme wird

vorhandene

im

als die A b g a b e

naturgemäß

Wasserhaushalt.

Status der Ausbildung

übsraus

von

Wasser

selten

Enter-

erfordert.

zutreffen

und

42 dann

Ingenieurleistungen der Pflanze. n u r k u r z e Z e i t w ä h r e n , d a sich j a d u r c h

Sonnenstand, schiebt.

Wind

usw.

die

Transpirationsgröße

Temperaturänderungen, ununterbrochen

ver-

Im z w e i t e n Fall, u n d d a s ist w e i t a u s d e r h ä u f i g s t e , ü b e r s t e i g e n

d i e A u s g a b e n die E i n n a h m e n , w e n n n i c h t f ü r T r a n s p i r a t i o n s e i n s c h r ä n -

Abb. 21.

S c h o t t e n a n w e n d u n g in der Schiffsbautechnik. Aus den S a m m lungen des Deutschen Museums zu München.

k u n g e n gesorgt wird.

Im d r i t t e n f l i e ß t so reichlich W a s s e r z u , d a ß be-

sondere E n t w ä s s e r u n g s t e c h n i k e n

erfordert werden.

M a n n e n n t P f l a n z e n , w e l c h e sich in d e r z u l e t z t e r w ä h n t e n lage b e f i n d e n , H y g r o p h y t e n Sumpfpflanzen an Trockenheit

(als Beispiel m ö g e n e t w a die

o d e r die d e s t r o p i s c h e n

angepaßten

bezeichnet

man

Regenwaldes

Lebens-

heimischen

dienen).

als X e r o p h y t e n

Die

(Beispiel

43

Ingenieurleistungen der Pflanze. die

W listen-

sonderheit d e r die die

und

des

Steppenvegetation).

gemäßigten

Klimas

einen

Bezeichnung T r o p o p h y t e n

laubwechselnden

Bäume

Außerdem dritten

erhalten

versteht,

die

schuf

Typus

hat, worunter

im

die

der

Be-

Pflanzen, man

etwa

Sommerhalbjahr

unter

W a s s e r i i b e r f l u ß , in d e n W i n t e r m o n a t e n a b e r d u r c h d e n B o d e n f r o s t u n t e r W a s s e r m a n g e l zu leiden X'on

ihnen

unterworfen

sollen

werden.

haben. zuerst

die

Hygrophyten

Die w i c h t i g s t e n

botanischen

unserer

Untersuchung

Fakta

ü b e r sie s i n d

e t w a die f o l g e n d e n : Es k o m m t

cler P f l a n z e n i c h t d a r a u f

a n , w i e v i e l W a s s e r sich

u m sie b e f i n d e t , s o n d e r n wieviel sie a u f n e h m e n k a n n .

rings

Sie ist n i c h t i m -

s t a n d e , u n b e s c h r ä n k t zu „ t r i n k e n " , s o n d e r n d a s E i n d r i n g e n d e s W a s s e r s in i h r e W u r z e l n e r f o l g t , s o w e i t es ü b e r h a u p t stimmten satz

Gesetzen.

übersteigt,

Wasser, dessen

passiert

nach

dem

flüssig ist, n a c h g a n z

Salzgehalt einen gewissen

boden

die

Huminstoffe

E s w i r d also d e r s c h l i c k i g e , f e u c h t i g k e i t s g e t r ä n k t e W a t t e n -

des s u m p f i g e n Meeresstrandes den P f l a n z e n ebensowenig dienlich

sein, wie d e r

Rohhumusboden

glucksende Morast des Moores. mit

Perzent-

Gesetz der Osmose n u r schwer

M e m b r a n der Wurzelzellen, ebenso Wasser, das reichlich gelöst e n t h ä l t .

be-

den

cornia-)

typischen

xerophilen

Vegetation

bedeckt,

auch

im f e u c h t e s t e n

Tatsächlich Beständen die

Klima oder

sehen wir das der

Glasschmelz-

regentriefenden

der

Wattenmeer (Sali-

Rohhumusböden

gebirgigen oder kälteren E u r o p a s , Asiens und A m e r i k a s sind m i t

des

Heide-

k r ä u t e r n , f e r n e r F i c h t e n u n d a n d e r e n N a d e l b ä u m e n , also T r o c k e n h e i t s pflanzen

besiedelt,

und

k e n n e r d e n k e a n Ledum,

alle

typischen M o o r p f l a n z e n

Andromeda,

Empetrum

(der

Pflanzen-

u. a.) sind ebenso echte

Xerophyten. Dadurch ein

auf

mäßigten

schränkt

sich

der

Bereich

die T r o p e n , s o w e i t sie d a u e r n d

der

hygrophilen

Niederschläge

Anpassungen

e r h a l t e n , im

K l i m a auf d i e w a r m e J a h r e s z e i t u n d d i e in r e i n e m

wurzelnden

ge-

Süßwasser

Gewächse.

H y g r o p h i l s i n d also d i e B a u m f a r n e d e r I n s u l i n d e , d i e ü b e r w ä l t i g e n d e Pflanzenpracht im

der

Wälder

Südamerikas

und

etwa

die

Buchenwälder

Sommerhalbjahr. Allen d i e s e n P f l a n z e n e i g n e t e t w a s G e m e i n s a m e s : sie b e s i t z e n

und. g r o ß e B l ä t t e r .

D a h i n t e r s t e h t ein g e m e i n s a m e s t e c h n i s c h e s

viele

Prinzip.

Die P f l a n z e e n t l e d i g t s i c h d e s W a s s e r ü b e r s c h u s s e s d u r c h V e r d u n s t u n g s f l ä c h e n .

44

Ingenieurleistungen der Pflanze. Die B o t a n i k h a t l ä n g s t g e l e r n t , die U r s a c h e d e r B l a t t b i l d u n g h a u p t -

sächlich

in der B e f r i e d i g u n g des V e r d u n s t u n g s - oder, wie sie es n e n n t ,

T r a n s p i r a t i o n s b e d ü r f n i s s e s zu s e h e n . W ü r d e n die B l ä t t e r e b e n s o n o t w e n d i g f ü r d a s A s s i m i l a t i o n s b e d ü r f n i s sein,

könnte

schrecklichen an

den

es

keine

assimilierende

Dornstraucheinöden

Küsten

der

Adria

Pflanze

ohne Blätter

P e r s i e n s oder die

bedecken

a b e r viele

geben;

die

Spartiumdickichte

Quadratmeilen

Boden

m i t g r ü n e r Wildnis, in d e r sich auch n i c h t ein B l ä t t c h e n b e f i n d e t , weil eben die Zweige und Dornen allein die Assimilation

das gBj&M''

technische

Mittel

der Hygrophilie.

Eine

g r o ß e u n d wichtige E r f i n d ü n g d e r Pflanze, welche

höchsten

sinnlichen

Reiz

Die menschliche Technik A b b . 22.

Querschnitt

durch

ein L a u b b l a t t

mit

der o b e r e n u n d u n t e r e n E p i d e r m i s , der P a l l i s a d e n u n d der S c h w a m m s c h i c h t .

empfindet

dürfnis ihren

selten. Industrie,

in d e r L a n d w i r t s c h a f t u n d

Entwässerungsanlagen

im

Bergbau

(Farbwerke,

Betrieben

also

Ziegeleien),

a u c h hier

nur

In d e r chemischen

haben

wir

dennoch

geschaffen. b r e i t e t m a n sie in m ö g l i c h s t g r o ß e r

Man l ä ß t sie l u f t t r o c k e n w e r d e n .

g i b t m a n sogar b l a t t a r t i g e G e s t a l t . ist

und

Wasserabgabe

W e n n M a t e r i a l i e n v o n einem W a S s e r ü b e r s c h u ß b e f r e i t w e r d e n f l ä c h e an d e r L u f t a u s .

Be-

reichlicher

konstanter in

(Original.)

das

realisiert,

wie

sollen Ober-

D e n Ziegeln

Das Prinzip der Pflanzentranspiration im

täglichen

Leben

beim

Wäsche-

trocknen. Bedarf m a n d a g e g e n d e r E n t w ä s s e r u n g v o n F l ä c h e n , die n i c h t

un-

m i t t e l b a r d e r L u f t a u s g e s e t z t sind, m u ß d a s W a s s e r erst a b g e s a u g t oder durch Druck abgepreßt und durch Röhren abgeleitet werden.

Ingenieurleistungen der Pflanze.

Die

Landwirtschaft

Drainröhren

leitet

die

überschüssige

45 Bodenfeuchtigkeit

ab, der Bergwerksingenieur saugt das Wasser

„ e r s a u f e n d e n " Stollen mittels P u m p -

aus

in den

und Hebewerken ans Tageslicht;

aus zu feuchtem Stoff, Papier, Käse, ü b e r h a u p t feuchten Halbfabrikaten, deren Austrocknung nicht erwartet werden kann

oder mag, wird

der

Wasserüberschuß durch Pressen entfernt.

Abb. 23. Die H y d a t h o d e n des Frauenmantels (Alchimilla) mit hervorgepreßten Wassertröpfchen. (Naturaufnahme von Frau Dr. A. F r i e d r i c h . )

Alle diese Dinge sind der Pflanzentechnik geläufig.

Die Wurzeln

sind es, die im allzu nassen Boden Gefahr laufen, zu „ e r s a u f e n " ; aus ihnen wird durch die „ D r a i n r ö h r e n " der Gefäße und das „ P u m p - und Hebewerk" der Leitbündel das Wasser zu den Ausflußstellen gefördert, deren

Inhalt nur dann, wenn die „ E n t w ä s s e r u n g "

nicht

vordringlich

ist, den „Verdunstungsschirmen" der Blätter a n v e r t r a u t wird.

Besteht

Gefahr, wendet das Gewächs neue Erfindungen an, die den Techniker aufs höchste interessieren müssen. Der Botaniker bezeichnet den Vorgang als G u t t a t i o n

und

die zu diesem Zweck in Tätigkeit tretenden Organe E m i s s a r i e n

nennt oder

Ingenieurleistungen der Pflanze.

46 moderner

Hydathoden.

Nur

bei

einfachen

Pflanzen,

Stelle

Wasser

schwamm). ziemlich deten

austreten

lassen

(Beispiel

Pilobolus

Bei d e n h ö h e r e n P f l a n z e n k o m m t

komplizierten

Vorrichtungen

Spaltöffnungen,

die

aber

nur

Pilzen,

z. B.

b e d a r f es i h r e r n i c h t u n d alle F ä d e n d e s K ö r p e r s k ö n n e n

an

oder

beliebiger

der

Haus-

es z u r A u s b i l d u n g

( A b b . 23),

gewöhnlich

als A u s t r i t t s r o h r

unigebil-

tätig sind.

h e r v o r g e t r i e b e n e W a s s e r s a m m e l t sich v i e l m e h r z u e r s t in d e m liegenden

substomatären

Raum,

zu

dem

eine

Anzahl

von Das

darunter

Gefäße

leitet.

Z w i s c h e n i h n e n u n d d e m R e s e r v o i r s i n d h ä u f i g l o c k e r e , f i l t r i e r e n d e Zellen eingeschaltet.

Bei d e n A r o i d e e n ,

wohnern des tropischen zeigen,

ist

Kanal

verläuft

dieser

den

bekannten

riesenblättrigen

R e g e n w a l d e s , w e l c h e die a u s g i e b i g s t e

als

langer

Bei

diesen

P f l a n z e n z ä h l t e n f r a n z ö s i s c h e F o r s c h e r 1 2 5 — 8 5 T r o p f e n , die j e d e

Minute

er

von

jedem Blatt

will

man

einer

aus

kleinen

bürgt

substomatäre entlang

Raum

dem

marginalen

hervorgetrieben

Aroideenblättern Fontäne,

sich M u s s e t ,

besonders

Be-

Guttation

wurden,

hervorspringen

daß

und

sogar einen

das

nach

feinen

gesehen

Wasser

erweitert;

Blattbündel.

bei

haben.

Colocasia

d r i n g t u n d e t w a 10 cm w e i t f o r t g e s c h l e u d e r t w i r d . d a d u r c h e t w a Vio L i t e r W a s s e r e n t l e e r t

garia),

denen

Balsaminen,

des

Kapuzinerkresse

an den

„Taubechers"

Zähnchen

der

ver-

hervor-

In e i n e r N a c h t

kann

Einrichtungen

nicht.

Blättern der E r d b e e r e

(Fra-

(Alchimilla)

(Tropaeolum) jederzeit genannten

gleich

Jedenfalls plötzlich

( A b b . 23)

Pflanzen

oder

leicht b e o b a c h t e n .

lich u n m i t t e l b a r n a c h e i n e m w a r m e n R e g e n e r g l i t z e r n o f t die und

Angaben

werden.

Auch an heimischen Pflanzen fehlen derartige M a n k a n n sie a n

älteren

Wasserstrahl,

von

zahllosen

der

NamentBlattränder

herausgepreßten

T r ö p f c h e n , wie es auf d e r b e i g e d r u c k t e n A b b i l d u n g d a r g e s t e l l t

ist.

A u s d e n v o r g e b r a c h t e n A n g a b e n ist d e r N u t z e n d i e s e r E n t w ä s s e r u n g s a n l a g e n d e u t l i c h zu s e h e n .

Nicht aber, welche K r a f t , bzw. welches tech-

nische Prinzip ihnen W i r k s a m k e i t Leicht Poren

erkennt

preßt;

eine

leicht provozieren 1

man,

verleiht.

daß

ein

„Überdruck"

das

Wasser

aus

den

Steigerung

des

Wurzeldrucks

(vgl. • S. 31),

die

sich

läßt.2

Zitiert nach P f e f f e r s Pflanzenphysiologie. Entscheidende Untersuchungen hierüber veröffentlichte M o l l , Untersuchungen über Tropfenausscheidung und Injektion von Blättern. (Botan. Zeitung, 1880.) 2

Ingenieurleistungen der P f l a n z e .

47

U m so u n k l a r e r ist bislang d a s dabei a n g e w a n d t e zip geblieben. als

technische

Prin-

Man b e s c h r ä n k t sich d a r a u f , die H y d a t h o d e n m i t P f e f f e r

„Ventile"

zu

betrachten,

durch

welche

gesteigerte B l u t u n g s d r u c k W a s s e r h e r v o r t r e i b t " .

„der

genügend

hoch-

Man ü b e r s i e h t a b e r d a -

bei folgendes: W e n n gleichzeitig an einem B l a t t e 25 u n d m e h r (s. A b b . 23) T r o p f e n , an

den

oft vorhandenen

10 B l ä t t e r n

250 T r o p f e n a u s t r e t e n k ö n n e n ,

einer

guttierenden

Pflanze

oft auch a u s g e s c h l e u d e r t w e r d e n

so ist d a m i t eine A r b e i t v o l l b r a c h t , die d u r c h den B l u t u n g s d r u c k u n m ö g l i c h geleistet w e r d e n k a n n .

allein

Sie ist u m ein V i e l f a c h e s g r ö ß e r als

j e n e r , wie jeder T e c h n i k e r leicht w a h r n e h m e n k a n n . als S t r a h l h e r a u s s p r i t z e n

also

(S. 4 6 ) ,

Damit das

Wasser

k a n n , m u ß es sich im s u b s t o m a t ä r e n

Räume

u n t e r einem so erheblichen D r u c k b e f i n d e n , wie er in den G e f ä ß e n n i c h t v o r h a n d e n sein k a n n . nicht

in den

Überdruck? bei all den

W o h e r s t a m m t diese D r u c k s t e i g e r u n g , w o h e r d e r

Gefäßen,

sondern

erst

in d e n

Hydathoden

vorhandene

W ä r e er schon in den G e f ä ß e n da, m ü ß t e ja d a s tausend

Spaltöffnungen hervorquellen

und

nicht

Wasser bloß

bei

den 12 W a s s e r s p a l t e n ! Unsere A n t w o r t isf f ü r die B o t a n i k , n i c h t aber f ü r die T e c h n i k n e u . D e n n dem P h y s i k e r ist es s e h r wohl b e k a n n t , d a ß bei d e r leichten s c h i e b b a r k e i t von Flüssigkeitsteilchen ein auf einen Teil d e r

Ver-

Flüssigkeits-

oberfläche a u s g e ü b t e r D r u c k sich n i c h t b l o ß in der D r u c k r i c h t u n g , Stärke fortpflanzt.

dern nach allen R i c h t u n g e n in gleicher (vgl. Fig. 24) in e i n e m W a s s e r b e h ä l t e r ausgeübt wird, auf einem

z. B. d u r c h

ein

an i r g e n d e i n e r

Gewicht

Wenn

Stelle ein

d e r D r u c k eines

sonalso

Druck

Kilogramms

Q u a d r a t d e z i m e t e r , so wird sich dieser D r u c k so f o r t p f l a n z e n ,

d a ß j e d e r Q u a d r a t d e z i m e t e r O b e r f l ä c h e des W a s s e r b e h ä l t e r s den gleichen Kilodruck empfängt.

E s wird also, w e n n

zwei K o l b e n von' je

Q u a d r a t d e z i m e t e r Q u e r s c h n i t t v o r h a n d e n w ä r e n , die m a n

einem

m i t je e i n e m

Kilo b e l a s t e t e , d a s W a s s e r sie beide h e b e n , es wird also eine e r h e b l i c h e Drucksteigerung

eintreten.

Ihre

Größe

hängt

immer

von

s e t z u n g s v e r h ä l t n i s zwischen d e m den D r u c k v e r m i t t e l n d e n , Kolben

(Druckkolben)

( P r e ß k o l b e n ) ab.

und

dem

den

Druck

dem

Über-

zuleitenden

fortpflanzenden

Kolben

Ist d e r D u r c h m e s s e r d^s einen gleich 1, des a n d e r e n

10, so ist d a s Ü b e r s e t z u n g s v e r h ä l t n i s

natürlich dann

1 : 100.

Es

wird

auch eine h u n d e r t f a c h gesteigerte L e i s t u n g d u r c h eine solche A n o r d n u n g erzielt w e r d e n .

48

Ingenieurleistungen der Pflanze.

Eir.e solche realisiert.

sehen

wir

aber

auch

in

den

Hydathoden

Die d ü n n e n Zuleitungsgefäße entsprechen dem

bestens

Druckkolben.

Der Durchmesser einer Trachee, die in ein Blatt führt, beträgt maximal 8 //.

Im substomatären

Abb. 24.

Räume pflanzt sich der Druck an der

Modell einer hydraulischen Presse.

W a n d von etwa 80 n Durchmesser fort.

(Erläuterung

Das Verhältnis

ganzen

im T e x t . )

ist also auch

hier 1 : 10, das Übersetzungsverhältnis daher 1: 100. Mit anderen Worten, ein hundertfacher Überdruck wird nicht nur an zahlreichen Stellen gleichzeitig Wasser austreten lassen, sondern dieses unter Umständen mit erheblicher K r a f t hervortreiben, eventuell aufspritzen lassen.

sogar

Ingenieurleislungen der Pflanze.

49

Das hier geschilderte Prinzip ist nun, wie jedem Physiker wohlb e k a n n t , im J a h r e 1795 von dem Engländer B r a m a h zur Konstruktion der h y d r a u l i s c h e n P r e s s e angewendet worden ,(Abb. 24). Konstruktion

entspricht den Tracheen der nach Art einer

wirkende D r u c k k o l b e n (b). Das im D r u c k z y l i n d e r

In dieser Saugpumpe

emporgetriebene

Wasser s t r ö m t in den P r e ß z y l i n d e r , in dem der P r e ß k o l b e n (p) den Druck auf entsprechend weitere Fläche übersetzt. spricht

also dem substomatären

hältnis

zum

Druckkolben

gibt

Räume. die

Sein

Der Preßkolben entDurchmesser

Übersetzungsgröße.

im

Verhält

Verauch

er sich wie 10: 1, so wird auf der Tragfläche lOOmal mehr K r a f t zum Heben wirksam sein, als angewendet wurde, um den Druckkolben niederzudrücken.

Man verwendet gewöhnlich dazu eine Hebelübersetzung, wie

auf Fig. 24 abgebildet.

W e n n das Verhältnis der Hebelarme 1 : 10 be-

trägt, was praktisch wohl d u r c h f ü h r b a r ist, d a n n kann die hydraulische Presse dieser Konstruktion

lOOOmal mehr K r a f t entfalten, als f ü r ihre

Funktion gebraucht wird. Wenn ein Mann auf den Hebelarm eine K r a f t von

50 kg ausübt, so wird er dadurch

die P r e ß p l a t t e heben

auch wenn sie mit 1000 x 50 = 50000 kg belastet ist.

können,

So kann

auch

die. Pflanze mit relativ geringem Wurzeldruck aus vielen Wasserspalten Wasser mit erheblicher K r a f t hervortreiben, denn auch sie hat in den H y d a t h o d e n eine hydraulische Presse erfunden. In der menschlichen Technik beginnt gerade in unserer

Generation

die Blütezeit der hydraulischen Pressen, namentlich seit ihrer Anwendung zu h y d r a u l i s c h e n

W e r k z e u g m a s c h i n e n , wie in Abb. 25 des

Inter-

esses halber eine dargestellt ist. Wir sind dadurch zu neuen Techniken, z. B. zum P r e ß s c h m i e d e n ,

gekommen, das solche Vorzüge hat, daß

es anfängt, die größten Schmiedehämmer zu verdrängen. von

Die

Hebung

S c h i f f e n i n T r o c k e n d o c k s , ja von ganzen Brücken (z. B. die

von Magdeburg-Neustadt

zur

Durchfahrt

von

Schiffen) und

Häusern

erfolgt ebenso auf diese Weise. Angesichts dieser Erfindung der Pflanze treten alle anderen

Maß:

regeln zur Beschleunigung ihrer Transpiration in den Hintergrund, bis auf das Prinzip der Oberflächenvergrößerung und Porosität. Daß die Hygrophyten groß und dünnblätterig sind, zeigt der erste Blick auf die N a t u r .

Weniger b e k a n n t d ü r f t e es aber sein, in welchem

Maße sie ihre Verdunstungsflächen auszuspannen vermögen.

Wenn schon

das größte Blatt unserer heimischen Flora, das der Pestwurz (Petasites) F r a n c e , Die Erfindungen der Pflanzen.

4

Ingenieurleistungen der Pflanze.

50

B l ä t t e r v o n e i n e m M e t e r L ä n g e u n d B r e i t e zu e r r e i c h e n v e r m a g , so s c h r u m pfen diese sehr ansehnlichen

V e r d u n s t u n g s f l ä c h e n g e r a d e z u bis z u r

b e d e u t u n g ein, a n g e s i c h t s d e r B l ä t t e r d e r r i e s i g e n S c h a t t e n p a l m e lons Raphia

v o n 8 m L ä n g e u n d 6 m B r e i t e , u n d die B l ä t t e r d e r taedigera

UnCey-

brasilianischen

w ü r d e n , l e h n t e m a n e i n e s v o n i h n e n a n d e n H ä u s e r n auf

d e r S t r a ß e a n , bis a n d e n z w e i t e n

Stock reichen.

22 m l a n g u n d

12 m

Abb. 25. Moderne hydraulische Schmiedepresse größten Maßstabes. Links Schmiedestücke, in ihr gefertigt. (Samml. des Deutschen Museums München.)

breit,

also 2 6 4 m

im

Geviert messen diese g r ö ß t e n

Blätter,

welche

Pflanzenkundigen bisher k e n n e n gelernt haben, und diese Zahlen

die

geben

u n s e i n e n B e g r i f f , wie g e w a l t i g sich d i e A n p a s s u n g e n d e r P f l a n z e n s t e i g e r n , w e n n es e b e n d a s B e d ü r f n i s e r f o r d e r t .

D a ß sie sich in a n d e r e n

Fällen,

z. B . bei d e n s o e b e n b e h a n d e l t e n H y d a t h o d e n , n u r m i t e i n e r g a n z g e r i n g fügigen Anwendung davon

her,

daß

auch

der gewaltigsten

Prinzipien

bescheidet,

rührt

sie e b e n d a m i t b e r e i t s i h r e B e d ü r f n i s s e b e f r i e d i g t h a t .

Ingenieurleistungen der Pflanze. Das

Raphiablatt

ist

das

Gegenbeispiel

belehrt uns, d a ß unansehnlich

und

in

der

bedeutend

51

anderen

Richtung,

und

a u c h in d e r T e c h n i k

der

P f l a n z e n w e l t d i e s e l b e n r e l a t i v e n B e g r i f f e s i n d , wie in d e r d e s M e n s c h e n . In g r o ß a r t i g e m der

Porosität

mische

Maßstab macht

Gebrauch

bei

die P f l a n z e auch von d e m

ihren

Trocknungsanlagen.

B a u d e r B l ä t t e r ist v o l l k o m m e n

darauf

Prinzip

Der

anato-

gestellt, und wenn

das

H o r n g e r ü s t d e s B a d e s c h w a m m e s d e m M e n s c h e n in A l t t a g u n d h u n d e r t Berufen damit auch

unentbehrlich

verbundenen wieder

geworden

Fähigkeit,

abzugeben,

ist,

wegen

reichlich

so h a t

auch

seiner

Porosität

Flüssigkeiten die

und

der

aufzunehmen

und

Pflanze zahllose

Schwamm-

g e b i l d e in d e n D i e n s t i h r e r h y d r a u l i s c h e n M e c h a n i k g e s t e l l t als S c h w a m m parenchym, Nur als

d a s d e n g r ö ß t e n Teil d e r B l a t t m a s s e ( A b b . 22)

gehören

notwendige

gabeöffnungen,

zu

dem

dadurch

Ergänzung

auch

Botaniker

die Oscula ihrer

der

Schwämme,

großen

Zahl

die

Ab-

eigentüm-

lichen M e c h a n i k als S p a l t ö f f n u n g e n l ä n g s t d e r i n t e n s i v s t e n

Beachtung

( A b b . 26).

Jeder

Quadratmillimeter

Blattunterfläche

200—300 solcher Ö f f n u n g e n . auch

ob

ausmacht.

Verdunstungslabyrinth und

würdig

dem

geschaffenen

in

rein

technischem

Wir haben

Sinne

besitzt

daher das

als g r o b p o r ö s e

im

Durchschnitt

R e c h t , die

Körper

zu

Blätter

bezeichnen,

d a die Ö f f n u n g e n d a r i n z i e m l i c h a n s e h n l i c h s i n d u n d sich s c h o n bei e i n e m m i t t l e r e n E i c h e n b l a t t auf e t w a 2 M i l l i o n e n

summieren.

W i r b e n u t z e n p o r ö s e M a t e r i a l i e n in d e n v e r s c h i e d e n s t e n A n w e n d u n g e n (z. B. S t o f f - o d e r P a p i e r f a b r i k a t i o n ) , v e r m ö g e n a b e r n i c h t , w ä h r e n d d e r A k t i o n die P o r o s i t ä t zu s t e i g e r n o d e r zu v e r m i n d e r n , w a s in m a n c h e n Fällen e r h e b l i c h e n V o r t e i l b e d e u t e n w ü r d e . u n s hierin überlegen,

Die T e c h n i k d e r P f l a n z e ist

i n d e m sie i h r e S p a l t ö f f n u n g e n g a n z n a c h

weiligen V e r d u n s t u n g s s i t u a t i o n

der

je-

öffnet oder schließt.

D e r h i e r b e i v e r w e n d e t e M e c h a n i s m u s ist e b e n s o v e r b l ü f f e n d e i n f a c h wie s i n n r e i c h

und

bringt

dem

B e s c h a u e r eine hohe M e i n u n g von

t e c h n i s c h e n K ö n n e n d e r P f l a n z e bei. von

zwei

innen

zu

halbmondförmigen sog.

ihre E l a s t i z i t ä t

„Schließzellen".

Kutikularleisten automatisch

Die S p a l t ö f f n u n g e n sind

einen

aus

Wir

finden Federn

also in

hier der

zum

besitzen

Zellwand,

nach

die

Verschluß oder Öffnung der

lichen L ü c k e z w i s c h e n d e n S c h l i e ß z e l l e n

stischer

Diese

verdickter

dem

begrenzt durch eigent-

besorgen.

erstenmal

Pflanzentechnik,

die A n w e n d u n g , ein

technisches 4*

elaHilfs-

Ingenieurleistungen der Pflanze.

52

m i t t e l , d a s in d e r m e n s c h l i c h e n M e c h a n i k n a m e n t l i c h bei g l e i c h e m Z w e c k , n ä m l i c h bei S p e r r v o r r i c h t u n g e n , i m m e r w i e d e r a n g e w e n d e t G e s p a n n t werden diese vegetabilen weniger sinnreiche Einrichtung. Die a u ß e n u n d

wird.

Federschlösser durch

eine

nicht

D i e S c h l i e ß z e l l e n h a b e n zweierlei W ä n d e .

i n n e n g e l e g e n e ist s t a r k v e r d i c k t , j e n e W a n d t e i l e

aber,

Abb. 26. Die Poren des Pflanzenblattes. Spaltöffnungen eines Blattes bei 200facher Vergrößerung. Original nach einem Präparat des Biologischen Institutes München. w e l c h e a n die S p a l t ö f f n u n g u n d die N a c h b a r z e l l e g r e n z e n , s i n d dünn

u n d elastisch.

Wasser

auf.

ihr Platz

Es n e h m e n n u n die Schließzellen n a c h

Dadurch

macht

und

drückt

sich

die

Zelle g e g e n

die S p a l t ö f f n u n g k l a f f t .

Ist w e n i g W a s s e r d a , s i n k t die Z e l l w a n d schließt die Ö f f n u n g .

die

Die F e d e r

ein, die

besonders

Bedarf

viel

Nachbarin,

die

ist

gespannt.

F e d e r k l a p p t zu u n d

Ingenieurleistungen der Pflanze.

Wir

haben

also einen

automatischen

53

Verschluß

vor uns, zu

dessen sinnreicher Konstruktion man einen Mechaniker beglückwünschen würde. Der

Gegensatz der

Hygrophyten,

die X e r o p h y t e n ,

überraschen

den Forscher mit anderen Techniken. der

Transpirationsfläche,

nach wenigen, kleinen und versteckt gehaltenen

Ihr

Spaltöffnungen, mög-

lichster

Bedürfnis

ruft

Verkleinerung

nach

aller

Reduktion

Schwammgewebe

und

Verhinderung

der

Verdunstung durch die Oberhaut der Blätter. Die Reduktion der Blätter wird am konsequentesten von gewissen Wüstenpflanzen

durchgeführt, die sich

der

Blätter

völlig

entledigen;

andere schränken die transpirierende Blattfläche auf winzige

Läppchen

und Zipfelchen ein, oder rollen die Blätter zu Nadeln zusammen ( N a d e l b l ä t t e r ) , Mittel, worin die Pflanzen unerschöpfliche Meister sind. Am weitesten gehen darin die sog. S u k k u l e n t e n , also z. B. W o l f s milchgewächse

und

Kakteen

dadurch,

daß jhr

Stengel gar

kein

Laub entwickelt, sondern dick und fleischig selbst assimiliert und sich sogar noch Wasser speichert.

Manchma! ist bei solchen Trocken-

heitspflanzen die H a u t zur Ausbildung solcher „ W a s s e r g e w e b e " wendet,

z. B.

die

Eiskräuter

Kakteen

und A g a v e n )

speichern

man

ihnen

kann

aus

trinken

in

(Mesembryanthemum);

andere

ver(viele

im Innern so viel Flüssigkeit,

(Abb. 27), was

in Mexiko

denn

daß auch

weidlich geschieht. Es ist demnach keineswegs bloß die Erfindung des Menschen, wenn er u n t e r dem gleichen, regenlosen

Klima sich der

Zisternen f ü r die Tage der Not bedient. Wasserleitungen

haben

ihr

Röhrenvorbild

wasserspeichernden

Auch die von ihm gebauten in

den

Wassergefäßen

Wurzeln, noch deutlicher in den vielgewundenen, am Boden

der

liegenden

oder emporklimmenden und besonders weite Wasserröhren in sich bergenden L i a n e n , von denen die längsten (die der R o t a n g p a l m e n ) bekanntlich an 200 m Länge erreichen. Der Zweck der Lianenform ist, bei Licht betrachtet, nichts anderes als die W a s s e r l e i t u n g , um den hoch oben im Geäst der Urwaldbäume schaukelnden Blättermassen

dieser Pflanze

die nötige Feuchtigkeit zu verschaffen. J a , ist letzten Endes nicht auch einer der . Zwecke der rohrgleichen B a u m s t ä m m e

und Zweige ebenfalls

die Wasserleitung? Besonders- interessant ist f ü r unseren

Gesichtspunkt die

Abdich-

54 tung

Ingenieurleistungen der P f l a n z e .

dieser R o h r l e i t u n g e n .

Material

Wir verwenden dazu

wasserundurchlässiges

u n d h a b e n d a s t e c h n i s c h e Mittel d e r P f l a n z e n f ü r so

geeignet

g e f u n d e n , d a ß h e u t e noch zahllose R o h r l e i t u n g e n aus h ö l z e r n e n

Röhren

errichtet werden.

A b b . 27.

D a s A u s s c h l ü r f e n des

S a f t e s der „ M a g u e y " ( a m e r i k a n i s c h e

Agave).

Es ist im Holz vorgesorgt, d a ß a u s solchen möglichst w e n i g

Feuch-

tigkeit aussickere.

T a t s ä c h l i c h e n t g e h t den B ä u m e n n i c h t d a s

von i h r e m i n n e r e n S a f t , lässig ist,

außerdem

d a s c h o n die reine Z e l l u l o s e

a b e r d e r Holzteil

m i t einem

Geringste

wasserundurch-

mehr oder

weniger

d i c k e n K o r k m a n t e l r i n g f ö r m i g u m k l e i d e t ist. Kork

ist eine

S u b s t a n z , welche f a s t a b s o l u t h e r m e t i s c h

schließt,

v o r allem w e d e r Flüssigkeiten noch Gase, also a u c h keinen W a s s e r d a m p f ,

Ingenieurleistungen der Pflanze. durchläßt.

55

Da sie a u ß e r d e m auch gegen Säuren (mit wenigen A u s n a h m e n )

u n e m p f i n d l i c h i s t , verzichtete u n s e r e Technik, einen gleichwertigen Verschlußstoff

zu erfinden, sondern v e r w e n d e t den P f l a n z e n k o r k in weite-

stem Umfang.

Sie erklärt sich d a m i t von der P f l a n z e n t e c h n i k in dieser

H i n s i c h t einfach ü b e r w u n d e n . Die das,

Xerophyten

vom

Menschen

haben

Verbreitung gefunden hat. Unter Krusten

Lack v e r s t e h t

von

endlich

noch

ein

Mittel

selbständig e r f u n d e n , in seiner D a s ist der L a c k a l s die Technologie

den indischen Croton-,

ein

vernix)

wie sie

gewonnen

wird.

Lackieren

ist

ein

von

Bäumen

das

in

Firniß v e r w e n d e t .

Firnissuniach

von

uns alltäglicher Gebrauch in die H a n d gibt,

Bernsteinlack, eine Farbe und lack

Zum

Harz,

und anderen B ä u m e n , oder

f ü r die orientalischen L a c k a r b e i t e n aus der Rinde des (Rhus

weiteste

Verschlußmittel.

eigentlich

Ficus-

hervorgebracht,

Industrie

Gegenständen

wird Kopal- oder

Auch dieser

( T r a c h y l o b i u m , Agathis,

Kopal-

Copaifera

u. a.)

s t a m m e n d e s H a r z und auch F i r n i s ist wieder nur in T e r p e n t i n ö l oder Alkohol gelöster Lack. Das u n s unentbehrlich gewordene S c h u t z m i t t e l des Lackierens und Firnissens ist d e m n a c h eine reine P f l a n z e n t e c h n i k , die denn

auch

von

den Gewächsen in weitestem U m f a n g g e ü b t wird. Es gibt zahllose Pflanzen, denen m a n und

die Lackierung am

Blitzen

Glänzen der Blätter schon von ferne ansieht (z. B. L o r b e e r ,

u n d besonders viele H a r t l a u b g e w ä c h s e der Mittelmeerflora).

¡lex,

In dicken

Schichten ist auf ihrer Epidermis (Abb. 49) der zähe Lack a u f g e t r a g e n ; er erreicht einen vollständigen A b s c h l u ß des Pflanzeninneren, das kein W a s s e r außer den engbegrenzten Abgabestellen zu verlieren h a t . Als letztes der S c h u t z m i t t e l von technischer die

E r f o r s c h u n g der X e r o p h y t e n

schließlich

B e d e u t u n g lehrt

uns

noch die Herstellung

von

H a a r f i l z e n k e n n e n , die von vielen Trockenheitspflanzen nicht zu W ä r m e zwecken, sondern wird (Abb. 28). Edelweiß dem

sein

zur V e r m i n d e r u n g

überflüssiger T r a n s p i r a t i o n

geübt

Ein g e m e i n b e k a n n t e s klassisches Beispiel h i e r f ü r ist d a s

(Gnaphalium

dioicum)

des

silbernschimmerndes Pelzchen

Gebirges, Schutz

vor

ein den

Pflänzchen, kalten,

aus-

t r o c k n e n d e n W i n d e n gewähren soll u n d auch g e w ä h r t . Die v o m Menschen v e r w e n d e t e n Stoffe, vor allem F i l z e und W o l l e , bedienen sich dabei keines anderen Beziehung

eigentlich

nur

um

Prinzips, obwohl es sich in dieser

analoge

teilweise

(Baumwolle)

sogar

56

Ingenieurleistungen der Pflanze.

homologe

Materialien

und

nicht

so

sehr

um

gleiche

Herstellungsart

handelt. D a s gilt a b e r n i c h t v o n d e m l e t z t e n d e r g r o ß e n T r a n s p i r a t i o n s s c h u t z m i t t e l der G e w ä c h s e , d e n S a m t h a a r e n Namentlich und

Stube

nien,

der

Blätter.

an t r o p i s c h e n P f l a n z e n , die d i e s e r h a l b in

heimisch

bewundert

wurden,

man

an

besonders

Blüte

und

an

Gewächshaus

den s c h ö n b l ü t i g e n

Blatt

den

Gloxi-

prachtvollen

plüsch-

a r t i g e n Glanz, d e r sich bei A n f a s s e n von d e r v o l l e n d e t e n Feinheit eines echten, samtartigen hier von

Materiales erweist.

Samt blättern

Mit vollem

der Pflanzen.

Recht spricht

U n t e r dem

Mikroskop

man

erweist

sich, d a ß diese S a m t s t r u k t u r , die m a n ja auch an einheimischen P f l a n z e n ,

A b b . 28. T e c h n i s c h e S c h u t z m i t t e l der P f l a n z e n (Wollfilze). Filz auf der Oberfläche v o n Artemisia. (Nach K e r n e r . )

im

besonderen

an

den

Stiefmütterchenblüten

(Viola

lieben g e l e r n t h a t , a u c h technisch in gleicher Weise u n s e r e n tenen Die

S a m t e n entspricht (Velours Haardecke

macht

hier

tricolor)

geschnit-

coupé).

wie d o r t

den

gleichen

s o n d e r s w e n n sie, wie bei den M a n c h e s t e r s a m t e n ,

Eindruck,

be-

a u c h aus P f l a n z e n -

haaren, nämlich aus Baumwolle, besteht. In

den

gleichen

Betrachtungskreis

gehört

endlich

auch

die

Her-

s t e l l u n g u n d A n w e n d u n g v o n W a c h s d u r c h die P f l a n z e . D a s bei u n s e r e n G e w e r b e n o f t g e n u g z u m A b d i c h t e n in der Mikroskopie,

(Wachsringe

A p p r e t u r , W a c h s p a p i e r e ) v e r w e n d e t e W a c h s ist

ein Gemisch v o n C e r i n , C e r o t e i n u n d a n d e r e n f e t t ä h n l i c h e n das aus Drüsen

Körpern,

des H i n t e r l e i b e s d e r Bienen a u s g e s c h i e d e n , von

ihnen

m i t d e m Pollen, also wieder m i t P f l a n z e n p r o d u k t e n , a u f g e n o m m e n w i r d .

57

Ingenieurleistungen der Pflanze.

Die betreffenden Fette werden von dem

Stoffwechsel der Pflanze als

Ester einwertiger Alkohole ebenso leicht selbst produziert.

Und

zwar

ist es das Plasma selbst, welches das Wachs sezerniert und die Cuticula damit imprägniert. Epidermis

an

Daher sehen wir es dann auf der Oberfläche der

Blättern

und

Früchten

in feinen

Lagen

abgeschieden,

wodurch ein fast hermetischer Abschluß des Inhaltes der betreffenden Organe zustande k o m m t .

Abb. 29.

Kieselsäureinkrustation auf den umgewandelten Haaren von falcata. (Nach K e r n e r . )

Rochea

Haben wir schon Gelegenheit, uns alltäglich davon zu überzeugen, daß bereits eine so d ü n n e Korkschicht, wie sie sich an der H a u t

der

K a r t o f f e l n findet und diese braun f ä r b t , den Inhalt so schützt, d a ß die Kartoffelknolle wochen- und monatelang an der Luft lagern k a n n , ohne einzuschrumpfen, so sehen wir die gleiche wunderbare Leistung an Ä p f e l n

und

Birnen,

technische

wo teils Kork, teils aber

Wachs,

ferner an den P f l a u m e n , H e i d e l b e e r e n und T r a u b e n , wo der feine weiße Reif der Wachsschichten die Früchte viele Wochen lang vor dem Verlust ihres Saftes schützt. An Blättern ist dieser duftige Reif gleichfalls b e k a n n t ; so ist er z. B. eines der vornehmlichsten Transpirationsschutzmittel der bekannten

Ingenieurleistungen der Pflanze.

58 Wachsblume

(Cerinthe), M e h l p r i m e l

der

Haus-

Das sind technische Leistungen, die den Erfinder anregen

sollten.

w u r z (Sempervivum)-und

(Primula farinosa),

vieler K a k t e e n .

Gelingt es, dünne, an der Luft trocknende Kork- und

Wachslösungen

herzustellen, so ist mit diesen Überzügen nach dem Pflanzenvorbild ein billiger

Universalverschluß

u n b e s c h r ä n k t sind.

gefunden, dessen

Anwendungsmöglichkeiten

Der erste Schritt auf diesem Wege sind die W a c h s -

p a p i e r e , die mittels Durchziehen durch einen Trog mit geschmolzenem Wachs, und

Stearin

Flaschen

oder Ceresin hergestellt, zum Zubinden und

von

Büchsen

Einwickeln stark riechender oder Arzneistoffe, die

nicht austrocknen sollen, schon heute ausgedehnte Verbreitung gefunden haben. Solche nichtstabile Aufbewahrungsgefäße von Flüssigkeiten, wie sie hier

angeregt

sind,

hätten

noch

den

Vorzug

der

Unzerbrechlichkeit,

Billigkeit und Anpassung an jede Form. Um den Umfang dieser ersten Anregung zum „technischen Studium der B o t a n i k " nicht übermäßig anschwellen zu lassen, kann hier natürlich nur skizzenhaft auf einige der hervorstechenderen ziehungen

zwischen

Technik

und

nützlichen

Be-

Pflanzenkunde hingewiesen

werden;

vieles Wertvolle ist hier also gar nicht berührt, sicher wird

manches

des Besten erst jetzt der Erkenntnis erschlossen, seitdem wir mit diesem neuen Blick auf die Pflanze als Erfinder sehen. So sei denn aus dem großen Reichtum nur noch folgende Auswahl vorgelegt. Als

Transpirationsschutz

verwendet

die

Pflanze

auch

chemische

Mittel und Vorgänge, z. B. die Herstellung von Salzen "und die Methode der Kondensierung. Salzbildner sind die Pflanzen der ägyptisch-arabischen Wüste und der vorderasiatischen Wüsteneien.

Nie werde ich den ergreifenden Ein-

druck vergessen, den die grauweiße

Kümmervegetation

in den

Wädis

des Sinais auf mich machte, mit ihren Dornhecken und winzigen Kugelsträuchern.

Winzige

Blättchen,

scharf

bewehrte,

stachelige

rosettenförmiger, sparriger oder zusammengedrückter,

Sproße,

niedriger

Wuchs

kennzeichnet sie alle gemeinsam; viele Pflanzen machen den Eindruck völlig

verdorrter

sträucher. Tälern

die

„Steppenhexen",

so

namentlich

die

Astragalus-

Und unter ihnen immer wieder in den Felsspalten und den mit

schneeweißem

Salz bestreute Reaumuria

hirtella,

oder

Ingenieurleistungen der Pflanze. die in erschrecklicher D ü r r e doch apkylla

oder Cressa

59

voll W a s s e r t r o p f e n p r a n g e n d e

Statice

crética.

Diese P f l a n z e n sind es, die auf ihrer E p i d e r m i s N a t r o n - und

Kali-

salze sezernieren, d a m i t diese h ö c h s t hygroskopischen chemischen Stoffe aus der L u f t , deren W a s s e r d a m p f g e h a l t auch in der W ü s t e i m m e r noch 10%

und

rnehr

beträgt,

Wasser

kondensieren und dieses d a n n durch

die B l ä t t e r absorbieren. Einzelne h a b e n diese T e c h n i k zu solcher Vollendung gesteigert, d a ß die A r a b e r f e u c h t e Z i m m e r

nach

der N i l ü b e r s c h w e m m u n g

durch

Auf-

legen von C r e s s a s t r ä u c h e r n zu trocknen pflegen. Ohne von diesen Pflanzenvorbildern zu wissen, ist auch die Wissens c h a f t schon längst darauf verfallen, ihre I n s t r u m e n t e (chirurgische

Be-

stecke, W a g e n , Modelle) in den S a m m l u n g s s c h r ä n k e n vor verderblichem Rost

durch

Auslegen w a s s e r a b s o r b i e r e n d e r

t r o c k n u n g der L u f t im

Salze,

S c h r a n k e zu b e w a h r e n .

nämlich Andere

durch

Aus-

Anwendungen

dieser E r f i n d u n g sind mir allerdings nicht b e k a n n t . Um so a u s g e d e h n t e r e n Gebrauch m a c h t die Industrie von der chemophysikalischen T a t s a c h e der K o n d e n s a t i o n ,

die wir bereits auf S. 19

ausgiebig

Flechtenthallus

gelegentlich

der

Schilderung

des

behandelt

h a b e n (vgl. A b b . 37). In allen diesen w u n d e r b a r e n

Erscheinungen sprechen sich

Plasma-

leistungen von Einzelzellen aus, die m a n , so u n v e r s t ä n d l i c h sie oft erscheinen

mögen,

setzen m u ß .

auf

das

Konto

der

elementaren

Lebenseigenschaften

Gelegentlich der T r a n s p i r a t i o n d r ä n g t sich a b e r auch eine

T a t s a c h e vor,

deren

E r s t a u n l i c h e s nicht in der jeweiligen

Umformung

oder Sekretion der Einzelzelle, sondern in der sinnvollen Beziehung liegt, in die d a s Zellindividuum m i t seinen G e f ä h r t i n n e n t r i t t . Es schwebt mir bei diesem Satze die T a t s a c h e vor Augen, d a ß d i e Transpiration Wüstengewächs

den wagt

Wuchs

der

Pflanzen

n i c h t , sich v o m

p h y t e n zählen in ihren

regelt.

Das

Boden zu erheben, die

Reihen zugleich die e r h a b e n s t e n u n d

aller P f l a n z e n g e s t a l t e n ; tägliche E r f a h r u n g a m Blumentisch Gärtner,

Hygrokühnsten

belehrt den

d a ß W a s s e r z u f u h r seine Pfleglinge wohl entwickelt,

heit dagegen sie v e r k ü m m e r n

xerophile

Trocken-

läßt.

Analysieren wir aber diese unbezweifelbare T a t s a c h e , so zeigt sich, daß Verkümmerung und

E n t f a l t u n g keineswegs einzelne Organe t r i f f t ,

sondern gleichmäßig, h a r m o n i s c h sich in allen Zellen des

Gesamtorga-

60

Ingenieurleistungen der Pflanze.

nismus

ausspricht.

der Xerophilen

E s sind keineswegs e t w a die w a s s e r l e i t e n d e n

wohlgebaut,

Wege

noch die E p i d e r m i s , die a n der P e r i p h e r i e ,

f e r n a b v o n der W a s s e r v e r t e i l u n g s s t e l l e liegt, v e r k ü m m e r t , s o n d e r n eines greift

nach

Plus

an

wie

vor

wohlangepaßt

Wasser scheint

lichste

mit

V/asser

W a s s e r k n a p p ist. Blütenstände.

Gefüge

jeder einzelnen

R a t i o n z u g u t e zu k o m m e n . m a c h t eine A u s n a h m e .

ins

des

Ganzen

und

jedes

gebührenden

Zelle in d e r i h r

N u r die Blüte, also die g a m e t a l e G e n e r a t i o n

Sie wird b e s o n d e r s e r n ä h r t u n d auf d a s

versehen,

wenn

auch

sonst

dem

Reich-

Organismus

das

D a h e r f i n d e t m a n bei den X e r o p h y t e n die r e i z e n d s t e n

In d e r W ü s t e n f l o r a A f r i k a s e n t f a l t e n die s p a r r i g e n ,

un-

s c h e i n b a r e n Z i l l a s t r ä u c h e ihre riesigen lila B l ü t e n s t r ä u ß e ; d e r B l ü t e n r e i c h t u m der an T r o c k e n h e i t a n g e p a ß t e n O r c h i d e e n , die g e z w u n g e n sind, sich

ihr

bißchen

bekannt,

Wasser

ebenso jener der

B r u t p f l e g e , der den sich

die

anderen

versagen. und

durch

Kondensation

Kakteen.

zu s i c h e r n ,

Rührend

wirkt

ist

dieser

K i n d e r n im Z e l l e n s t a a t z u g u t e k o m m e n

Zellen,

die d a s

Wasser

gemeinZug

von

läßt,

was

ebenfalls b r a u c h e n

könnten,

E r l ä ß t es a b e r u m so d e u t l i c h e r e r k e n n e n , d a ß in d e r W a s s e r -

damit

auch

in

der

Nahrungsversorgung

der

einzelnen

Mitglieder

des Z e l l e n s t a a t e s eine b e s t i m m t e Ö k o n o m i e u n d g e s e t z m ä ß i g e

Regelung

h e r r s c h t , eine T a t s a c h e , an die die B o t a n i k bisher k a u m g e d a c h t

hat.

Diese Ö k o n o m i e wird f o r t a n eines d e r n e u e n Forschungsziele bilden müssen.

Und damit

ist

auch

in die B o t a n i k ein P r o b l e m

dessen sich die Physiologie des. M e n s c h e n schon

eingeführt, Glück

an-

bewußt

ge-

w o r d e n , d a ß die h a r m o n i s c h e A u s b i l d u n g , d a s E b e n m a ß d e r Glieder

und

genommen

hat.

D e r Medizin

ist

es

schon

längst mit

seit

langem

O r g a n e des M e n s c h e n n i c h t ein W e r k des blinden Zufalls, s o n d e r n

eine

b e s t i m m t e physiologische L e i s t u n g des O r g a n i s m u s ist, die auch gewisse

Organe

reoidea

(Schilddrüse),

bein drüse (Hormon)

aufrecht

(Glandula ist

eine

erhalten ferner

wird.

mit

Als solche h a t m a n

ziemlicher

coccygis)

erkannt.

eiweißreiche

Substanz

die L y m p h g e f ä ß e ergossen

wird.

der

die

die

ThySteiß-

Absonderungsprodukt

(Kolloid),

die

offenbar

Ihre E n t a r t u n g o d e r W e g n a h m e

unter anderem auch Wachstunisänderungen, Art

Ihr

Sicherheit

durch

K r e t i n s , die

Zurückbleiben

wachstums

nach

drüse auch

R i e s e n w u c h s der E x t r e m i t ä t e n z u r Folge.-

des

Funktionshemmung

in hat

Körper-

der

Steiß-

E s w i r d S a c h e einer glücklichen u n d n i c h t u n s c h w e r v o r z u n e h m e n d e n Experimentalforschung

sein, die

das

Wachstum

harmonisch

regelnden

61

Ingenierleistungen der Pflanzen.

Organe oder Organteile

auch im Pflanzenkörper ausfindig zu

wo sie, zweifellos nach dem oben Vorgebrachten,

machen,

ebenfallis existieren.

So h a t uns schon der erste Versuch, eine Organgruppe der Pflanze auf

ihre technischen

Prinzipien

hin zu b e t r a c h t e n ,

überreiche

Ergeb-

nisse beschert.

Abb. 30. Organische Stileigentiimlichkeiten des gotischen Stils. Strebepfeiler und herausgenommene Füllungen als Gegenstück der Pinnulariastruktur (vgl. Abb. 13). Motiv aus Wasserburg a. Inn (Original des Verf.).

Wir betrachteten nur die Techniken, durch welche die Pflanze ihren Wasserhaushalt regelt, und entdeckten dabei, d a ß die Pflanze sich folgender technischer Formen und Methoden b e d i e n t : Sie benützt R ö h r e n

(S. 15) zur Wasserleitung, mit der Besonder-

heit, daß sie W a n d s t r u k t u r e n

anwendet, die der menschlichen

Technik

noch fremd sind, sie h a t ein System von E v a k u a t i o n s p u m p e n (S. 28) unerhörter Leistungsfähigkeit.

Sie wendet die technischen Formen des

F e n s t e r s , des K e s s e l s (S. 24), der Z i s t e r n e (S. 53) an, sie verwendet Schotten

(S. 40) und V e r s t e i f u n g e n

tektonischen

Formen

der P i l a s t e r

und

(S. 39),

sie braucht die archi-

F ü l l u n g e n (S. 36), sie

ver-

Ingenieurleistungen der Pflanze.

62

w e n d e t B e s c h l ä g e (S. 40), (S. 53),

hydraulische

konstruiert

Pressen

in

automatische Verbindung

mit

Verschlüsse wasserleitenden

R ö h r e n (S. 49), sie b e n ü t z t die Gesetze d e r V e r d u n s t u n g , und

Kondensation

Apparate, Lacke

sie

(S. 57,

produziert

Wachs,

(S. 55), H a a r f i l z e

lich e l a s t i s c h e

Federn

51)

zur

Herstellung

absorbierende

(S. 55), S a m t e

Salze

Leistungen

technischen

höheren

Formen

R a n g e s zu k o m b i n i e r e n

wahre Apparate,

kom-

Materialien

u n d äus den

ja, M a s c h i n e n

end-

(S. 54).

Gesetze b e d ü r f n i s g e m ä ß zu

binieren, u m d u r c h I n t e g r a t i o n die g e g e b e n e n T a t s a c h e n u n d zu

(S. 58),

(S. 56), sie v e r w e n d e t

(S. 52) u n d K o r k d i c h t u n g e n

Dabei weiß sie die p h y s i k a l i s c h e n

Porosität

entsprechender

einfachen

zu e r b a u e n ,

die

n u r d u r c h Z u s a m m e n w i r k e n ihrer K o n s t r u k t i o n s b e s t a n d t e i l e f u n k t i o n i e r e n können.

Dies gilt n a m e n t l i c h f ü r d a s P u m p w e r k , d a s der P f l a n z e einen

u n s technisch noch u n v e r s t ä n d l i c h e n W a s s e r h u b e r l a u b t , f e r n e r die

hy-

draulische

Röhren,

Be-

Saugkraft

und

hälter und

Presse

der

Hydathoden,

eine e n t s p r e c h e n d e

Verdunstung

zusammenwirken

bei der

Konstruktion

Porosität,

außer der

m ü s s e n , u m die e n t s p r e c h e n d e

Leistung

zu vollbringen. Diese

eine

Konstruktion

des

Pflanzenkörpers

genügte

schon,

i h m mit R e c h t t e c h n i s c h e E r f i n d u n g s k r a f t zuschreiben zu k ö n n e n .

um

III. Die chemischen Leistungen der Pflanze. Es ist unter Botanikern ein Gemeinplatz, d a ß bereits die kompliziertesten chemischen

Leistungen elementar plasmatischer

Natur

sind.

Als Beweis dienen allgemein die z y m o g e n e n und p a t h o g e n e n B a k t e r i e n mit ihrer großartigen Produktion der verschiedensten Enzyme,

die

nebst

(Saccharomyces)

den

entsprechenden

Leistungen

F a r b s t o f f e und der

Hefepilze

die Grundlage f ü r eine Anzahl der wichtigsten

schen Prozesse des täglichen Lebens, sowie Von chemischen zweigen abgeben, so d a ß man nicht mit Unrecht die

chemi-

Industrie-

Saccharomyceten

als die wichtigsten aller bekannten Pflanzen bezeichnet h a t . Die n a m h a f t e s t e n dieser Enzyme (angesichts der großen Zahl dieser Stoffe ist nur eine Auswahl möglich) sind das die D e x t r i n g ä r u n g der Melasse hervorrufende Stoffwechselprodukt des Froschlaichpilzes (Streptococcus

mesenterioides),

ferner das Enzym, welches an der

beteiligt ist und von Streptococcus

Micrococcus gärung

acidi

lactici

tyrogenes

Käsereifung

ausgeschieden wird.

scheidet die Ursache der

Milchsäure-

aus, nicht zu verwechseln mit dem Bazillus gleichen Namens,

auf dem nicht nur das Gerinnen der Milch, sondern auch so wichtige Techniken wie die S a u e r k r a u t b e r e i t u n g

beruhen.

Micr.

viscosus

ist ver-

antwortlich f ü r die S c h l e i m g ä r u n g des W e i n e s , M. urae f ü r die faulige Zersetzung des Harnes. (Bacterium

aceti),

Ganz besonders wichtig ist das E s s i g b a k t e r i u m

das Alkohol vergärt und Essigsäure bildet.

beruht

eine Millionenindustrie.

Werte

auch

durch

das Bact.

Neuerer Zeit entstehen bulgare,

mit

dessen

Hilfe

Auf ihm

entsprechende allein

man

J o g h u r t bereiten k a n n . Bacillus

butyricus

stellt ein schädliches Enzym her, das die Milch

zur B u t t e r s ä u r e g ä r u n g

bringt.

Es sind also die c h e m i s c h e n

Industrien

der

Essigfabrikation,

Joghurtbereitung, Käserei, Sauerkrautherstellung, die nicht möglich wären,

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

64

wenn nicht Pflanzen die notwendige chemische Vorarbeit leisten würden, die der Chemiker nur kontrolliert und in ihrem Ablauf vor störenden Einflüssen schützt. Nimmt man dazu die Z y m a s e P r o d u k t i o n durch den S a c c h a r o m y c e s pilz, der zur a l k o h o l i s c h e n

G ä r u n g und durch sie zur Bereitung von

Wein, Bier, Schnaps und zur Brotherstellung die Möglichkeit gibt, und mit den A l k o h o l i n d u s t r i e n

im Deutschen Reich

allein im

Jahr

an

3000 Millionen neue Werte schafft, so erübrigt sich für mich jede weitere Beweisführung, daß die Pflanzenplasma mit seiner chemischen Leistungsfähigkeit ein technischer Faktor ersten Ranges sei. Aber nicht diese Beweisführung liegt mir am Herzen. Die Abscheidung von Enzymen und Toxalbuminen, so variabel und feinabgestuft, daher bewunderungswürdig sie auch sei, bedeutet doch nur eine einfache sekretorische Leistung des Plasmas. Daran bestand von vornherein kein Zweifel, daß sich unter den Abscheidungen der Zelle welche befinden werden, die von nützlicher chemischer Qualität sind.

Frappie-

rend daran ist höchstens die b e s o n d e r e chemische Qualität der Enzyme, die derzeit von der synthetischen Chemie noch nicht nachgemacht werden kann, so daß hierin die lebende Substanz vorläufig ein unerreichbares Vorbild des Chemikers ist. Worauf es mir vielmehr ankommt, ist, zu zeigen, d a ß die Zelle — im b e s o n d e r e n die P f l a n z e n z e l l e — dem C h e m i k e r

in v i e l e n

das m e t h o d i s c h e V o r b i l d

bietet,

Beziehungen das von ihm

bislang unbewußt, in Zukunft aber sicher oft, mit Erfolg

absichtlich,

durch sein Studium nachgeahmt wurde und werden wird. Bisher hat die chemische Technik etwa folgende Zelleistungen imitiert: 1. Den Vorgang der Lösung. 2. Das Umrühren von Lösungen. 3. Den Vorgang des chemischen Abbaues (Analyse). 4. Den Vorgang des chemischen Aufbaues (Synthese). 5. Den Vorgang der Oxydation. 6. Die Kristallisation. 7. Den Vorgang der Lichterzeugung. 8. Die Herstellung von Säuren. 9. Den Prozeß der Photosynthese. 10. Die Herstellung von Farbstoffen. 11. Die Herstellung "von Fetten.

Die chemischen Leistungen der Pflanze. 12. D a s

Ü b e r f ü h r e n v o n einem

Aggregatzustand

65 in einen

anderen

(Sublimieren). 13. D a s Destillieren. 14. D e n D u r c h t r i t t v o n

Gasen.

15. Die A n w e n d u n g d e r Osmose. 16. Die A n w e n d u n g v o n 17. E l e k t r o l y t i s c h e 18. E l e k t i v e

Filtern.

Vorgänge.

Vorgänge.

19. Die A u f b e w a h r u n g v o n c h e m i s c h e n

Stoffen.

20. Die E n t l e e r u n g a u f b e w a h r t e r S t o f f e . 21.

Kondensation.

22. D e n V o r g a n g d e r

Reduktion.

23. Die H e r s t e l l u n g v o n

Kolloiden.

24. Die H e r s t e l l u n g v o n Alkohol. 25. Die H e r s t e l l u n g v o n

Salzen.

26. Die H e r s t e l l u n g v o n

Gasen.

27. Die H e r s t e l l u n g v o n P a r f ü m e n . 28. Die H e r s t e l l u n g v o n Gläsern

(Quarzglas).

29. Die A u t o r e g u l a t i o n c h e m i s c h e r V o r g ä n g e (also die L e i s t u n g des Chemikers selbst). W e n n es u n s g e l i n g t , die E x i s t e n z d e r g e n a n n t e n Vorgänge Beweis

im " P f l a n z e n l e b e n erbracht,

physikalischen das

ebenfalls

Beispiel

von

Substanzen

nachzuweisen,

die w i c h t i g s t e n

Technik

glänzendste

Lebens

daß

einwandfrei

nur

dann

Prinzipien ein

technischer

der

Fall,

ist

und der

chemo-

allerdings

Imitation

des

sind.

An sich v e r s p r i c h t dieser U n t e r s u c h u n g s g a n g n i c h t weniger a n z i e h e n d zu w e r d e n , als es die B e t r a c h t u n g d e r P f l a n z e v o m S t a n d p u n k t des M a s c h i n e n i n g e n i e u r s a u s gewesen ist.

U n d ü b e r die W i c h t i g k e i t dieses N a c h -

weises in w i s s e n s c h a f t l i c h e r wie sachlicher B e z i e h u n g auch n u r ein W o r t zu verlieren, h i e ß e E u l e n n a c h A t h e n

tragen.

1. Der Vorgang der Lösung. Der C h e m i k e r v e r s t e h t u n t e r d i e s e m

Begriff die Vereinigung

eines

s t a r r e n , flüssigen o d e r g a s f ö r m i g e n K ö r p e r s m i t einem flüssigen zu e i n e r g l e i c h m ä ß i g e n F l ü s s i g k e i t , wobei d e r u r s p r ü n g l i c h e S t o f f " w i e d e r h e r g e s t e l l t France,

D i e E r f i n d u n g e i l der P f l a n z e n .

5

66

D i e c h e m i s c h e n Leistungen der Pflanze.

wird, w e n n m a n ihm d a s L ö s u n g s m i t t e l e n t z i e h t .

Als Beispiel diene eine

Salzlösung in W a s s e r , aus d e r sich d a s Salz wieder a b s c h e i d e t , w e n n d a s Wasser verdunstet. Von dieser E i g e n s c h a f t der S u b s t a n z e n m a c h t die Chemie reichlichsten G e b r a u c h u n d ihre A r b e i t w ä r e o h n e L ö s u n g e n k a u m d e n k b a r , wobei die g e b r ä u c h l i c h s t e n

L ö s u n g s m i t t e l W a s s e r , Alkohol, Ä t h e r ,

Chloroform,

Benzin u. dgl. m e h r , n a m e n t l i c h a b e r die beiden e r s t e r e n sind. D a s e l e m e n t a r s t e L ö s u n g s m i t t e l , n ä m l i c h d a s V/asser, ist n u n , wie auch hier s a t t s a m e r ö r t e r t , d e r P f l a n z e in reichem M a ß e z u r V e r f ü g u n g u n d zwar wird es f a s t i m m e r bereits in G e s t a l t einer L ö s u n g a u f g e n o m m e n , sowohl als B o d e n w a s s e r , wie als' R e g e n w a s s e r d u r c h die B l ä t t e r .

In letz-

t e r e m Fall e n t h ä l t es K o h l e n s ä u r e , a u c h M i n e r a l s ä u r e n , im ersteren v o r allem die Salze d e r w i c h t i g s t e n Metalloide, die von d e r P f l a n z e zu i h r e r Ernährung verwendet werden. Diesp A r t v o n Pflanzenzelle.

L ö s u n g liegt n u n freilich a u ß e r d e m

Verdienst

der

N i c h t a b e r j e n e b e i d e n , welche d a s klassische Vorbild aller

c h e m i s c h e n L ö s u n g s a r b e i t e n zu sein v e r d i e n e n , n ä m l i c h die L ö s u n g v o n Z u c k e r in den Assimilationszellen, sowie die f e s t e n welche die P f l a n z e Q u e l l u n g s e r s c h e i n u n g e n

Lösungen,

durch

und

Gallertbildungen

hat

als

hervorbringt. Die

Assimilation

der

Kohlensäure

erstes

Produkt

n i c h t die E n t s t e h u n g von S t ä r k e z u r Folge, s o n d e r n es bildet sich Z u c k e r , d e r v o n d e m Zellsaft d e r assimilierenden Zellen gelöst u n d erst d a n n Stärke übergeführt wird. s t a t t , w e n n im M a l z ,

in

D a s gleiche f i n d e t bei d e m u m g e k e h r t e n P r o z e ß

also im k e i m e n d e n

Zucker übergeführte Stärke, zuerst

G e r s t e n s a m e n , die wieder in

als Z u c k e r l ö s u n g in den Zellen

des

E n d o s p e r m s so lange g e s p e i c h e r t bleibt, bis sie v o n den Saugzellen des Scutellums Auch

aufgesogen wird.

a n d e r e S t o f f e v e r m a g so die P f l a n z e aus i h r e m

Stoffwechsel

a b z u s o n d e r n u n d in wässerigen Lösungen zu h a l t e n . Dies gilt im b e s o n d e r e n , u m a u s d e r Ü b e r f ü l l e einschlägiger T a t s a c h e n n u r ein Beispiel zu n e n n e n , von den I n u l i n e n ,

die b e k a n n t l i c h d e r R e s e r v e s t o f f d e r D a h l i e n

des T o p i n a m b u r s ( H e l i a n t h u s t u b e r o s u s ) s i n d .

oder

Diese K ö r p e r sind

n i c h t in f e s t e r F o r m a b g e l a g e r t wie die S t ä r k e , s o n d e r n im Zellsaft ( u n d z w a r kolloidal) gelöst, sogar in einer K o n z e n t r a t i o n bis zu 1 5 % -

Aus dieser

w e r d e n sie d a n n von d e r P f l a n z e in F r u c h t z u c k e r ü b e r g e f ü h r t , in welchem Z u s t a n d eine W a n d e r u n g erfolgt, die j a kolloidalen S u b s t a n z e n v e r w e h r t ist.

Die chemischen Leistungen der Pflanze. Dabei während sche

versteht des

die Pflanzenzelle

Prozesses

Gesetz

zu

beruht.

ändern,

Wir

den

Löslichkeitskoeffizienten

worauf

können

67

das sogenannte

eine

solche

Saussure-

Löslichkeitskurve

nur durch T e m p e r a t u r ä n d e r u n g e n oder durch Zusatz fremder herstellen.

Substanzen

So w i r d d i e L ö s l i c h k e i t d e s s a l p e t e r s a u r e n N a t r o n s in W a s s e r

v e r r i n g e r t d u r c h d i e G e g e n w a r t v o n K o c h s a l z , d a g e g e n die v o n s a l p e t e r saurem

Blei e r h ö h t d u r c h d i e G e g e n w a r t v o n s a l p e t e r s a u r e m

Diese komplizierten

t e c l m i k d e r P f l a n z e n z e l l e ein K i n d e r s p i e l , . Fähigkeit

in

ihrer

Kali.

L e i s t u n g e n d e s C h e m i k e r s s i n d fiir die

Ernährung

höchst

Im b e s o n d e r e n

vorteilhaft

Chemo-

h a t sie

dadurch

diese

ausgenützt,

d a ß bei g e n ü g e n d e r V e r d a u u n g g e w i s s e Salze in d e n O r g a n i s m u s

relativ

reichlicher

längst

eintreten

als W a s s e r

(von

Knop

und

Biedermann

festgestellt). An

der

Tatsache

der

Lösung

bis

nahezu

zur

Konzentration

l ä ß t sich d e m n a c h n i c h t m e h r z w e i f e l n . Ebensowenig Bezeichnung

an der

versteht

Herstellung f e s t e r

der

moderne

Lösungen.

Chemophysiker

Unter

dieser

hauptsächlich

die

halbflüssigen Stoffe. Eine

ganz

besondere Kunst übt das Pflanzenprotoplasma

gelegent-

lich d e r H e r s t e l l u n g v o n f e s t e n L ö s u n g e n a u s , als die m a n die G a l l e r t e n b e t r a c h t e n k a n n , s o w i e v o r allem d i e q u e l l b a r e n M e m b r a n e n !

Zwischen

Q u e l l u n g u n d L ö s u n g ist k e i n p r i n z i p i e l l e r U n t e r s c h i e d , n u r ein g r a d u eller;

Wasseraufnahme

zwischen

die T e i l c h e n e i n e r S u b s t a n z , Q u e l l u n g a b e r d u r c h b e g r e n z t e ( v a n

Lösung

t'Hoff).

Diese

erfolgt

durch

unbeschränkte

Quellungsfähigkeit der pflanzlichen Zellbestandteile und

d u k t e ist n u n a u ß e r g e w ö h n l i c h v e r s c h i e d e n .

Pro-

V e r k o r k t e M e m b r a n e n quellen

g a r n i c h t o d e r k a u m , d a g e g e n n e h m e n die v o n A l g e n z e l l e n a u s g e s c h i e d e n e n G a l l e r t e n bis zu 2 0 0 Teile W a s s e r auf u n d q u e l l e n d a d u r c h so a u f , d a ß weite lockere Polster von Schleim e t w a eine D e s m i d i a c e e oder tonkieselalge hat,

nimmt

umgeben

auch

( A b b . 13).

Plank-

Wie seinerzeit S a c h s nachgewiesen

die t r o c k e n e verholzte W a n d u n g

der Pflanzenzelle

48

bis 51 °/ 0 W a s s e r a u f . F ü r die P f l a n z e s e l b s t h a t diese Q u e l l u n g s f ä h i g k e i t e i n e l e b e n s w i c h t i g e , ja notwendige digen

B e d e u t u n g ; b e r u h t j a d o c h alles W a c l r s t u m

Substanz

auf

vorausgehender

einandertreiben der Elementarteilchen, d a n n i n t u s s u s z e p t i v die neue S u b s t a n z

Quellung, zwischen

d. h.

auf

der einem

deren Hohlräumen

einlagert. 5*

lebenAussich

68

Die chemischen Leistungen der Pflanze. Die

und

menschliche

den

mit

nennenswerte

ihr

Technik

verknüpften

Anwendungen

hat

dagegen

kolossalen

von

der

Kräften

Quellung

kaum

noch

gemacht.

R o d e w a l d ( J a h r b . d . V e r s u c h s s t a t i o n e n v. J . 1894) h a t n a c h g e w i e s e n , d a ß d i e Q u e l l u n g s k r a f t , w e l c h e ein S t ä r k e k o r n e n t w i c k e l t , n u r d u r c h e i n e n

Abb. 31. Die Friedhofsbirke von Hannover, welche durch den Wachstumsdruck den schweren Grabstein hob. (Nach F r a n c e . )

D r u c k von 2532 A t m o s p h ä r e n aufgehoben werden könnte.

Da 1 Atmo-

s p h ä r e e i n e m D r u c k v o n 1 k g auf d e n Q u a d r a t z e n t i m e t e r O b e r f l ä c h e e n t s p r i c h t , h a b e n w i r in d e r Q u e l l u n g s e n e r g i e e i n e A r b e i t s l e i s t u n g v o r u n s , d i e wieder

an die h y d r a u l i s c h e n Pressen

Denn

ein

aus

Stärkekörnern

erinnert,

hergestellter

d e m z u f o l g e bei p a s s e n d e r A n o r d n u n g

sie a b e r n o c h ü b e r t r i f f t . Würfel

dem Gewicht

von

von

1 m3

würde

2 5 , 2 3 Millionen

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

69

Z e n t n e r 1 e n t g e g e n w i r k e n k ö n n e n , eine geradezu schwindelnde Perspektive,

technische

d i e alle t e c h n i s c h e n H i r n e auf d a s I n t e n s i v s t e b e s c h ä f t i g e n

m u ß in e i n e r Z e i t ,

d i e d e r m a ß e n auf d a s A u f b a u e n u n d A u f f i n d e n n e u e r

N a t u r k r ä f t e a n g e w i e s e n ist, wie d i e u n s e r e . Die einzige p r a k t i s c h e

Anwendung,

die m a n

b i b i t i o n s e n e r g i e m a c h t , ist p r i m i t i v g e n u g .

bislang von

der

m a n in B e r g w e r k e n als S p r e n g m i t t e l , d a s in F e l s r i t z e n s o g a r d e n sten Granit mit Leichtigkeit

Im-

Quellen d e s H o l z e s b e n j t z t härte-

zersprengt.

Die a n d e r e A n w e n d u n g , d a ß f i n d i g e A n a t o m e n d i e h ä r t e s t e n

Schädel-

k a p s e l n s p r e n g e n , i n d e m sie d i e H ö h l u n g m i t e i n g e w e i c h t e n , d a h e r q u e l lenden

S a m e n füllten, h a t ja n u r den W e r t einer

Dagegen

macht

die N a t u r

oft genug

Spielerei.

d e m s o l a n g e f ü r sie

blinden

Auge des Menschen eine prachtvolle Quellungsleistung (bzw. W a c h s t u m s leistung) vor. zersprengt

O f t s i e h t m a n n ä m l i c h im G e b i r g e e i n e n m ä c h t i g e n

oder gar gehoben

hervordrängenden

durch

Wurzel- oder

d e n sich

Stammteil.

zwischen Und

Fels

oder unter

die

ihm

Friedhofsbirke

zu H a n n o v e r ( A b b . 31), die e i n e n s c h w e r e n G r a b s t e i n h o b , ist z u m viel bestaunten

Kuriosum

geworden.

Das

Kurioseste

daran

a b e r ist

wohl,

d a ß so viele sie s a h e n u n d n i c h t auf d e n G e d a n k e n g e r i e t e n , d a ß die N a t u r uns damit raten

wieder

einmal

eine i h r e r u n e r s c h ö p f l i c h e n

Kraftquellen

ver-

hat.

2. Das Umrühren von Lösungen. W e n n der C h e m i k e r eine Lösung herstellt, sagt ihm die d a ß sich d e r d a m i t

angestrebte

Prozeß rascher und

Erfahrung,

vollständiger

voll-

z i e h t , w e n n er d i e L ö s u n g u m r ü h r t , d . h . i h r e B e s t a n d t e i l e s t ä n d i g m i s c h t . Es wird d a m i t zugleich die B i l d u n g von S e d i m e n t e n u n d

Kristallisationen

v e r h i n d e r t , d i e bei z u r R u h e g e k o m m e n e n , e i n i g e r m a ß e n

konzentrierteren

Lösungen unausbleiblich

sind.

Dieses U m r ü h r e n gilt e b e n s o g u t f ü r S u s p e n s i o n e n , k e i t e n , in d e n e n u n l ö s l i c h e

S u b s t a n z e n in f e i n e r Z e r t e i l u n g

d.h.

Flüssig-

schwimmen,

wie f ü r L ö s u n g e n s e l b s t u n d h a t in d e r T e c h n i k m e h r f a c h e w i c h t i g e A n wendung gefunden.

1

Als R ü h r g e b l ä s e

in d e n

Strahlapparaten,

um

Es entsprechen den 100 x 100 x 100 ccm = 1000000 ccm Quellungsmasse pro Kubikzentimeter 2523kg Quellungsäquivalens, das sind 2 5 2 3 0 0 0 0 0 0 kg, zu je 100 kg gerechnet also 25,23 Millionen Tonnen.

70

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

durch

Einblasen von Luft a m Behälterboden

zu s e t z e n , in w i c h t i g s t e r

Anwendung

F l ü s s i g k e i t e n in

a b e r im

Holländer

Bewegung

des

Papier-

fabrikanten.

Abb. 32.

Die

Rührwerk in einer Braupfanne, maschinelles Gegenstück der Plasmarotation. (Deutsches Museum München.)

Papierfabrikation

schneidung der

Rohmaterialien,

Drehtrommeln

durch

Hadernkocher

beruht

bewegliche

also

auf

gegebenen

Stoßmesser,

unter einem bedeutenden

l a n g in K a l k l a u g e g e k o c h t w e r d e n .

einer

möglichst Falles worauf

feinen

Zer-

der Hadern

in

die

im

Stücke

Innendruck mehrere

Stunden

Schon hier wird d a s U m r ü h r e n besorgt,

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

indem der

Kugeldrehkocher

erhalten wird.

(vgl. Abb. 32) die

71

langsamer

Rotation

Dann k o m m t die Masse in den H o l l ä n d e r , um sie end-

gültig zum Halb- und Ganzzeug zu zerkleinern; damit sie aber gleichmäßig durch Zirkulation

den Zermalmungsapparat d u r c h g e h t , erhalten

Waschtrommel

und,

desgleichen

muß

sie

wird, sie wieder in dann

auch

in

der

rotieren.

Dabei ist das H a u p t a u g e n m e r k auf möglichst gleichmäßige Arbeit,

Abb. 33. Rührtrommel zur Erzaufbereitung, ein maschinelles Gegenstück der Plasmazirkulation. ( S a m m l u n g des Deutschen Museums München.)

also besonders sorgfältiges Umrühren gerichtet.

Erreicht wird es durch

die Drehung der Behälter, auch durch die S t o f f t r e i b e r , die meist als turbinenartige Schaufelräder, namentlich in den Holländern,

eingesetzt

sind, um das „ Z i e h e n " des Stoffes zu begünstigen. Auch in der Farbenfabrikation, wo es auf gleichmäßiges

Mischen

gesättigter Lösungen und Suspensionen a n k o m m t , spielt das Umrühren die gleiche wichtige Rolle, wie bei so vielen chemischen Prozessen des Alltags, deren Symbol der K o c h l ö f f e l geworden ist.

Bei der F ä r b e r e i

72

D i e c h e m i s c h e n Leistungen der P f l a n z e .

muß

die

Gespinstfaser

b e s t ä n d i g in d e r

Farbstofflösung, der

Flotte,

u m h e r g e z o g e n w e r d e n , d a m i t sich alle Teile g l e i c h m ä ß i g f ä r b e n . dienen

die

Strangfärbemaschinen

und

der

Jigger,

Hierzu

deren

Prinzip

i m m e r die A u f r e c h t e r h a l t u n g einer Z i r k u l a t i o n ist. ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

Wie besorgt n u n die P f l a n z e

^ B s l a l ^ ^ i l ^ ^ g ^

d a s gleiche B e d ü r f n i s ? muß umzu-

j ^ H B H H H H ^ ^ H H I

um

deren

Absetzen

Kristallisation hindern; durch

außerdem

zu wird

Umrühren

der

Ablauf

von

mäßige

wechselvorgängen leistet.

Und

vernur

gleichStoffgewähr-

so

sehen

wir

d e n n in f a s t allen Zellen m i t intensivem nicht

S t o f f w e c h s e l , eine

einmal

Zirkulation

ganz

langsame

und

Rotation

des P r o t o p l a s m a s deren zeit

noch

sind. niker

nicht

Als

zeichnet

die

der

be-

der

Botadie

wandständigen

dem

mehr

oder

P l a s m a z i r k u l a t i o n in e i n e m

m i n d e r z e n t r a l gelegenen K e r n

D a s P l a s m a zirkuliert

vermittelt

Stränge.

Stark

entlang

vergrößert.

K erner-Hansen.)

(Nach

wird,

verschiedene

wobei

oft

Strömungsrich-

t u n g e n in ein- u n d d e m s e l b e n dünnen

a n d e r vorbei passieren..

Bei d e r

g a n z e P l a s m a m a s s e wie ein d i c k e r , Wand

der-

übersehbar

Bewegung,

dem

Plasma und A b b . 34.

Gange,

Zirkulation

hierbei

zwischen

Kiiibishaar.

im

bewegende Kräfte

Rotation

Plasmastrang

dagegen

bewegt

anein-

sich

die

in sich g e s c h l o s s e n e r S t r o m an

der

entlang.

F ü r d i e - Z i r k u l a t i o n gilt als b e k a n n t e s t e s Beispiel die P l a s m a b e w e g u n g in vielen

Pflanzenhaaren;

f ü r die m e h r v e r b r e i t e t e

Rotation

kann

Die chemischen Leistungen der Pflanze. man

als Belege n e n n e n

die Zelle v o n

73 die Vorkeime

Vallisneria,

von

A r m l e u c h t e r a l g e n ( C h a r a ) , oder die W u r z e l h a a r e zahlreicher P f l a n z e n . Im

allgemeinen

beschleunigt

die

Temperaturerhöhung

die

Schnellig-

k e i t d e r S t r ö m u n g , so d a ß sie, die im u n g ü n s t i g s t e n F a l l n u r die H u n d e r t stel

eines M i l l i m e t e r s

steigert.

in

der Minute b e t r ä g t , sich d a n n

E s w e r d e n d a b e i die g r ö ß e r e n K ö r p e r (z. B.

bis zu

10 m m

Chlorophyllkörner)

l a n g s a m e r v o n d e r S t e l l e b e w e g t als i h r e U m g e b u n g , so d a ß sie o f t S t u n d e n brauchen,

bevor

sie

etwa

die

gegenüberliegende

Zellenseite

erreichen.

A u s d i e s e n V e r h ä l t n i s s e n h e r a u s l ä ß t sich d i e B e d e u t u n g u n d nik der P l a s m a s t r ö m u n g richtig u n d leicht M a n t r i f f t sie m i t V o r l i e b e in H a a r e n , also s t e t s a n , d e m und

damit

Wurzelhaaren,

eine

Salzlösung,

Die W u r z e l h a a r e s a u g e n die

leitung weitergegeben werden m u ß . Die

b e s o n d e r s in

Stoffwechsel entweder besonders nahestehenden

ihm besonders e n t r ü c k t e n Stellen. auf

Tech-

beurteilen.

Salze d i f f u n d i e r e n d u r c h

an

das

oder

Bodenwasser ihrer

Saft-

D a s g e h t n u r auf o s m o t i s c h e m

Röhrensystem

Weg.

die h i n t e r e Z e l l w a n d

in d i e

E s m u ß also s t e t s die v o r n a u f g e n o m m e n e s t ä r k e r e

Nachbarzelle.

Lösung nach

rück-

w ä r t s g e b r a c h t w e r d e n , d i e N o t w e n d i g k e i t e i n e s s t e t e n U m r ü h r e n s ist somit ohne weiteres gegeben. Die

auf

den

Blättern

oder

Blüten

U m r ü h r e n s aus der gleichen Ursache. ihres P l a s m a s a n

die

nügend

durch

von

den

stehenden

Osmose

bedürfen" des

Sie b r i n g e n d a d u r c h s t e t s j e n e Teile

diosmierende Membran die

Haare

heran,

vermittelten

die n o c h n i c h t geNährstoffen

erhalten

haben. Die R o t a t i o n f i n d e t sich b e s o n d e r s h ä u f i g in pflanzen.

d e n Zellen v o n W a s s e r -

D a s ist n u r zu v e r s t ä n d l i c h , w e n n m a n w e i ß , d a ß die u n t e r g e -

g e t a u c h t l e b e n d e n G e w ä c h s e kein Z i r k u l a t i o n s s y s t e m b e s i t z e n . ihnen Gefäße und deren feinste Verzweigungen.

Es fehlen

D a m i t also ein A u s t a u s c h

d e r S t o f f e , die v o n d e r g e s a m t e n O b e r f l ä c h e a u s d e m W a s s e r a u f g e n o m m e n w e r d e n , in d i e s e n P f l a n z e n e r f o l g e n k a n n , m u ß i h r P l a s m a in j e d e r Zelle zirkulieren. An

den

funktionellen

Übereinstimmungen

und pflanzlichen R ü h r a p p a r a t e n verschiedener Umrühren

ist

die

dabei

l ä ß t sich

angewandte

m e i s t als R o t a t i o n ,

durch

also

zwischen nicht

Technik.

äußere,

menschlichen

zweifeln. Wir

mechanische

Um

so

besorgen

das

Mittel

(vgl.

die S t r a n g f ä r b e m a s c h i n e n o d e r d i e i n d e n H o l l ä n d e r e i n g e s e t z t e n T r e i b e r ) , die

Pflanze

kann

dazu

innere

(lebendige)

Kraft

verwenden,

die

uns

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

74

n i c h t zu Gebote s t e h t u n d die ihr ein besonders gutes Mischen, nämlich d a s Zirkulieren erlaubt, das wir wohl mit unseren R ü h r a p p a r a t e n a n s t r e b e n , aber in dieser Vollkommenheit nie erreichen.

3 . Die

( A b b . 33.)

Kristallisation.

Die H e r s t e l l u n g von Kristallen vollzieht sich in der Natur

im

größten

Maßstab

und

in

vollkommenster

anorganischen

Weise

in

Fels-

s p a l t e n , die von v u l k a n i s c h e n D ä m p f e n oder juvenilen Wassern bestrichen werden,

oder

in

denen

sich

aus

lange

stehenden

gesättigten

Sicker-

wässern Sedimente bilden. Die Chemie u n d die ihr folgende Technik h a t das Bedürfnis e m p f u n d e n , diese

Vorgänge der N a t u r

nachzuahmen

folgende H a u p t g e s e t z e der K r i s t a l l i s a t i o n Kristalle

und

hat

dabei

etwa

festgestellt:

k ö n n e n n i c h t n u r d a n n gebildet werden, wenn

a b g e k ü h l t e r s t a r r e n , sondern auch, wenn die Lösungen

Dämpfe

kristallisierbi.ier

K ö r p e r k o n z e n t r i e r t e r werden oder w e n n zwei Lösungen die sich gegenseitig zersetzen u n d einen neuen kristallisierbaren

K ö r p e r bilden, lang-

s a m , wenn auch durch Scheidewände z u s a m m e n k o m m e n . Eine regelmäßigeAusbildung der Kristallflächen erfolgt n u r an den frei in die Flüssigkeit r a g e n d e n Teilen u n d sie werden d e s t o schöner, je l a n g s a m e r die stallisation vor sich geht!

Kri-

N a m e n t l i c h schädlich sind hierbei T e m p e r a t u r -

s p r ü n g e , w e s h a l b m a n als K r i s t a l l i s a t i o n s g e f ä ß e s t e t s schlechte W ä r m e leiter w ä h l t (mit Vorliebe Holz in der Kristallisationsindustrie).

Stört

m a n die K r i s t a l l b i l d u n g z. B. d u r c h U m r ü h r e n oder schnelle A b k ü h l u n g , so e r h ä l t m a n K r i s t a l l m e h l e u n d

Kristallsand.

Besonders v o r t e i l h a f t auf die Kristallisation wirken r a u h e

Flächen,

F r e m d k ö r p e r , v o r h a n d e n e Kristalle usw., so d a ß m a n in der Praxis, z. B. bei der S o d a f a b r i k a t i o n , bei der K a n d i s z u c k e r h e r s t e l l u n g ,

Fäden

u n d S t r o h h a l m e in die Flüssigkeit s p a n n t . An der Herstellung von Kristallen sind Chemie u n d Industrie d u r c h a u s interessiert, d a es sich herausgestellt h a t , d a ß die Kristalle die Subs t a n z , aus der sie bestehen, in g r ö ß t e r Reinheit e n t h a l t e n . Auch k a n n m a n durch

Kristallisieren

aus einer L ö s u n g v e r s c h i e d e n e , chemische

Körper

isolieren. Die

Technik

hat

ferner gefunden,

wässerigen Lösungen gewonnen w e r d e n .

daß

Kristalle

am

Stets ist d a n n die

besten

aus

Kristallisa-

75

Die chemischen Leistungen der Pflanze. tion d a v o n abhängig, zogen

d a ß d e m g e l ö s t e n K ö r p e r sein L ö s u n g s m i t t e l

S c h l i e ß l i c h l ä ß t sich die K r i s t a l l i s a t j o n s f o r m a u c h b e e i n f l u s s e n . m a n z. B. gestalt. Das

ent-

wird.

K o c h s a l z in r e i n e m W a s s e r , d a n n

k r i s t a l l i s i e r t es in

Mischt m a n aber Harnstoff d a z u , so e n t s t e h e n

Gesetz

ist d e m n a c h ,

d a ß die

Löst

Würfel-

Kochsalzoktaeder.

„Lösungsgenossen"

eines

Stoffes,

Abb. 35. Kristalle (morgensternförmige Drusen) von oxalsaurem Kalk im Markparenchym. Originalaufnahme von Frau Dr. F r i e d r i c h .

w e n n sie a u c h in s e h r g e r i n g e r M e n g e v o r h a n d e n s i n d , E i n f l u ß auf Kristallisationsform Von diesen

haben.

Erfahrungsregeln und

technik ausgiebigen

die

Gebrauch, nicht

Gesetzen nur

im

macht nun

Laboratorium

die

Chemo-

(namentlich

als sog. S u b l i m i e r e n ) , s o n d e r n a u c h als G r o ß b e t r i e b bei d e r D a r s t e l l u n g von A l a u n , - S o d a ,

Kandiszucker,

Malachitgrün,

Kupfervitriol,

F u c h s i n u n d v i e l e n a n d e r e n S t o f f e n , die m a n k r i s t a l l i s i e r e n l ä ß t , u m sie r e i n h e r z u s t e l l e n u n d sie d a n n k r i s t a l l i n i s c h o d e r g e m a h l e n in d e n bringt.

Handel

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

76 Sehen

wir

nun

zu,

wieviel

sich

die P f l a n z e v o n

dieser

Chemo-

t e c h n i k angeeignet oder ob sie g a r eigene M e t h o d e n b e s i t z t , die die u n s e r e n ü b e r t r e f f e n oder ihnen vorbildlich sind. D a s W i c h t i g s t e dieser F r a g e n wird d u r c h e i n e n Blick in p f l a n z l i c h e Gewebe

bejaht.

Die

Pflanze versteht

es,

Kristalle

herzustellen

A b b . 35) u n d n a c h d e m sich auch solche in r a s c h w ü c h s i g e n (Closterium)

(vgl.

Algenzellen

u n d P i l z f ä d e n f i n d e n , die n u r wenige T a g e oder auch

nur

S t u n d e n leben, bedarf sie dazu o f f e n b a r k ü r z e r e Zeit als u n s e r e C h e m i k e r . In den H y p h e n m a n c h e r Pilze e n t s t e h e n n a d e i f ö r m i g e Kristalle, sich zu s t r a h l e n f ö r m i g e n K ö r p e r n ( A b b . 39), sogen.

die

Sphärokristallen

z u s a m m e n s c h l i e ß e n ; in den Zellen d e r K e i m b l ä t t e r aller

Leguminosen

( b e s o n d e r s aber der E r b s e u n d B o h n e ) sind sehr s c h ö n e Kristalle v o n Eiweißkörpern zellen

(sog. A l e u r o n k r i s t a l l o i d e )

zu s e h e n ; in den

Stärke-

d e r K a r t o f f e l k n o l l e liegen ab u n d zu p r a c h t v o l l e W ü r f e l solcher

E i w e i ß k ö r p e r , im A l e u r o n der L e g u m i n o s e n r h o m b i s c h e P l ä t t c h e n

und

T ä f e l c h e n , in den abgefallenen B l ä t t e r n vieler B ä u m e u n d S t r ä u c h e r s c h ö n e Oktaeder

v e r w a c h s e n e r Kristalle

und

besonders

häufig

morgenstern-

f ö r m i g e K r i s t a l l d r u s e n aus o x a l s a u r e m K a l k , die m a n z . B . net

und

jederzeit im R i n d e n p a r e n c h y m

Dagegen

zeigt sich

kohlensaurer

der L i n d e

ausgezeich-

antreffen

K a l k in G e s t a l t v o n

kann.

Kristallsand,

welche F o r m d e r o x a l s a u r e K a l k auch in der R i n d e d e r F l e c h t e n in den P i l z e n a n n e h m e n k a n n . ausgebildete

Kristalle

im

zirkulierenden

v o n Cucurbita)

eingeschlossen.

(ich

Beispiele

nenne

permen,

als

und

O f t sind auch kleine u n d allseitig schön In

Plasma

den

(z. B. in den

Membranen

n u r Mesembryanthemum,

Haaren

vieler

Gewächse

besonders

Gymnos-

d e r B a s t von A b i e t i n e n ) lagern sich w a h r e

Kristallhäute

a b (Fig. 36). Besonders

merkwürdig berühren

m a g den

die

Tatsache,

im

Blattstiel

d e r Zelle an b e s o n d e r e

Zellstoff-

d a ß überaus groß und schön

ausgebildete

verschiedener A r o i d e e n ,

Lumen

fäden

aufgehängt

sind;

im

andere

Chemiker

Kristalldrusen

hervorragend

harmonisch

ausgebildete

Kristalle in d e r R i n d e v o n P l a t a n e n u . a. sind an die Zellwand a n g e w a c h s e n u n d m i t einem oft r e c h t r a u h e n u n d d i c k e n Z e l l s t o f f h ä u t c h e n ü b e r z o g e n . N e b e n diesen K r i s t a l l e n , die alle d e m q u a d r a t i s c h e n S y s t e m a n g e h ö r e n ( b e s o n d e r s h ä u f i g sind K o m b i n a t i o n e n des P r i s m a s m i t d e m gibt

es in d e r P f l a n z e ü b e r a u s h ä u f i g noch Kristalle d e s

b i s c h e n Systems.

Diese erscheinen als N a d e l n , w e r d e n d a h e r

Oktaeder),

klinorhomRaphiden

D i e c h e m i s c h e n Leistungen der Pflanze.

genannt

und

(namentlich

liegen

als

Liliaceen

Nadelbündel und

besonders

Aroideen)

in

77

bei

den

Monokotyledonen

Blatt-

und

Stengel-

zellen; g a n z allgemein t r e t e n sie bei vielen P f l a n z e n , d e n e n sie S o m m e r s ü b e r f e h l t e n , im H e r b s t Zellen a u s g e l e e r t ,

d. h . die

Substanzen

aus

wurden

andere

und

auf,

ihnen

wenn

die

brauchbaren herausgezogen

Lösungsverhältnisse

entstanden. Werten Tatsachen so

wir an

nun

diese

denen

der

botanischen

Chemotechnik,

erblicken w i r b e w u n d e r n d

erstaunlichsten

wieder die

Übereinstimmungen.

Qie P f l a n z e b e d i e n t sich bar

bei ihren

zipes

der

Lösung,

also offen-

K r i s t a l l i s a t i o n e n des P r i n -

mehr

oder minder

d e r ein Teil des

gesättigten

Lösungsmittels

e n t z o g e n wird ( H e r b s t r a p h i d e n ) , sich

die

Zweck den

Kristallisation

wodurch

einleitet.

Ihr

ist o f f e n b a r d e r gleiche, wie der,

unsere

Kristallisationsindustrie

ver-

f o l g t : m a n s u c h t in beiden Fällen Stoffe in

großer

Reinheit

abzuscheiden.

Die

P f l a n z e t u t es o f f e n b a r d e s h a l b , u m A b fallstoffe, Ballast

wie

die

im

figurierenden

Stoffwechsel kohlensauren

als und

o x a l s a u r e n K a l k e g r ü n d l i c h los zu w e r d e n . Es gelingt ihr dies a u c h in solcher

Voll-

k o m m e n h e i t , d a ß o f t die K r i s t a l l d r u s e (vgl. A b b . 39) den g r ö ß e r e n Teil des Kristallis a t i o n s g e f ä ß e s , d. h . d e r Zelle, in d e r sie

A b b . 36. E i n e Spikularzelle v o n Welwitschia

m i t einer

Kristall-

sich bildet, e i n n i m m t , w a s j e d e n C h e m i k e r

h a u t n a c h A r t der „ S a l z h ä u t e "

mit

der c h e m o t e c h n i s c h e n Industrie.

Neid

erfüllen

offenbar nur

muß.

dadurch

„Mutterlauge",

Es

möglich,

ist daß

dies

(Nach

die

d. h . die K r i s t a l l i s a t i o n s -

lösung,

d u r c h die M e m b r a n h e r e i n d i f f u n d i e r t

wieder

herstellt.

auch

in d e r

Sachs.)

Der

Kniff

Pflanzentechnik

mit

nicht

den

und

stets

ausgespannten

unbekannt

die

Sättigung

Schnüren

(Aroideen),

-und

ist wie

D i e c h e m i s c h e n Leistungen der Pflanze.

78

in u n s e r e n F a b r i k e n bringt er auch dort die schönsten Kristalle hervor. Die

Bildung

der

Raphiden

beruht

zweifelsohne

auf

der

Einwirkung

von Lösungsgenossen. Kristallsand und kleine Kristalle, sowie „ S a l z h ä u t e " sind dem

Botaniker ebenso geläufig wie d e m

Kristallisationstechniker.

Und es ist n u n ein Forschungsziel, zu e r g r ü n d e n , ob hierbei die Zirkulation des Zellinhaltes wirklich beteiligt ist, wie aus der Analogie h e r a u s geschlossen werden k a n n . J e d e n f a l l s sind

alle Grundprinzipien

der Kristallisationstechnik

im

C h e m i s m u s der Pflanze v e r w i r k l i c h t ; sie beruhen auf der A k t i v i t ä t ihres Zellplasmas, gehören also ebenfaHs in das große Gebiet der O r g a n p r o j e k tionen.

4.

Die S u b l i m a t i o n i m P f l a n z e n r e i c h .

Die Sublimation ist bekanntlich eine A b a r t der Kristallisation

und

eine der den Chemikern am längsten b e k a n n t e n Operationen (die K u n s t der

Alchemisten

war

vorwiegend

Sublimation

und

Destillation),

s t a r r e , flüchtige Körper von nicht flüchtigen zu t r e n n e n .

um

W i r bedienen

u n s hierzu der W ä r m e , erhitzen einen Glaskolben oder Kessel am Boden und

fangen

die

dadurch

flüchtig

gewordenen

H u t oder schon im Hals des Kolbens wieder auf.

Substanzen

in

einem

N u r wenn die D ä m p f e

sich weniger leicht kondensieren lassen, leitet man sie in besondere R ä u m e . ( A b b . 37.)

Solches ist z. B. der Fall bei der Sublimation von Schwefel,

-wodurch S c h w e f e l b l u m e n hergestellt w e r d e n . stellen

wir

Sublimat Jod,

Quecksilberchlorid erhalten h a t ;

Pyrogallussäure

industrie,

welche

her,

das

Auf die gleiche Weise

vorzugsweise

den

so e n t s t e h e n gereinigter Z i n n o b e r ,

Salmiak,

u n d viele andere Stoffe der chemischen

zugleich

gewöhnlich

kristallinisch

Namen

gewonnen

Großwerden.

Alle a n d e r e n A n w e n d u n g e n der Sublimation als einer Ä n d e r u n g des Aggregatzustandes

und

k e n n t die Chemie nicht.

dadurch

bewirkte

Reinigung mittels

Hitze,

Aber sie m u ß diesem Begriff auch die Reini-

g u n g von S u b s t a n z e n d u r c h Gefrierenlassen u n t e r o r d n e n .

Es ist doch eine

Sublimation, w e n n Meerwasser gefriert und sich d a d u r c h sein G e h a l t an Salzen ausscheidet, wodurch sich reines Süßwassereis bildet. Solche Vorgänge h a t n u n auch der Chemismus der Pflanzenzelle hervorgebracht.

Der wichtigste d a v o n ist die Lösung der Stärke in den Zellen

u n d i h r - n a c h h e r i g e s Auskristallisieren.

D i e chemischen Leistungen der Pflanze.

79

W e n n m a n junge Blätter einer kräftig assimilierenden Pflanze nachm i t t a g s abschneidet, das Blattgrün durch Einlegen in Alkohol entzieht und sie d a n n in eine schwache jodlösung bringt, färben sie sich tiefblau, weil ihre Zellen voll Stärke sind. Wenn man aber diesen Versuch mit der

Abb. 37.

gleichen

Kondensationsemrichtungen bei der Sodafabrikation nach Leblanc. (Deutsches Museum München.)

P f l a n z e vor

Jod gelblich.

Sonnenaufgang

deren blauen Strich sehen. handen,

die

wiederholt,

bleibt

das

Blatt

im

N u r in den H a u p t n e r v e n wird man den einen oder anübrige

Dort sind eben noch Spuren der Stärke vor-

ist als Zucker verflüssigt und durch die Abzugs-

rohre der Gefäße ausgewandert.

Wohin gelangt diese W a n d e r s t ä r k e ?

In die verschiedensten Organe. Sie wird von den Zellen zur E r n ä h r u n g ver-

80

D i e c h e m i s c h e n Leistungen der Pflanze.

verwendet

oder

in g r o ß e m M a ß s t a b in d e n S t ä m m e n

(Stärkebäume),

F r ü c h t e n ( G e t r e i d e ) o d e r in Knollen ( K a r t o f f e l ) a b g e l a g e r t . Mit a n d e r e n ^ A

Worten, H

P

k

aus

dem

Abzugsrohr

vvird die Z u c k e r f l ü s s i g k e i t wieder kristallisiert, aus d e r allgemeinen

«

^

H

H

B

k

Z e l l s a f t l ö s u n g wird n u r

Jm ' Mi

ffi

scher

Mß''fl^^S^ggSW^BH^ riß

flBfw^jjvSiTTM^^^^Hi \

v.

/ \

Form,

körner

die

man

Stärke-

nennt.

W e n n m a n eine alkoholische

•.. ™ ' ' • • ' . ^ f w ^ m ! 'f

l; |

C6H10O5

a b g e s c h i e d e n in s p h ä r o k r i s t a l l i n i -

Lösung

von

Amylodextrin

-rMWSffi

kristallisieren

•/

k ü n s t l i c h e S t ä r k e k ö r n e r von gleichem mikrokristallinischen

'".

läßt,

erhält

man

Bau. hat A r t h u r

Diesen erforscht

und

(Abb.

in

Ein

38) von

also g e n a u wie

die

ihn

folgender

Weise:

ist ein

Sphärc-

Stärkekorn

kristall

Meyer

schildert

trichitischem so

zusammengesetzt,

Kristalle,

Laboratorium

Bau,

die m a n

aus einer

lauge v o n o r g a n i s c h e n

im

Mutteroder

an-

o r g a n i s c h e n Salzen e r h ä l t . Abb. 38.

Die

Entstehung

der

körner

der

Zelle

Sublimation

einer

in

durch

Zuckerlösung.

dextrinskelett halten dünnter

durch

B

eines

Sphärokristall

öjähriges Speichel mit

Amylo-

Stärkekornes,

Schwefelsäure

handlung mit

= Das

Stärke-

Liegen und bei

in

erver-

8tägige 4 0 ° C.

Trichiten

BeC

=

(Schema).

(Nach A. M e y e r . )

Sie

b e s t e h e n a u s zahllosen, f e i n s t e n , strahlig angeordneten konzentrischer sich

um

einen

Nadeln

Schichtung, zentralen

in die

oder

e x z e n t r i s c h gelegenen M i t t e l p u n k t anordnen. Die U m b i l d u n g

der

Stärke

in Z u c k e r u n d u m g e k e h r t erfolgt unter dem Einfluß der D i a s t a s e

(Amylase),

die in d e n v e r s c h i e d e n e n

T y p e n d e r G l u k o s e , M a l t o s e , G r a n u l ö s e a u f t r i t t u n d o f f e n b a r in j e d e r Zelle g e b i j d e t w e r d e n k a n n .

Die T e m p e r a t u r s c h e i n t hierbei n i c h t o h n e

E i n f l u ß zu sein. K a r t o f f e l n , welche bei 0 — 6 ° C a u f b e w a h r t sind, w e r d e n

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

81

s ü ß (wie d e m P r a k t i k e r a u s d e n M i e t e n n u r allzu b e k a n n t i s t ) ;

ihre S t ä r k e

verwandelt

Verbringen

sich

in

Zucker,

welcher

Prozeß

aber

durch

in e i n e T e m p e r a t u r v o n m i n d e s t e n s 1 0 ° C w i e d e r r ü c k l ä u f i g w i r d .

Noch

r a s c h e r e r f o l g t d a s gleiche P h ä n o m e n in d e r R i n d e v o n L i n d e n

(Tilia)

oder Birken (Betula). Bringt

man

sie

im

W i n t e r in ein w a r m e s Z i m m e r , so w i r d d a r i n schon binnen Stunden

einigen

Stärke

ge-

b i l d e t , die sich e b e n so r a s c h in d e r K ä l t e w i e d e r in Z u c k e r z u rückverwandelt. An den T a t s a c h e n läßt

sich

also

nicht

Ihr

Ver-

wird

uns

zweifeln. ständnis

aber wesentlich näher gebracht, sie

wir

wenn

mit

den

Subli-

mationsvorgängen Laboratorium Chemikers

im des

in

eine

Parallele stellen. Es

sind

Ände-

rungen des Aggregatzustandes, Umkristallisierungen mit

dabei

einher-

gehender

Reini-

Abb. 39. A = Sphärokristalle von Inulin künstlich hergestellt. B = Die gleichen in den Wurzelknollen von, Dahlia variabilis. C = Kristalle aus Helianthus tuberosus. D,E = Ein großer Kristall aus der gleichen Pflanze. F = Sich absetzendes Inulin aus einer wässerigen Lösung. (Alles stark vergrößert. Nach S a c h s . )

gung,

also

dem

Wesen

nach

Sublimationsvorgänge,

und

Stärkebildung Nur

die

Methode

Temperaturänderung aber chemischen France,

der der eine

Reagentien

die

Pflanzenzelle

Rolle;

(eben den

D i e E r f i n d u n g e n der P f l a n z e n .

in

der

Zucker-

entgegentreten.

P f l a n z e ist a n d e r s . gewisse

uns

die

W o h l s p i e l t a u c h in i h r Hauptwirkung

E n z y m e n ) zu, welche wir 6

kommt nicht

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

82

nachmachen können. Diastase,

indem

D a h e r b e n u t z e n wir die von der Pflanze hergestellte

wir

sie

aus

Gersten malz

mit

Alkohol

ausziehen.

B e w u n d e r n d k o n s t a t i e r e n wir, d a ß 1 Teil D i a s t a s e 5 0 0 0 0 Teile S t ä r k e m e h l umwandelt;

i m g r o ß e n w e n d e n w i r diese T a t s a c h e b e i m

in d e r B r a u e r e i

an;

deswegen

sehen

Maischprozeß

wir uns genötigt,

Tausende

von

H e k t a r m i t G e r s t e zu b e s t e l l e n , weil w i r s e l b s t kein M a l z h e r s t e l l e n k ö n n e n . A u c h h i e r ist ein G e b i e t , w o d e r C h e m i k e r v o r d e r P f l a n z e d e n zog u n d sie die Ü b e r l e g e n e r e

5. Kolloid

ist

das

Die .Herstellung von große

kürzeren

ist.

neue

Kolloiden.

Zauberwort

des

modernen

Chemikers

u n d e i n e n e u e W i s s e n s c h a f t , die K o l l o i d c h e m i e , b e g i n n t seit a n d e r t h a l b J a h r z e h n t e n i h r e g o l d e n e n F r ü c h t e zu Man

versteht

unter

einer

tragen.

kolloidalen

Substanz

einen

sehr

s c h w e r o d e r g a r n i c h t k r i s t a l l i s i e r e n d e n K ö r p e r , d e r in L ö s u n g a u ß e r o r d e n t lich

langsam

weiß,

diffundiert.

Leim; man

Solche k o l l o i d a l e L ö s u n g e n sind

Gummi,

k a n n sie a b e r a u c h m i t K i e s e l s ä u r e , T o n e r d e ,

o x y d e n , s o g a r m i t E l e m e n t e n wie G o l d , Silber o d e r P l a t i n Es

Ei-

Metall-

ansetzen.

ist d a m i t e i g e n t l i c h e i n e A r t n e u e r A g g r e g a t z u s t a n d

geschaffen,

f ü r d e n w i r V e r s t ä n d n i s a m b e s t e n g e w i n n e n , w e n n w i r z. B. e i n e zentrierte Lösung von Wasserglas mit Salzsäure versetzen.

Es

kon-

entsteht

d a b e i Kieselsäu-re u n d K o c h s a l z u n d d i e e r s t e , d u r c h A u s w a s c h e n z i e m l i c h r e i n h e r s t e l l b a r , b r e i t e t sich als v o l u m i n ö s e

Gallerte

aus.

D a s ist ein

Kolloid. E r h i t z e n w i r d i e s e s K o l l o i d , e r h a l t e n w i r ein P u l v e r , d a s im g a s g e b l ä s e zu e i n e m d u r c h s i c h t i g e n Wenn wandelt Da

wir

dieses

Glas ( Q u a r z g l a s )

außerordentlich

langsam

erkalten

es sich in l a u t e r k l e i n e K r i s t a l l e n a c h A r t d e s haben

wir

also, mehrere Aggregatzustände

den glasigen, kristallinischen u n d

lassen,

ver-

Bergkristalls.

desselben

kolloidalen, den m a n

Knall-

schmilzt.

Elements,

als „ f e s t , n i c h t -

kristallinisch" definieren kann und von dem B ü t s c h l i einen sehr zarten, wabig-zelligen Bau nachgewiesen h a t (vgl. Abb. 40). Die m o d e r n e C h e m o t e c h n i k s c h u f sich n u n , v o n d i e s e n G r u n d b ö g r i f f e n ausgehend, eine neue Begriffssprache, deren Elemente hier nicht u m g a n g e n w e r d e n k ö n n e n ; d a w i r sie j a d a n n a u f d i e L e i s t u n g e n d e r P f l a n z e n z e l l e n anwenden

wollen.

Die kolloidalen

Lösungen

in W a s s e r ,

Alkohol

usw.

83

Die chemischen Leistungen der Pflanze. nennt man H y d r o s o l e ,

Alkoholosole,

a u s g e f ä l l t e Kolloid ein G e l .

k u r z S o l e u n d d a s aus i h n e n

A u s den Solen lassen sich n i c h t d a z u gehörige

B e i m e n g u n g e n auf o s m o t i s c h e m W e g d u r c h M e m b r a n e n h i n d u r c h reinigen

(Dialyse).

Seit F a r a d a y , gesetzt, die

leicht

Bredig

Metallhydrosole

allerdings

sehr

und Z s i g m o n d y auf

sind wir in den

elektrolytischem

unbeständig

sind

und

das

Weg

Metall

Stand

herzustellen,

bald

ausfallen

lassen. Diese

Ausflockung

(Pektisation),

durch

Kochen

gewöhnlich

be-

s c h l e u n i g t , ist ü b e r h a u p t allen Solen eigen, s c h e i n t a b e r d u r c h V o r h a n d e n sein von E l e k t r o l y t e n b e e i n f l u ß t zu w e r d e n . gesetzt geladene Hydrosole einander aus. loide,

im

Metalle,

besonderen wovon

Quecksilber

die

gegen

die

J e d e n f a l l s fällen e n t g e g e n -

A u c h e r h ö h e n o r g a n i s c h e Kol-

Eiweißkörper,

die

Beständigkeit

Arzneimittelfabrikation Lues)

Gebrauch

macht.

kolloidaler

(z.B.

Durch

kolloidales

die

Ausflockung

e n t s t e h e n d a n n die Gele (also die im W a s s e r unlöslichen Kolloide), d e n e n der P l a s m a w a b e n b a u eigen ist. Von diesen K e n n t n i s s e n m a c h t n u n die C h e m o t e c h n i k sten

Gebrauch.

Rubinglas herzustellen; das moderne ein

Hydrosol

ausgedehnte-

D u r c h kolloidale G o l d l ö s u n g e n l e r n t e sie d a s herrliche

im

Fluorkalzium

Milchglas

enthalten

ist.

ist ein

Glas, in

O f f e n b a r sind auch

E d e l s t e i n e ä h n l i c h e s , wie w i r es b e r e i t s v o n d e n G l a s u r f a r b e n

dem die

wissen.

P e k t i s i e r t e M e t a l l h y d r o s o l e d i e n e n z u r H e r s t e l l u n g v o n Gold- u n d Silberspiegeln

auf

Glas.

Die

Fabrikation

der W o l f r a m l a m p e n

verwendet

hin u n d wieder d a s Gel d e s W o l f r a m m e t a l l s ; Gele spielen in der ramik machen.

ihre bedeutende Ähnliche

mentbildung,

denn

Rolle, u m

Vorgänge wirken die kolloidale

die

b i l d s a m e Masse

auf

Zementbereitung

Grundmasse

Ke-

plastischer-zu und

Ze-

ist d a s B i n d e m i t t e l

des

Z e m e n t s , ein Fall, d e r u n s s o f o r t in d e r B o t a n i k n o c h e i n g e h e n d e r wird beschäftigen müssen. Alle K l e b e s t o f f e ( L e i m e , K i t t e ) sind Kolloide. ihrer P o r o s i t ä t e n o r m e M e n g e n v o n benutzt

man

sie als F i l t e r ,

D a die Gele bei

Flüssigkeit aufzusaugen

zur Herstellung; von

vermögen,

kolloidalen

Dia-

phragmen. Die

wabige

Struktur

d e r Kolloide

verleiht

ihnen

die

Eigenschaft

d e r A d s o r p t i o n , w o r u n t e r m a n b e k a n n t l i c h die m e r k w ü r d i g e

Erschei-

n u n g v e r s t e h t , d a ß an d e r O b e r f l ä c h e vieler S t o f f e , die v e r s c h i e d e n s t e n 6*

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

84

Substanzen (auch Gase und Flüssigkeiten) mit großer Kraft festgehalten werden. liebe

Namentlich

adsorbiert.

Färben

Kolloide werden wieder von Kolloiden mit

Hierauf

beruht

der T e x t i l f a s e r n .

sowohl die L a c k b i l d u n g

Vor-

wie das

Bei dem ersteren Vorgang handelt es sich

um die Adsorptionsfähigkeit des Tonerde-Gels, bei dem Färben um kolloidale Lösungen (Farbstoffe), die an der Faser, die sich ähnlich wie ein Gel verhält, besonders adsorbieren.

Geht das nicht ohne weiteres, pflegt

man den zu färbenden Stoff zuerst zu „ b e i z e n " , das heißt:

man im-

prägniert ihn mit dem kolloidalen Tonerdehydrat. Schließlich

stellt

auch

das

Gerben

einen

Prozeß

der

Kolloid-

chemie dar, denn die tierische Haut ist ein Gemisch von eiweißähnlichen Substanzen im Gelzustande.

A u c h die Gerbstoffe

sind

kolloidal gelöst,

somit ist das Gerben nichts anderes als eine Reaktion zwischen Kolloiden. Seife ist ein typisches Gel; darum zergeht sie im Wasser gallertig ( S c h m i e r s e i f e ist es immer).

Seifenbereitung ist also nichts anderes als die Her-

stellung eines Gels. Pektisationsprozesse

benutzen

wir

bei der

Abwasserreinigung;

auch das Vermögen der Ackererde, die Salze der Alkalien

an sich

zu

ziehen, ist eine A n w e n d u n g des Adsorptionsgesetzes, so daß die B o d e n fruchtbarkeit

letzten

Endes

auf

den

Gesetzen der

Kolloidbildung

beruht. Die

Photographie

arbeitet

bei

Herstellung

ihrer

Silberemul-

s i o n e n mit diesen Gesetzen und so könnte diese Liste noch erheblich verlängert werden, da sich immer neue Anwendungsmöglichkeiten

un-

serer Kenntnis von den Kolloidgesetzen ergeben, welche offenbar mit zu den wichtigsten Naturgesetzen gehören. Schon bei dieser Aufzählung ist es ersichtlich, daß eine ganze Anzahl kolloidaler Techniken nur durch die Vorarbeit des lebendigen möglich ist und eigentlich nur eine Kopie der technischen

Stoffes

Leistungen

der N a t u r darstellt. Das

Protoplasma

Plasmaprodukte

sind

ist der T y p u s typische

eines

Sols und

sämtliche

Gele!

D a s ist eine Erkenntnis, die in der modernen Biologie noch nicht gebührend durchgedrungen ist, aber sämtliche physiologischen Problemstellungen Das

von Grund auf beeinflussen und fruchtbarer gestalten wird. Plasma

ist

im lebenden

Zustand

von

dem gleichen

wabig-

zelligen B a u (Abb.40,42) wie die Kolloide; es besitzt, wenigstens in gewissen

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

85

3 4 Abb. 40. Plasmastrukturen, i = Zelle mit F l e m m i n g s c h e r Filarstruktur, 2—3 = Bakterien mit W a b e n s t r u k t u r , 4 = Oscillatoria mit Zentralkörper und Wabenstruktur. Sehr stark vergrößert. (Nach F r a n c é . )

86

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

Ruhezuständen,

die gleiche

S e i f e n s c h a u m , eine

S t r u k t u r wie

Tatsache,

die seit i h r e r E n t d e c k u n g d u r c h 0 . B ü t s c h l i als ein K u r i o s u m g e w e r t e t , nun

in

ganz anderes Licht rückt.

D u r c h diesen

B a u ist

Wachstum

u n d Q u e l l u n g e r s t m ö g l i c h , u n d die P o r o s i t ä t aller z e l l u l ä r e n verständlich.

J e t z t e r s t s i n d die im v o r v o r i g e n A b s c h n i t t

wunderbaren

Kräfte

und

Tatsachen

quellender

dargestellten

Membranen

Forschungsbereich der Chemophysik eingeordnet.

Gebilde in

den

(Abb. 42.)

Die T a t s a c h e n d e r P e k t i s a t i o n sind d e n Biologen l ä n g s t g e l ä u f i g gewesen u n d e r s t v o n i h r e m F o r s c h u n g s b e r e i c h a u s in die Chemie ü b e r n o m m e n worden. D a ß sich e n t g e g e n g e s e t z t g e l a d e n e H y d r o s o l e g e g e n s e i t i g a u s f l o c k e n , ist n u r d e r c h e m o p h y s i k a l i s c h e A u s d r u c k f ü r die l ä n g s t g e m a c h t e rung der A g g l u t i n a t i o n

der B a k t e r i o l o g e n u n d

Die G r u b e r - W i d a l s c h e die Bazillen e i n e r 6 — 1 2

Probe

Stunden

Erfah-

Kliniker.

b e r u h t auf d e r B e o b a c h t u n g ,

alten T y p h u s b o u i l l o n k u l t u r

daß vom

B l u t s e r u m eines an T y p h u s E r k r a n k t e n n o c h in s e h r g r o ß e n V e r d ü n n u n g e n abgetötet werden.

und

dabei

zusammengeballt

(agglutiniert

Sie ist d a h e r sowohl im klinischen wie

oder

ausgeflockt)

Veterinär-medizinischen

L a b o r a t o r i u m v o n e m i n e n t e r d i a g n o s t i s c h e r B e d e u t u n g , wird also täglich angewendet

u n d die A g g l u t i n i n e

sowie die H ä m o l y s i n e ,

auf

denen

sowohl die U h l e n h u t h - F r i e d e n t h a l s c h e n V e r s u c h e u n d F e s t s t e l l u n g e n der B l u t s v e r w a n d t s c h a f t wie die z u m t ä g l i c h e n „ B r o t " d e s m o d e r n e n Klinikers

gehörige W a s s e r m a n n s c h e

ablenkung Exaktheit

beruht,

haben

uns

e r ö f f n e t , d a ß sie in a b s e h b a r e r

auf m e d i z i n i s c h e m

der

Komplement-

Methoden

von

Zeit eine g a n z e

solcher

Umwälzung

G e b i e t e n a c h sich z i e h e n w e r d e n .

Die A b w a s s e r r e i n i g u n g der N a t u r v o r g ä n g e , in d e n

Reaktion

diagnostische

unserer

Städte

die seit u n d e n k b a r e n

Flüssen, Teichen

und

ist eine e i n f a c h e

Z e i t e n in g r ö ß t e m

Seen s t a t t f i n d e t u n d

Kopie

Maßstabe

unter dem

Einfluß

v o n A g g l u t i n i n e n v o r sich g e h t . Eminent

biologisch

sind

schließlich

Gallertebildung, des Klebens und Solche V o r g ä n g e sind d e m ich

brauche

Tatsachen

als

Illustration

die

Vorgänge

der

Adsorption,

Festhaltens.

Botaniker ohne weiteres geläufig.

dazu nur

eine

Blütenlese

Und

hierhergehöriger

auszustreuen.

Die T a n g e ( A b b . 4 1 ) im S ü ß w a s s e r wie im Meer s e n d e n v i e l v e r z w e i g t e H a f t f ä d e n a u s , die a n f e s t e n G e g e n s t ä n d e n ( B a l k e n , S t e i n e n ) so i n t e n s i v

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

87

Abb. 41. Rhizoiden als kolloidale Organe der Pflanzen. A = Habitusbild des Nordseetanges Lessomia, der gleich einem Laubbaum aufrecht steht und sich nur mit seinen H a f t f ä d e n am Boden festhält. (Nach H o o k e r . ) B = In den Sand eingesetzte Pflanze der Alge Bryopsis mit „Wurzeln". (Nach Noll.) C = Hafter von Spirogyra. (Nach W i l l e . )

88

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

h a f t e n , d a ß o f t e h e r die Stiele o d e r A l g e n f ä d e n a b r e i ß e n , als d a ß sich diese R h i z o i d e n loslösen l a s s e n .

Sie s i n d f e s t v e r k i t t e t d u r c h eine k o l l o i d a l e

M e m b r a n b i l d u n g g a l l e r t i g e r N a t u r , d i e d e m L e i m als u n e r r e i c h b a r e s Vorbild in m e h r als e i n e r B e z i e h u n g d i e n e n In g l e i c h e r W e i s e „ w a c h s e n " a u c h

kann. Bodenteilchen

( W u r z e l h a a r e ) der W u r z e l n , die R h i z o i d e n und

Baumrinden,

letzten

Endes w e r d e n

an die

der F l e c h t e n

auch

die

Saugfäden an

Steine

Zellmembranen

Abb. 42. Protoplasmastrukturen in Pflanzen. A und B = Spaltöffnungszelle des Farnes Polypodium mit gut sichtbaren Waben und körnigem Kern. (Nach Stauffacher.) in

den

kittet,

Geweben

durch

solche

Adsorption

aneinander

eine T a t s a c h e v o n h o h e r p h y s i o l o g i s c h e r u n d

ge-

mechanischer

Be-

d e u t u n g , d i e b i s h e r in d e r B o t a n i k n o c h g a r k e i n e B e a c h t u n g g e f u n d e n h a t . Damit

sind p f l a n z l i c h e

wendigen- E l e m e n t a r b a u sind

die

Kitte

hergestellt,

Vielzeller

Kalkausscheidungen

cladiaceen Zemente,

der

der

bestimmt

die f ü r d e n sind.

Meerestange,

oder der C o c c o l i t h o p o r i d e n

lebensnot-

Nichts z.B.

( A b b . 4 3 ) als

bei d e n e n m o l e k u l a r e r K a l k d u r c h ein k o l l o i d a l e s

der

anderes Dasy-

pflanzliche Bindemittel

D i e chemischen Leistungen der Pflanze.

89

verkittet ist. Auch an p f l a n z l i c h e n L e i m e n fehlt es nicht.

Sie sind

entweder harzig, wie z. B. das H a r z , das die Deckschuppen der Knospen der Bäume verklebt

(man

denke

an die harztriefenden

Knospen

der

K a s t a n i e n b ä u m e im April) oder ausgesprochener Leim, wie z. B. an den Blütenstielen der P e c h n e l k e Ring wird

bei diesen

Blütenstiel

umzogen,

(Lychnis

Pflanzen um

Visearía).

Mit einem

der

klebrigen

__

nektar-

raubende Insekten, besonders Ameisen (Abb. 44) fernzuhalten oder gar festzuleimen,

was jeder Pflanze wieder-

^y'mgBMÄ^SXQ^^'

zwar solcher der besten Art, ist enthalten im V o g e l l e i m der M i s t e l dienen,

den

Samen

an

den

aBfiKSgElg^ -

Ästen

Afe&^aS'-

festzuleimen, was gewöhnlich in der

'^KsHRs^^BBk!^''

Weise geschieht, daß Vögel die Beeren

' "Ä

verzehren, den Inhalt entweder durch Abputzen

ihres

Schnabels

Zweigen

abstreifen, oder die

mit den

noch

Viscin,

vom

an

f W ;

den

Samen

if ,f

Leim klebrigen

f

•

d . h . Pflanzenleim wird

auch von gewissen Pollenzellen (z. B. Fuchsia),

mS&^Tpf

J B l ^

Weidenröschen (Epilobium),

überhaupt bei der Familie der A l p e n rosen, d e r O n a g r a c e e n , O r c h i d e e n

Abb. 43.

ausgeschieden; es h a f t e t den Zellen in langen

Fäden a n ,

verklebt

sie mit-

einander, und dient dazu, um Viscin gehört

Eine Kalkalge der südliehen Meere,

die

Pollen

leicht

anzuheften.

Dieses

mit seiner Klebrigkeit zu den besten aller vorhandenen

Klebemittel und würde allen Wettbewerb der menschlichen Technik aus dem Felde schlagen, wenn es nur in größeren Mengen gewonnen industriell n a c h g e m a c h t werden könnte.

oder

(Vgl. Abb. 45.)

F i l t e r b i l d u n g e n der Pflanzen sind vom Botaniker leicht nachzuweisen, desgleichen k o l l o i d a l e D i a p h r a g m e n .

Dies ist neuerer Zeit

auch schon den Chemikern aufgefallen; so spricht Prof. K. A r n d t

aus-

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

90

d r ü c k l i c h d i e Z e l l w ä n d e d e r P f l a n z e n als M u s t e r b e i s p i e l k o l l o i d a l e r D i a phragmen an. bewahrung

Als F i l t e r g e l t e n d i e s t e l l e n w e i s e , in d i e z u r E i w e i ß a u f b e -

und

Umwandlung

sog. S i e b p l a t t e n .

Abb. 44.

Ein

bestimmten

Siebröhren

F i l t e r im v o l l k o m m e n e n

eingelagerten

S i n n d e s W o r t e s sind

Pechnelke (Lychnis Viscaria), die am Blütenstiel hinaufkriechende Insekten festgeklebt h a t . (Original von F r a u Dr. F r i e d r i c h . )

a u c h die Z e l l w ä n d e d e s h i e r s c h o n w i e d e r h o l t e r w ä h n t e n P i l z e s

Pilobolus

(vgl. S. 17 u n d A b b . 2 b ) u n d s e i n e r V e r w a n d t e n , d a d u r c h sie W a s s e r tropfen austreten. d e r vielzelligen Lösungen

F i l t e r s i n d s c h l i e ß l i c h a u c h alle Z e l l w ä n d e im G e f ü g e

P f l a n z e n , d a sie n i c h t

Durchtritt

durchsetzt sind.

gestatten,

sondern

nur

auf

auch

osmotischem von

Weg

allerfeinsten

Durch diese treten ebenso zarte P l a s m a f ä d e n

den Poren

(Plasmo-

D i e chemischen Leistungen der Pflanze.

91

desmen genannt) von Zelle zu Zelle hinüber. Ein einziges Netz und Maschenwerk ist auf solche Weise durch die Pflanze hergestellt; man versteht,

Abb. 45. Alpenrose (Rhododendron), die ihre Pollenkörner durch Pflanzenleim (Viscin) miteinander verklebt. An den Blättern sind auch Drüsen zu sehen.

warum die zwar an sich so empfindliche, aber so wenig

bewegliche

Pflanze keines N e r v e n s y s t e m s bedarf (sie hat an den Plasmodesmen Ersatz), man versteht aber auch, woher prompt ohne Nerven eine R e i z -

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

92

l e i t u n g in ihr s t a t t f i n d e t und eine Durchwanderung von Stoffen, die mit der Osmose allein gar nicht erklärbar wäre.

Eigentlich müßte

man,

um den Tatsachen ganz gerecht zu werden, sagen, d a ß ein Netz von F i l t e r f ä d e n durch die Pflanze ausgespannt ist, wie man es gelegentlich mancher Experimente zur Überleitung von Flüssigkeiten anwendet. Hierbei spielt auch

noch

der in den

Zellen

herrschende

Saftdruck, der

T u r g o r die gleiche Rolle, wie sie der Techniker in den

sog.

Filterpressen

(Abb. 46) vorsieht, die er anwendet, um Suspensionen von dem Wasser zu befreien.

Abb. 46.

Man beachte, wie sehr der Bau einer solchen

Kammer-

K a m m e r f i l t e r p r e s s e der Z u c k e r f a b r i k a t i o n . ( B e d e u t u n g s t a b e n u n d nähere B e s c h r e i b u n g im T e x t . )

der

Buch-

p r e s s e dem eines parenchymatischen Pflanzenteiles, wie er den größten Teil pflanzlicher Gewebe auszumachen pflegt, gleicht. Diese Filterpressen bestehen

aus einer großen Zahl von

schmalen,

zerlegbaren K a m m e r n , deren W ä n d e große Filterflächen darstellen, aber auch noch durch dünne Kanäle miteinander verbunden sind. Jede Filterplatte besteht aus einer auf beiden Seiten F,

Platte ist,' von bar ist. will.

auf deren beiden Flächen der auf c

unserer

Abbildung

kannelierten

je eine gelochte

Platte

nur ein

Stück (b) sicht-

kleines

ist die Z u t r i t t s ö f f n u n g f ü r die Masse, die man

befestigt abpressen

Auf die gelochten Platten b werden nun Filtertücher gelegt, die je

zwischen den Filterplatten angepreßt werden.

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

93

Diese P l a t t e n (auf der großen Abbildung mit F bezeichnet) werden mittels ihrer K l a p p e n (rf) an den Trägern ( ß ) aufgehängt, dann preßt man sie durch das Anziehen eines K o p f s t ü c k e s (C) gegen das Widerlager ( D ) . E s ist dann zwischen den T ü c h e r n eine Reihe von F i l t e r k a m m e r n g e schaffen, aus denen sich die Flüssigkeit durch das F i l t e r t u c h und die gelochten P l a t t e n gegen die s e n k r e c h t kannelierte P l a t t e a ergießt, um von da zu den H ä h n e n (e) zu fließen, durch die man sie ablassen k a n n . Zugeleitet wird der abzupressende Saft durch das R o h r £ , zur Ableitung dient die R ö h r e G. So g e w i n n t

man

z. B . den Zuckersaft

aus dem

Scheideschlamm

in der Z u c k e r f a b r i k a t i o n ; andere Verwendungen sind die E n t w ä s s e r u n g von

Farbstoffen,

Stärkemehl,

die Herstellung

von

Stearin

und

vieles andere m e h r . W e n n man diese Maschine mit den E i n r i c h t u n g e n der Pflanze v e r gleicht,

findet m a n Ü b e r e i n s t i m m u n g e n bis zu minutiösen

Einzelheiten.

Den R ä u m e n zwischen den Filtertüchern entsprechen die Zellen des G e webes, die im Holz sogar (als L i b r i f o r m oder H o l z t r a c h e i ' d e n ) äußere

langgestreckte

kammern.

Den

Zellen m i t g e h ö f t e n lich n i c h t

und schmale

durchlochten

geahnt

Gestalt

Platten

T ü p f e l n ( A b b . 47),

hat,

fabriken kopiert werden.

daß

sie

von

besitzen

entsprechen von den

wie

im

denen

die

Filter-

Nadelholz man

Maschinen

es

der

die die

wahrZucker-

A b e r die Ü b e r e i n s t i m m u n g zwischen

beiden

ist f r a p p a n t . Der Botaniker die

Filtration

bezeichnet dies kolloidale D i a p h r a g m a ,

durch

das

erfolgt, als L a m e l l e ( F i g . 48), der T e c h n i k e r (Fig. 4 6 )

setzt an ihre Stelle die zwei a n e i n a n d e r stoßenden F i l t e r t ü c h e r der b e nachbarten

Filterkammern.

( F i g . 4 8 ) , das ist für den P l a t t e ( F i g . 4 6 c).

Und

was

Xechniker

der B o t a n i k e r die Pore

nennt

die Einzelöffnung seiner gelochten

D e r Innenraum seiner F i l t e r k a m m e r n entspricht

aber

dem Zellumen. W a s an der K ^ m m e r f i l t e r p r e s s e der Z u c k e r f a b r i k als Zu- und A b leitungsrohr bezeichnet wird, heißt in der S p r a c h e des Pflanzenkundigen G e f ä ß , und dem D r u c k des T e c h n i k e r s e n t s p r i c h t der T u r g o r d r u c k d e r Zellen.

Identisch ist endlich das Prinzip, auf dem der ganze A p p a r a t

b e r u h t , nämlich die Filtration durch kolloidale D i a p h r a g m e n , so daßwir hier wieder m i t tiefinnerlicher E r g r i f f e n h e i t vor einem Beispiel von Organprojektion, vor einer N a c h a h m u n g der lebenden N a t u r durch die

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

94

T e c h n i k s t e h e n , wie sie n i c h t l e i c h t in s o l c h e r A u g e n f ä l l i g k e i t u n d heit demonstriert werden

Klar-

kann.

Übrigens b e d i e n t sich die m e n s c h l i c h e T e c h n i k auch direkt der Filtereigenschaften der Pflanzengewebe. holzplatten

von

Pappeln,

So b e n u t z t m a n n e u e r e r Z e i t d i e H i r n -

Linden,

auch von

E r l e n -und

Buchen,

d i e in e i n e m f e s t e n G e h ä u s e l u f t - u n d w a s s e r d i c h t a n g e b r a c h t s i n d , u n d als F i l t e r f ü r W a s s e r u n d a n d e r e F l ü s s i g k e i t e n u m so m e h r g e e i g n e t s i n d , als sie n u r g e r i n g e n D r u c k e s b e d ü r f e n u n d k e i n e V e r u n r e i n i g u n g e n

Abb. 47.

in die

Schnitt durch Nadelholz mit gehöften Tüpfeln in den Zellwänden.

t i e f e r e n S c h i c h t e n a u f n e h m e n . D i e s e F i l t e r s i n d also v o n h o h e r t e c h n i s c h e r Vollendung. Die Filter

der pflanzlichen S i e b r ö h r e n

sind übrigens so fein, d a ß

s i e eine t e c h n i s c h e L e i s t u n g v o l l b r i n g e n , die d e r m e n s c h l i c h e n

Erfindungs-

k r a f t e r s t in a l l e r n e u e s t e r Z e i t g e l u n g e n i s t . D i e s e S i e b p l a t t e f i l t r i e r t n ä m lich d a s E i w e i ß - u n d liert, fraktioniert.

Kahlehydratgemisch,

d a s in d e n S i e b r ö h r e n

Dies geht d a r a u s hervor, kann

d a ß hier eine

(Pfeffer,

zirku-

transitori-

sche

S p e i c h e r u n g - stattfinden

P f l a n z e n p h y s i o l o g i e I,

588).

Die S o n d e r u n g d e r S t o f f e i s t also zweifellos, so wie w i r a u c h n i c h t

95

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

daran

zweifeln können, d a ß hier kolloidale Eiweißkörper ebenso durch-

treten, wie es an feinen Filtern der Technik mit kolloidalen Lösungen der Fail ist, deren Teilchen sehr klein sind. Abdichten

Prof. B e c h h o l d h a t durch

von P a p i e r f i l t e r n derartige f r a k t i o n i e r t e

Filtrationen

von gemischten Kolloiden ausgeführt und es hat sich neuerdings gezeigt (vgl. Kolloidzeitschrift, Bd. 11), d a ß diese Beobachtung von Wert f ü r die B i e r b r a u e r e i ist. Denn der mit Hopfen versetzte und mehrere Stunden gekochte

Abb. 48.

Schematisches Bild der gehöften Tüpfel im Nadelholz im Vergleich zur technischen Figur Abb. 46. (Nach H e g i . )

Malzextrakt scheidet im Kühlbottich einen Bodensatz aus ( K ü h l g e l ä g e r ) , der zumeist aus koaguliertem Eiweiß besteht,

und dadurch abgeschieden

werden k a n n , d a ß man den E x t r a k t durch grobe Leinentücher p r e ß t . Anders das sog. F a ß g e l ä g e r , das sich ähnlich beim Reifen des Bieres im F a ß ausscheidet.

Dieses Kolloid läßt sich durch Filtrieren kaum ent-

fernen, da seine Teilchen sehr

klein

und mit Kohlensäure

sind, die nicht durch die Poren der Filter hindurchgehen.

durchsetzt

In dieser Not

hilft n u n d a s fraktionierte Filtrieren durch überaus abgedichtete Filter. Man preßt in neuerer Zeit das Bier zu diesem Zweck durch ein Filter, das

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

96

s c h o n m i t K ü h l g e l ä g e r b e l a d e n (also d i c h t g e w o r d e n ) ist u n d e r h ä l t n u n ein völlig k l a r e s Daß

die

Filtrat.

Membranen

der

Pflanzenzellen

auch

dort,

wo

nicht

P o r o s i t ä t in B e t r a c h t k o m m t , j e d e r z e i t d i a l y t i s c h w i r k s a m s i n d , e i n e m B o t a n i k e r n i c h t e r s t b e w i e s e n zu w e r d e n .

I h n w i r d es v o r z u g s w e i s e

i n t e r e s s i e r e n , d a r a n e r i n n e r t zu w e r d e n , d a ß alle V o r g ä n g e d e r technik

im

färbungen

besonderen nichts

die

anderes

Zellkerntinktionen als

ein

ihre

braucht

Seitenstück

und

des

Mikro-

Membran-

Färbereiprozesses

s i n d u n d so wie d i e s e r auf d e r k o l l o i d a l e n N a t u r aller p l a s m a t i s c h e n stanzen

Sub-

beruhen.

Die auf S. 5 5 b e s p r o c h e n e L a c k b i l d u n g

der Oberhautzellen

vieler

X e r o p h i l e r ist als e i n e r e i n k o l l o i d a l e T e c h n i k n u n m e h r e r s t r i c h t i g v e r s t ä n d l i c h u n d es ist n a h e l i e g e n d , d a ß a u c h alle a n d e r e n ihr wahres physikalisches Verständnis

erst d a n n

Plasmaprodukte

erlangen können, wenn

m a n sie v o m G e s i c h t s p u n k t d e r K o l l o i d c h e m i e a u s w e r t e t , w a s b i s h e r bei w e i t e m n o c h n i c h t a n g e b a h n t ist u n d w o z u h i e r die g e b o t e n e n A u s b l i c k e wohl nachdrücklich Das

gesamte

ermuntern. Pflanzenleben

(natürlich

auch

Tier-

und

Menschen-

l e b e n ) ist in d i e s e m S i n n ein „ k o l l o i d a l e s P r o b l e m " ; d i e P f l a n z e fügt, des

wie

soeben

modernen

kommener in

dieser

als

gezeigt

Kolloidchemikers, die .menschlichen

Beziehung

Anregungen

wurde,

schöpfen

aus und

dem

über

sämtliche

teilweise

sogar

Arbeitswerte, Studium

Vorbilder

der

die

viel

voll-

also

Botanik

entnehmen

ver-

Techniken auch reiche

können.

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

97

6. Die Anwendung der osmotischen Gesetze. In den bisherigen Erörterungen war wiederholt vorausgesetzt, d a ß die Pflanzenzelle von den osmotischen Gesetzen Gebrauch macht.

Die

Berechtigung dieser Voraussetzung zu erhärten, soll der Zweck dieses Abschnittes sein. Außerdem kann darin zugleich eine neue Übereinstimmung zwischen den technischen Prinzipien der Pflanze und des Menschen aufgezeigt werden. Unter O s m o s e versteht der Physikochemiker den gegenseitigen Austausch zweier mischbarer Flüssigkeiten durch eine poröse (also kolloidale) Scheidewand. Diese Osmose erfolgt oft entgegen den Gesetzen der Schwerk r a f t und h ä n g t durchaus von der P e r m e a b i l i t ä t

der betreffenden

Membran ab, durch die der Austausch s t a t t f i n d e t .

So nehmen z. B.

100 Teile trockene Ochsenblase in derselben Zeit, in der sie 268 Teile Wasser a u f n e h m e n , nur 133 Teile Kochsalzlösung, gar nur 17 Teile Knochenöl auf.

oder 3 8 Teile Alkohol oder

Es treten daher die Stoffe in höchst un-

gleichen Q u a n t i t ä t e n zueinander über.

Kristallinische Substanzen diffun-

dieren leicht, kolloidale dagegen sehr schwer.

Darum besagt uns das Ge-

setz des e n d o s m o t i s c h e n Ä q u i v a l e n t e s , wieviele Teile Wasser durch die osmotische Membran hindurchtreten, bevor ein Teil der anderen Substanz -diffundiert. Die entsprechenden Ziffern sind f ü r : Kochsalz

4,3

KaS04

2,3

Zucker

7,1

MgSO^

11,7

Kalihydrat Mit anderen Worten, m a n c h e gewissermaßen daß

eine

andere

rasch

erhebliche

bedingen

Kalilauge),

wenn

sie

ein an

2,5

Stoffe

werden

hinübergerissen

und

Wasserabgabe

zu

starkes

Quellen

permeable

durch

Osmose

gespeichert,, erfolgen

oder

Lösungen

die

ohne

braucht,

S c h r u m p f e n (z. B.

herangebracht

werden.

Schon hieraus versteht man, d a ß der Stoffwechsel der Pflanze in hohem Maße auf der Osmose aufgebaut ist.

Die A u f n a h m e der

Bodensalze

durch die H a u t der'Wurzelzellen ist doch ein osmotischer Vorgang, auch die Verteilung der Nahrungslösung aus den letzten

Gefäß- und

Sieb-

röhrenkapillaren an die Gesamtheit der Zellen k a n n nur auf osmotischem F r a n e é , Die Erfindungen der Pflanzen.

7

98

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

Weg geschehen. mose

ein

E s i s t a l s o (gleichwie im Menschenkörper) d i e

Pfeiler

der

lebensnotwendigsten

Os-

Erhaltungsvor-

g ä n g e und findet jeden Augenblick in jedem lebenden Pflanzengebäude statt.

Durch

speichern.

sie sind die Pflanzenzellen allein imstande,

S t o f f e zu

So sammeln die S p e i c h e r g e w e b e der Z u c k e r r ü b e oder der

Früchte den Zucker, so sammeln andere Gewächse Salz oder eine Reihe von M e e r e s t a n g e n J o d ; durch Osmose erhält sich der ganze S t o f f w e c h s e l ,

A b b . 50.

S c h i m m e l p i l z (Aspergillus) m i t dem h ö c h s t e n osmotischen in den Zellen. O r i g i n a l - M i k r o a u f n a h m e .

soweit er sich nicht in Röhren bewegt.

Druck

Seine Bedeutung für die Pflanze

und f ü r das Leben ü b e r h a u p t k a n n also gar nicht überschätzt werden. Durch wenn

die Osmose k o m m t es zu einem Hervorsaugen von Wasser,

irgendeine konzentriertere

Pflanze von

Lösung als die des Zellsaftes an eine

außen , her herangebracht

wird.

Ein alltägliches Beispiel

hierfür ist der Austritt von Wasser beim Salzen der Rettigscheiben.

Solche

plasmolytische Wasserausscheidungen liegen uns ferner tatsächlich in den N e k t a r i e n vor. Lösungen

Dies ist aber auch die Ursache, warum die Pflanzen in

von allzu hoher Konzentration nicht zu gedeihen

vermögen.

N u r manche P i l z e und A l g e n leben noch in Lösungen, die über

17%

D i e chemischen Leistungen der Pflanze.

99

Kochsalz enthalten und die S a l z s e e n der Wüstengebiete mit sehr gesättigter Sole sind nahezu -organismenleer. Durch die Diffusion erzeugt die Pflanzenzelle in sich den

osmoti-

s c h e n D r u c k ( T u r g o r ) , der sehr erheblich ist und von ihr in verschiedenster Weise zum W a c h s t u m und zu mechanischen, vor allem zu Bewegungszwecken benutzt wird

(Turgorbewegungen).

Während der Mensch n u r in relativ geringem Maße von den Gesetzen der Osmose in seiner Technik Gebrauch gemacht h a t , sehen wir also im Pflanzenreich deren weitestgehende Anwendung, so d a ß es nicht übertrieben ist, zu behaupten, d i e O s m o s e sei n e b e n k o l l o i d a l e n Z u s t a n d e s f ü r die P f l a n z e g e s e t z , auf gebaut

dem

ihre Existenz und

den

Gesetzen

das wichtigste

ihr inneres

des

Natur-

Getriebe

auf-

ist.

Der Zusammenhang

zwischen Osmose

und Turgor

ist hierbei

so

wichtig, daß wir es nicht unterlassen dürfen, hierüber noch einige Klärungen zu versuchen. Wenn

man

einen Tropfen

Kupfervitriol

auf

Blutlaugensalzlösung

bringt, bildet sich an der Grenze von beiden eine Niederschlagshaut, eine sog. s e m i p e r m e a b l e M e m b r a n (von Ferrocyankupfer), durch die nur mehr Wasser diffundiert. geschaffen, die n u n

Man h a t damit eine sog. k ü n s t l i c h e

verschiedene

Lebenserscheinungen

Zelle

imitiert,

z. B.

rasch wächst. Läßt man

nun

solche semipermeable Membranen im

Innern

von

Tonzellen entstehen, die oben geschlossen sind und ein Manometer zum Anzeigen des in ihnen herschenden Druckes enthalten, und setzt m a n diese Tonzelle in verschiedene Lösungen, so kann man konstatieren, wie in ihr durch das Eintreten von Wasser ein verschiedener Überdruck entsteht, der z. B. bei einer 1 % ' g e n Zuckerlösung bis zu 2 / 3 Atmosphären betragen kann.

Das ist der sog. o s m o t i s c h e

Druck.

Der Ausdruck „künstliche Zelle" war vorhin durchaus gerechtfertigt, d e n n wir haben mit diesem Experiment ein Modell geschaffen, welches in osmotischer Beziehung die Zellen im Pflanzenkörper imitiert.

Auch

in ihnen herrscht aus gleichen Gründen osmotischer Druck. Als semipermeable Membran dient in der Zelle der sog. dialschlauch",

d. h. der plasmatische Wandbelag

„Primor-

(Fig. 52, A),

der

die in den meisten älteren Pflanzenzellen vorhandene Saftvakuole umschließt;

der

porösen

Tonzelle

entspricht

als kolloidales Diaphragma 7*

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

100 die Membran.

Der gegen die Umgebung

Gründen entstehende Pflanzenzellen

osmotische

aus den oben

Druck

5—10 Atmosphären i

1

beträgt

angegebenen

jedoch

in

den

Auf diesem Druck gegen

die W a n d u n g b e r u h t das Straffsein der Zellen und durch ihre Gesamtheit auch das der Blätter und grünen, nicht holzigen Stengel.

Abb. 51.

Wenn sie Wir

Schimmelpilzfäden mit enormem osmotischen Druck, unmittelbar nach der Keimung. Originalaufnahme stark vergrößert.

Wasser verlieren, d. h. der Turgor sinkt, d a n n sinken auch sie schlaff zus a m m e n ; m a n n e n n t sie verwelkt. Der Turgordruck ist die Ursache, w a r u m nach Einlegen in reines Wasser z. B. die P o l l e n k ö r n e r aufplatzen. Mit anderen Worten, ihre Membran ist d a n n dem osmotischen Druck nicht mehr gewachsen. Dieser osmotische Druck oder Turgor kann nun durch A u f n a h m e chemischer

Substanzen

in die Zellsaftlösung sofort erheblich

1 Er kann in der Z u c k e r r ü b e sogar bis auf 21 Atmosphären ( P f e f f e r ) , in S c h i m m e l p i l z e n sogar auf 160 Atmosphären.

sinken;

steigen

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

101

es wird z. B. die Kondensation von zwei Molekülen der M o n o s a c c h a r i d e zu einem D i s a c c h a r i d , also zu Rohrzucker, die osmotische Energie bereits auf die Hälfte herabsetzen.

Durch Erzeugung von Stoffwechsel-

produkten,. deren Herstellung den lebenden Zellen jederzeit und augenblicklich möglich ist, oder durch Aufnahme von Salzen kann der Turgor in der Pflanze also rasch geändert werden.

W M

1

%

&

Eia

f i

i

«fc

J

$

c Abb. 52. Kesseleinrichtungen der Pflanze, um einen Druck von 5 bis 160 Atmosphären .auszuhalten. A = Wurzelzelle des Maises (Zea): B =' Die Zelle mit Salpeter plasmolysiert. C = Kaum merkliche Plasmolyse. B und C = „welkende" Zellen mit herabgesetztem Turgordruck. A = hochturgeszente Zelle, in der fünf- bis vielfacher Atmosphärendruck herrscht. (Nach P f e f f e r . ) (Vgl. das technische Gegenstück Abb. 55.) •

Solche einer

Turgorschwankungen

virtuosen

nierter Weise

Technik

hat

ausgebildet

ununterbrochen Gebrauch.

nun

die

P f l a n z e . zu

und macht davon in raffiSie führt mit ihnen einen

wesentlichen Teil der für sie nötig werdenden Bewegungen durch. Es besteht in ihr ein kompliziertes System von T u r g o r r e g u l a t i o n e n , die sich am ununterbrochen tätigen Webstuhl des Lebens jeden Augenblick einstellen im Stoffwechsel, beim Wachstum, bei der Speicherung vofi Reservestoffen und die nicht nur Nebenresultate von anderweitig ablaufenden Prozessen sind, sondern von der Pflanze autonom provoziert werden. Im besonderen geschieht dies zum Zwecke der Ausführung von S p r i t zund S c h l e u d e r b e w e g u n g e n , ferner werden Turgorschwankungen ver-

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

102 wendet

als B e t r i e b s m i t t e l

bei

Variationsbewegungen,

nyctinastischen

sowie

auch

zur

und

tropistischen

Ausführung

von

Krüm-

mungsbewegungen. Es ist o h n e w e i t e r e s v e r s t ä n d l i c h , d a ß d u r c h Ä n d e r u n g des T u r g o r druckes automatisch

eine solche d e r g e s a m t e n G e w e b e s p a n n u n g

ein-

t r i t t , w o d u r c h z. B. in der Blüte der Catasetum-Orchidee

A

(Fig. 53) die Be-

r ü h r u n g einer A n t e n n e d a s sofortige F o r t s c h l e u d e r n d e r PoIIinarien auslöst,

weil

dadurch

eine

Gewebe bestandene f l i P ' ^ r

Mb*.

fjftf

• , ? ' ' / i B i ^ l ^

^

P

^

E

»

«

.

gehoben wird.

A u c h das

W'

H e r v o r s p r i t z e n " des

g

einem

•

in

deren

Spannung

einreißenden

auf-

plötzliche

Inhaltes

aus

Sporenschlauch

der A s c o m y c e t e n

g e h ö r t in diese

K a t e g o r i e u n d ist u n s o h n e weitere jär

Erläuterung nun

verständlich.

D e m B o t a n i k e r ist es geläufig, ^dglpf/" *

d a ß die B e w e g u n g e n d e r P f l a n z e je

nach

der Mechanik

ihrer

Aus-

f ü h r u n g in zwei g r o ß e G r u p p e n ein,jr

• » d i i y

§i

geteilt werden können.

Man u n t e r -

^m&j^BB^mtt

m

scheidet W a c h s t u m s b e w e g u n g e n

¿K&dßfcpffljSS^

B

von den N u t a t i o n e n

und

H

tionsbewegungen,

wobei

1'

die e r s t e r e n wohl als die l a n g s a m e n ,

^

•

H

p

'

Varia-

die l e t z t e r e n als die r a s c h , Abb. 53. Catasetum tridentatum

von der g a r plötzlich u n d

Seite und vorn und im Längsschnitt, f a h r t e n b e z e i c h n e n (Näheres im Text.)

(Nach K e r n e r . )

Eg

.st

eine

man o f t so-

ruckweise

ausge-

kann.

Wachstumsbewegung,

w e n n die B l a t t s t i e l e einer a m F e n s t e r s t e h e n d e n , v o n i h m d a n n a b g e w e n d e t e n P f l a n z e sich b i n n e n wenigen T a g e n wieder

so

krümmen,

leuchtung genießen.

daß

die

S p r e i t e n n e u e r d i n g s die

günstigste

Be-

Sie w a c h s e n l a n g s a m in ihre n e u e Lichtlage h i n e i n .

E s ist a b e r eine V a r i a t i o n s b e w e g u n g , w e n n die B l ä t t e r d e r B o h n e sich nach

Sonnenuntergang

zusammenlegen

und

nach

rückwärts

knicken,

o d e r w e n n die T e n t a k e l n des S o n n e n t a u s (Drosera) eine n a c h der a n d e r e n

Die chemischen Leistungen der Pflanze. sich z u s a m m e n k r ü m m e n

103

über der unter ihnen festgehaltenen zuckenden

M ü c k e , es ist a u c h V a r i a t i o n s b e w e g u n g , w e n n d i e M i m o s e auf B e r ü h r u n g hin plötzlich, im Bruchteil einer Sekunde ihre B l ä t t c h e n

zusammenklappt

und ganze Äste senkt, oder w e n n die Venusfliegenfalle (Dionaea) nach der B e r ü h r u n g g e w i s s e r B l a t t b o r s t e n b l i t z s c h n e l l i h r e B l a t t h ä l f t e n ( A b b . 54) z u k l a p p t , w i e w e n n m a n ein g e ö f f n e t e s B u c h s c h l i e ß t .

Abb. 54.

U n d es ist s c h l i e ß -

Die karolinische Fliegenfalle (Dionaea (Nach K e r n e r . )

muscipula).

liehe e i n e N u t a t i o n , w e n n d e r S p r o ß d e s H o p f e n s o d e r die W e i n s t o c k r a n k e s i c h v o n s e l b s t in d e r L u f t m i t z i t t e r n d e n k l e i n e n R u c k e n und

Spiralen

beschreibt.

Nutationen

nur

d u r c h e i n s e i t i g e s W a c h s t u m z u s t a n d e , s o n d e r n viele s i n d a u c h m i t

Tur-

gorschwankungen

Es

kommen auch nicht

alle

bewegt

kompliziert.

D a m i t stehen wir vor d e r eigentlich f a b e l h a f t e n T e c h n i k der Pflanzenzelle, B e w e g u n g e n im D i e n s t e d e r N a h r u n g s a u f n a h m e ( D r o s e r a ,

Dionaea)

d e r T r a n s p i r a t i o n ( P h a s e o l u s ) , d e s S c h u t z e s v o r . f r e s s e n d e n Tieren ( M i m o s a ) usw. durch osmotische Beeinflussungen auszuführen.

D i e chemischen Leistungen der Pflanze.

104

Das ist eine Anwendung der Osmosegesetze, von der unsere Techniker noch gar keine A h n u n g haben.

Und die dennoch die Keime zu außer-

gewöhnlichen mechanischen Möglichkeiten in sich zu bergen scheint. Wir benutzen in der Industrie, um einem erheblichen, nach vielen Atmosphären

zu berechnenden D r u c k zu begegnen, wohlgearbeitete,

Abb. 55. Sicherungsvorrichtungen gegen einen Druck von 12 Atmosphären. Man beachte die Dicke der Kesselwand im Verhältnis zur Kesselgröße. (Deutsches Museum.)

mächtige Kessel aus Schweiß- und F l u ß e i s e n b l e c h . darf

wegen

der E x p l o s i o n s s i c h e r h e i t

Niederdruckdampfheizung verwendet werden.

Schon

Gußeisen

nur zu kleinen Kesseln für Die einzelnen Blechplatten

müssen gehörig dick sein, obwohl die W ä r m e a u s n u t z u n g das Gegenteil fordern w ü r d e ; sie sind auf das Solideste durch Nietung, oft auch durch Schweißung v e r b u n d e n .

Alles dies ist nötig wegen des Dampfdruckes,

der bei D a m p f k e s s e l n in ortfesten Anlagen bis etwa 12 Atmosphären

Die chemischen Leistungen der Pflanze. beträgt, für L o k o m o t i v e n sphären.

105

d a g e g e n e t w a 16, f ü r Schiffskessel 18 A t m o -

S e h r k e n n z e i c h n e n d ist hierbei (vgl. F i g . 5 5 ) , d a ß gewölbte W ä n d e

die W i d e r s t a n d s f ä h i g k e i t sehr erhöhen, wissem Sinn die H o h l k u g e l ,

so d a ß der Hohlzylinder,

also g e r a d e

die v o n der Pflanze

in ge-

gewählte

„ K e s s e l f o r m " ihrer S a f t v a k u o l e hierfür die idealste t e c h n i s c h e F o r m d a r stellt.

Immerhin

Gegenstück: Jahre

das

sind

Dampfkesselexplosionen

platzende Pollenkorn)

1 8 9 4 z e r p l a t z t e n von den e t w a

nicht

so

(das

ganz

botanische

selten,

1 0 0 0 0 0 Dampfkesseln,

denn

die

in D e u t s c h l a n d in B e t r i e b w a r e n , 3 5 , wobei 3 4 P e r s o n e n g e t ö t e t Man vergleiche nun m i t diesen S i c h e r u n g s v o r r i c h t u n g e n , nach

§ 2 4 der G e w e r b e o r d n u n g für das D e u t s c h e

andere gesetzlich

festgelegte anschließen,

ihrer

technischen

Leistungen

die s e h r p r i m i t i v e

besonders

wurden.

denen sich

Reich noch

zahlreiche Einrichtung

des V a k u o l e n h ä u t c h e n s in der Pflanzenzelle, u m die s t u p e n d e heit

im

damals

Überlegen-

nachdrücklich

vor

Augen

g e f ü h r t zu s e h e n . Diese sphären kessel

Vakuolenhaut, Widerstand

aus

sphären der F o r m

dem

Druck

von

während

unsere

besten

Panzereisenplatten

geprüft

sind,

dicke M e m b r a n .

VIOOO m m

welche

leistet, ist

eine

nur

auf

160

maximal

mikroskopisch

AtmoSchiffs-

25

dünne,

Atmo-

noch

nicht

D a ihre besondere Leistungsfähigkeit n i c h t in

liegen k a n n ( d a diese j a von den Zylinderkesseln f a s t vollendet

nachgeahmt

wird),

müssen

die

physikalischen

permeablen M e m b r a n d a s U n e r h ö r t e

Qualitäten

dieser

semi-

leisten.

D a s ist ein F o r s c h u n g s p r o b l e m von p r a k t i s c h g a r n i c h t a u s d e n k b a r e r T r a g w e i t e , a u f d a s sich u n s e r e P h y s i k e r und T e c h n i k e r a u c h sofort werfen werden, n a c h d e m es einmal aufgezeigt w o r d e n ist. H e u t e k a n n m a n e r s t v e r m u t u n g s w e i s e ä u ß e r n , d a ß es offenbar d e r kolloidale (wabige Gel-) B a u ist, in d e m d a s Geheimnis der L e i s t u n g r u h t . A b e r die H o f f n u n g ist nun d u r c h a u s b e r e c h t i g t , d a ß von d i e s e m aus

ein

bemerkenswerter,

vielleicht

sogar

epochaler

Anstoß

Aufschwung

des

M a s c h i n e n b a u e s einsetzen wird. W i e d e r v e r r ä t sich u n s in der o s m o t i s c h e n dem

in

der

Quellungsenergie

Kraftquelle, deren Muster

der

bilden m u ß . Luft.

Pflanze

(vgl. S. 6 8 )

Energie, eine

noch

gleichwie v o r unausgenützte

E r s c h l i e ß u n g für die m e n s c h l i c h e T e c h n i k n a c h eine

Zukunftsaufgabe

der

kommenden

dem

Generation

H i e r s c h w e b t der Begriff v o n o s m o t i s c h e n Maschinen in der

D i e c h e m i s c h e n Leistungen der P f l a n z e .

106

G a n z fern s t e h e n wir dagegen die P f l a n z e n z e l l e

spielend

n a c h wie v o r d e r Leistung,

bewältigt:

diesen

kolossalen

welche

inneren

Druck

r e g u l a t o r i s c h , d . h . n a c h Belieben zu s t e i g e r n o d e r h e r a b z u s e t z e n .

Durch

die A n w e n d u n g c h e m i s c h e r M i t t e l , also m i t e i n e r T e c h n i k , die wir n u r höchstens sches

bei

den

Element)

elektrischen

zur Erzeugung

Elementen von

(Daniel-Leclanche-

Energie verwenden, werden

von

ihr u n v e r h ä l t n i s m ä ß i g große W i r k u n g e n ausgelöst u n d der M e n s c h e n w i t z wieder e i n m a l g r ü n d l i c h s t

überboten.

Die Osmose ist an sich noch s e h r w e n i g v e r w e n d e t ; eigentlich wird sie n u r als kolloidale F i l t r a t i o n , n ä m l i c h als D i a l y s e im Großen v o n der Industrie benutzt. Verfahren wodurch

der

E s h a n d e l t sich Osmose

der dunkle

in

den

dabei

um

das

Dubrunfautsche

Melasseentzuckerungsanstalten,

Osmosezucker

gewonnen wird.

Gegenüber

der

P f l a n z e n t e c h n i k sind also u n s e r e A n w e n d u n g e n d e r Osmose e i n f a c h s t ü m pernd und a n f ä n g e r h a f t .

7. Die Aufbewahrung chemischer Stoffe. Im bisherigen w u r d e s t e t s v o r a u s g e s e t z t , d a ß es der

Pflanzenzelle

selbst a n h e i m g e s t e l l t sei, S t o f f e , die in ihr e r z e u g t w u r d e n , a u f z u b e w a h r e n o d e r zu

transportieren.

In vielen Fällen a b e r g e h t sie noch w e i t e r und stellt besondere Gefäße bereit, u m d e m

Stoffwechsel entbehrliche

Substanzen für spätere

Ver-

w e n d u n g a u f z u s a m m e l n u n d zu l a g e r n . Sie e r f ü l l t d a m i t ebenfalls eine d e r L e i s t u n g e n des c h e m i s c h e n Laboranten.

I h m ist es eine kleine W i s s e n s c h a f t f ü r sich, zu wissen, in welchem

Aggregatzustand

diese

oder-jene Verbindung

haltbar

ist

und

welcher

N a t u r die A u f b e w a h r u n g s g e f ä ß e sein m ü s s e n , u m die H a l t b a r k e i t zu gewährleisten.

Schon f r ü h z e i t i g h a t er z . B . e r k a n n t , d a ß S ä u r e n

Holz-

g e f ä ß e a n g r e i f e n , o d e r d a ß eine A n z a h l S t o f f e u n t e r L u f t a b s c h l u ß g e h a l t e n werden m u ß ,

daß

f ü r viele die

Feuchtigkeit

das Verderben

bedeutet,

w e s h a l b sie in t r o c k e n e r L u f t g e h a l t e n w e r d e n m ü s s e n , w ä h r e n d wieder a n d e r e a n g e s i c h t s i h r e r H y g r o s k o p i z i t ä t a m besten in L ö s u n g e n sind.

haltbar

In d e n m e i s t e n Fällen e m p f a h l sich d a h e r z u r A u f b e w a h r u n g eine

U m h ü l l u n g a u s Glas o d e r P o r z e l l a n , d e r e n Ö f f n u n g m i t e i n e m P f l a n z e n produkt, nämlich

d e m fliissigkeits- u n d

gasundurchlässigen

Kork

ver-

schlossen ist,""während in a n d e r e n Fällen hierzu n u r Stöpsel a u s Glas v e r -

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

wendet werden können.

107

Zur Abdichtung werden d a n n auch oft Fette

oder Wachs herbeigezogen. Das sind Feststellungen,

die auf den Chemiker wie

Gemeinplätze

wirken, aber doch einmal wiederholt werden m u ß t e n , da sie, so elementar sie auch sind, doch zu den notwendigen Vorbedingungen alles chemischen Arbeitens gehören. Um sö wertvoller ist es daher, d a ß die gleichen Einrichtungen auch dem Pflanzenlaboratorium nicht abgehen.

In ihm verfügt man im all-

gemeinen über folgende Rohmaterialien f ü r chemische Zwecke: Als reine E l e m e n t e oder nahezu reine Elementarmischungen sind vorhanden: 1. O x y g e n , das m a n als Sauerstoffperlen gelegentlich der Assimilation von Pflanzen u n t e r Wasser austreten sieht. 2. S i l i c i u m , als m e h r oder minder chemisch reine Kieselniembran oder Linse (z. B. in den Epidermalzellen von Campanula der

oder im Panzer

Diatomaceen). 3. S c h w e f e l , als reine Schwefelkörnchen im Innern der S c h w e f e l -

b a k t e r i e n oder

Beggiatoeen.

Von V e r b i n d u n g e n Zustand

gibt es zuerst welche, die im g a s f ö r m i g e n

a u f b e w a h r t werden.

folgenden u m

außerordentlich

Da es sich hier und namentlich bei den viele

Stoffe handelt,

kann

bei

diesem

Überblick natürlich keine Vollständigkeit angestrebt, sondern nur exemplifiziert werden.

Als Beispiel diene f ü r G a s e , welche von der Pflanze

gespeichert werden: 4. Der S c h w e f e l w a s s e r s t o f f , der sich in Gestalt von

Gasvaku-

o l e n in den Zellen der R o s e n k r a n z a l g e n (Anabaena circinalis)

findet

und vermöge seiner Leichtigkeit als Auftrieb die kleinen Pflanzenfäden schwebend erhält. Andere, und zwar die große Mehrzahl von Stoffen, werden in Lös u n g e n aufbewahrt.

So finden wir zuerst L e i c h t m e t a l l e , in besonders

großen Mengen in Form ihrer S a l z l ö s u n g e n als

5. K a l i u m - ,

6. Na-

t r i u m - , 7. M a g n e s i u m - u n d 8. K a l c i u m s a l z l ö s u n g e n . Von S c h w e r metallen

ist stets 9. E i s e n

in jugendlichen Protoplasten

vorhanden,

allerdings in organischen Verbindungen als N u k l e i n ; aber daraus wird in einzelnen Pflanzen, so z . B . in der W ä s s e r n u ß (Trapa-natans) in den W a s s e r l i n s e n

oder

(Lemna) E i s e n o x y d u l (Rost) in solcher Menge

bereitet, d a ß es sichtbar u n d an den Zellwänden inkrustiert wird.

Eine

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

108 solche

Eisenspeicherung

befähigt

gewisse

Flagellaten,

lich die T r a c h e l o m o n a s a r t e n , u n d vor allem die O c k e r a l g e physa

vegetans),

aber

G a t t u n g Closterium),

auch

gewisse

Eisenoxydul

Zieralgen

(im

(Antho-

besonderen

in solchen Mengen

daß sie von der Wissenschaft als die Bildner des

namentdie

aufzuspeichern,

Raseneisenerzes

angesprochen werden. 10. Auch Z i n k wird in Form von Zinksalzen von den sog. G a l m e i p f l a n z e n , die auf zinkhaltigem Boden gedeihen, in nicht

unbeträcht-

lichen Mengen als Zellsaftlösung gespeichert. In Form von Lösungen bewahrt die Pflanzenzelle ferner auch die große Menge von o r g a n i s c h e n

S ä u r e n auf, in deren

sie unerreichbare Meisterschaft bekundet.

Hervorbringung

Hierher gehört vor allem:

11. die O x a l s ä u r e , die schon als A t m u n g s p r o d u k t hergestellt wird, ferner 12. die Z i t r o n e n s ä u r e

als Zellinhalt der mit ihrem Namen ver-

ratenen Früchte, ebenso 13. A p f e l s ä u r e und eine große Zahl verwandter Substanzen, deren Aufzählung dieses Buch nur umfangreich gestalten würde, ohne

ihm

mehr Beweiskraft zu verleihen. Das gleiche gilt auch f ü r die in den Pflanzenzellen vorhandenen 14. A l k a l i e n , deren Vorhandensein jeder Chemiker z. B. schon an der

Lackmusprobe

mit

dem

blauen

Zellinhalt

unserer Glockenblumen (Campanula) erschließen kann. wächse

[gemeint sind die . A r m l e u c h t e r a l g e n

der

Blütenblätter

Für andere

Ge-

(Chara)] ist sogar die

sekretorische Abgabe von Alkalien an das sie umgebende Wasser nachgewiesen. Von a n o r g a n i s c h e n

Säuren

k a n n in .der Pflanzenzelle bzw. in

den von ihnen gebildeten Behältern auch 15. S a l z s ä u r e

a u f b e w a h r t werden.

Verdauungsdrüsen

Sezerniert wird sie von den

der fleischfressenden Pflanzen, die sie in die Be-

hälter, in denen ihre Opfer gefangen sind, entleeren und dort, oft sogar in besonderen K a n n e n (Beispiel:

Nepenthes)

aufbewahren.

Desgleichen

wird von der Pflanzenzelle unglaublicherweise auch 16. S a l p e t e r i g e aufbewahrt und gearbeitet.

dann

S ä u r e aufgenommen, f ü r kurze Zeit im Plasma allerdings

zu

Stickstoffverbindungen

um-

Solches geschieht von den N i t r i t b a k t e r i e n , die ja eigent-

lich die Hauptregler des gesamten Stickstoffhaushaltes der Welt sind.

D i e chemischen Leistungen der Pflanze.

109

Im übrigen sind Salze der S a l p e t e r s ä u r e in den Reservestoffvorräten der Knollen, Zwiebel- u n d Wurzelstöcke weitverbreitet. Von

den

sonstigen

anorganischen

Verbindungen

finden

sich

im

Laboratorium der Pflanze magaziniert noch 17. S u l f a t e u n d 18. P h o s p h a t e .

Beide gehören zu den lebensnotwendigen Bestand-

teilen ihres Stoffwechsels. P f l a n z e n , wie zuerst

Aber auch darüber hinaus werden von vielen

S c h i m p e r nachgewiesen h a t ,

p h a t e innerhalb der lebenden Zelle a n g e h ä u f t . mit s a l p e t e r s a u r e n

Sulfate und

Phos-

Manchmal geschieht dies

S a l z e n in solchen Mengen, d a ß ihre getrocknete

Substanz beim Verbrennen Funken s p r ü h t . Als weitere Verbindungen, welche von den Pflanzenzellen f ü r Zwecke ihres chemischen Betriebes a u f b e w a h r t werden, sind in erster Linie die Kohlehydrate

aus dem

Bereich der organischen Chemie zu

nennen.

19. C e l l u l o s e wird als R e s e r v e c e l l u l o s e in Gestalt innerer W a n d schichten in sehr vielen Pflanzen angelegt, um von dort nach Bedarf immer wieder aufgelöst und e n t n o m m e n diese

Reservecellulose

einen

zu werden.

anderen

Merkwürdigerweise

chemischen

ihre Bezeichnung H e m i c e l l u l o s e v e r d a n k t .

Bau,

dem

sie

Pentosen

Mannane;

sie liefert daher als Spaltungsprodukte

(Arabinose, Xylose),

auch

Sie wird leicht von Säuren

und Alkalien angegriffen und e n t h ä l t in ihrem Molekül D e x t r o s e , laktane,

hat

Ga-

vielfach

auch M a n n o s e und ähnliches, was

von den typischen Cellulosen u n b e k a n n t ist.. Diese Reservecellulose, die also besondere Eigenschaften eines leicht verarbeitbaren Materials h a t , wird namentlich in den Z e l l h ä u t e n Samen angehäuft.

der

Mit ihnen zusammen auch eine Reihe anderer Kohlen-

h y d r a t e , wie Trehalose, Schleime, P e k t i n s t o f f e und M a n n i t (als 6wertiger A l k o h o l ) , für die alle mehr oder minder die obigen Bemerkungen

ebenfalls gültig

sind. Die zweite Art von Kohlenhydraten, zu denen die genannten Stoffe bereits überleiten, sind die Z u c k e r a r t e n , die wir nach wie vor eigentlich n u r aus den Pflanzen ausziehen, nicht aber synthetisch i m herstellen können.

großen

110

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

Von diesen wird 20. T r a u b e n z u c k e r

(Glykose)

in vielen Früchten und

Wurzeln

bekanntlich in sehr hochkonzentrierten Lösungen aufbewahrt, über welche gemein bekannte Tatsache sich weitere Bemerkungen erübrigen. 21. Der R o h r z u c k e r

ist ein Reservestoff, der nicht nur in dem

Zellsaft der Stengel des Z u c k e r r o h r s angehäuft wird, sondern so wie 22. L a e v u l o s e und 23. D e x t r o s e , z. B. ebenfalls in der Zuckerrübe (Beta), im Blutungssaft des Z u c k e r a h o r n s , - in den A n a n a s f r ü c h t e n , in den Wurzelstöcken gewisser L i p p e n b l ü t l e r ( L a b i a t e n ) u . v . a . Pflanzen. 24. D e x t r o s e wird namentlich in den K ü c h e n z w i e b e l n Cepa),

(Allium

ferner

25. mit L a e v u l o s e in den unterirdischen Teilen der P r i m e l n bis zu 1 0 % des Frischgewichts gespeichert, in den W e i n t r a u b e n sogar bis zu 25%. Von den g e n a n n t e n

Kohlehydratverbindungen

sind

besonders

die

mit ihnen zusammenhängenden 26. A l k o h o l e reichlich

im

hervorzuheben,

Zellsaft des

von denen sich

Schimmelpilzes

Mannit

besonders

(Penicillium glaucum)

ab-

lagert, während die verwandte 27. T r e h a l o s e z. B. den H u t p i 1 z (Agaricus

muscarius)

kennzeichnet.

Von verwandten Stoffen speichert sich in den niederen und höheren Pilzen reichlich auch 28. G l y k o g e n , das in der B i e r h e f e ( S a c c h a r o m y c e s ) sogar 3 0 % des Trockengewichtes

ausmacht und

dort

als trübe kolloidale Lösung

die Zellhaut, erfüllt (sog. N ä h r h e f e ) . Auch als 29. S c h l e i m e

speichern

sich

Kohlehydrate

(sog.

Pektinstoffe),

teilweise gelöst in der Zellhaut, noch häufiger enthalten in den Zellen oder in besonderen

Sekretbehältern.

Geradezu unübersichtlich ist die Zahl der von den Pflanzen aufbewahrten E i w e i ß k ö r p e r , von denen daher hier nur gerade einige typische Vertreter g e n a n n t sein sollen. Hier wäre zuerst die Schar der 30. P r o t e i n e zu nennen, die neben den A m i d e n , also besonders 31. A s p a r a g i n , 32. G l u t a m i n und

D i e chemischen Leistungen der Pflanze.

111

33. L e u e i n so ziemlich die wichtigsten der von den Pflanzen magazinierten

stickstoffhaltigen Reservesubstanzen

sind.

In den

Samen

sind gewöhnlich f a s t allein Eiweißstoffe vorhanden, während in K n o l l e n Z w i e b e l n - und W u r z e l s t ö c k e n

40—70%

des Stickstoffvorrates auf

Amide zu entfallen pflegt. Das A s p a r a g i n und andere Amide sind dabei gewöhnlich in einer Form, die i h r ö n das W a n d e r n jederzeit möglich macht, während dagegen die Proteinstoffe allgemein das O r g a n e i w e i ß , also den Ießenden Grundbestandteil aller wachstumsfähigen Zellen bilden. Nur

die R e s e r v e p r o t e i n s t o f f e

sind

gespeichert,

entweder

in

amorpher Gestalt oder als zierliche Kristalloide (vgl. Abb. 39), oft auch in kolloidaler Form, wofür als Beispiel die K l e b e r s c h i c h t e im G e t r e i d e k o r n gelten möge.

Man ist heute noch weit davon entfernt, die Gesamt-

heit der in der Zelle vorkommenden Proteinverbindungen zu kennen und die dafür gebräuchlichen Namen wie A l e u r o n , Albumosen

Globuline, Vitelline,

sind einfach Unterscheidungsformeln f ü r bestimmte Eigen-

schaftengruppen. Trotzdem ifnsere Liste sich bereits reichlich ausgedehnt hat, ist sie noch lange nicht erschöpft und es soll nur mehr wie eine Art

Nachtrag

erscheinen, wenn ich aus den reichen Laboratoriumsbeständen der Pflanzenzellen noch auf 34. die ätherischen Öle, 35! Fette und Öle-, 36. die Gerbstoffe und 37. das Wachs, 38. die Gifte, 39. die Gummiarten und 40. die Abfall (Exkret)substanzen hinweise. Ä t h e r i s c h e Öle entstehen zwar im Stoffwechsel, werden aber gleichwie die Harze u n d B a l s a m e oder der K a u t s c h u k nicht wieder in ihn gerissen, sondern f ü r Bedarfszwecke (als Lockmittel oder schluß) a u f b e w a h r t .

Wundenver-

Sie werden entweder in Form einer Emulsion dar-

gestellt oder sie fließen zu homogenen Massen zusammen, die dann besonders

verschlossen

werden

in Schläuchen

(Sekretbehältern)

oder

retortenartigen Behältern (Drüsenköpfchen). Die F e t t e und Ö l e sind ein ganz besonders häufiges Reservematerial;

9

/ 10 aller Blütepflanzen

produzieren

ölhaltige

Samen,

in

denen

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

112

gewöhnlich Öltröpfchen die freien R ä u m e zwischen

den

Proteinkörnern

ausfüllen. Es g i b t sogar K n o l l e n

( z . B . Cyperus

esculentus),

in denen fettes

Öl als Reserve deponiert ist und zahlreiche Bäume häufen als Verbrennungsmaterial f ü r die Winterruhe in ihren Stämmen F e t t auf ( F e t t b ä u m e ) . Gewöhnlich sind diese Fette flüssig, doch gibt es auch

Pflanzen-

zellen, z. B. im K a k a o s a m e n , in denen sie auch bereits "bei der in der Pflanzenzelle herrschenden T e m p e r a t u r fest sind. Fetten

Bei den gespeicherten

h a n d e l t es sich gewöhnlich um N e u t r a l f e t t e , denen erst zur

Mobilisierungszeit

größere M e n g e n

von

freier Säure

beigemengt

sind. Die G e r b s t o f f e haben in diesem Laboratoriumsbetrieb wieder ihre eigene Aufgabe.

In ihrer Gegenwart werden eine Reihe von Substanzen

(wie C o f f e i n , A n t i p y r i n

usw.) gefällt.

also

die

gewesen,

wenn

sich

Gerbstoffschläuche der Mimosa

einstige

Umso merkwürdiger wäre es Behauptung,

die Organe seien,

daß

gerade

in denen die

die Reiz-

leitung s t a t t f i n d e t , bewahrheitet h ä t t e , was ja nach neueren Versuchen nicht der Fall ist. 1 In den L e b e r m o o s e n sind sogar ganz eigentümliche Fettmassen in besondere „Ölkörper" eingeschlossen, die dort auch als Reservematerial anmuten. Verwandt

mit diesen Fetten sind die W a c h s a r t e n

(die Ja eigent-

lich die Ester einwertiger Alkohole sind), denen tvieder eine Spezialaufgabe z u k o m m t .

Sie werden den Zellwänden angelagert oder außen auf

sie deponiert und haben ihre osmotische Durchlässigkeit zu regeln. Die G u m m i s c h l e i m e sind immer in besonderen Behälterzellen gelöst oder sie dringen im Fall der k r a n k h a f t e n G u m m i f l ü s s e ( z . B . der K i r s c h b ä u m e ) sogar in Gefäße ein (Abb. 56). Die

K a u t s c h u k s t o f f e finden sich

Milchsaftröhren

als Emulsionen

in

besonderen

in den gemeinbekannten Bäumen, welche allein den

Bedarf unserer gesamten Technik decken. Einer ganz besonderen

Kategorie gehören endlich die G i f t e , die

A l k a l o i d e und P t o m a i n e des Pflanzenreiches an, gleichwie auch der 1 Zu den Gerbstoffen zählen auch die verbreitetsten zwei Pflanzenfarben, das blaue A n t h o k y a n und das rote E r y t h r o p h y l l , während C h l o r o p h y l l und L i p o c h r o m , die den Rest der pflanzlichen Palette bestreiten, F e t t f a r b s t o f f e sind, also den fetten Ölen angehören.

113

Die chemischen Leistungen der Pflanze. C h e m i k e r die

Flaschen

mit

der T o t e n k o p f e t i k e t t e

S c h r a n k seines A r b e i t s r a u m e s Teils

sind

Alkaloide, s t e t s gane

diese

Substanzen

a b e r sind

beschränkt

o d e r im

in einem

besonderen

aufbewahrt. Proteinstoffe

sie isoliert, Zellsaft

entweder

(Toxalbumine),

untergebracht,

Stoffwechsel d u r c h ihre kolloidale B e s c h a f f e n h e i t

teils

n u r auf besondere also v o m

Or-

allgemeinen

ausgeschaltet.

leidende Zuckerrübe. Abb. 56. Querschnitt durch eine an „Gummosis" Die „Gummitropfen" sitzen im Grundgewebe zwischen den Gefäßen. (Schwach vergrößert. Originalzeichnung des Verfassers.)

Damit

möge

dieser

kleine

Überblick

über

die

„Lagerräume"

des

L a b o r a t o r i u m s , d a s P f l a n z e h e i ß t , abgeschlossen sein, n i c h t , wie wiederholt b e t o n t sei, weil d a m i t das I n v e n t a r der T a t s a c h e n erschöpft ist, s o n dern weil an prinzipiellen

Einsichten

v e r l ä n g e r t e L i s t e zu gewinnen ist. d a ß a u c h in diesem

chemischen

nicht

mehr

durch

eine

noch

so

N u r a u f das eine sei n o c h hingewiesen, Arbeitsraum

w e d e r das

Gasabzugsrohr

noch der A u s g u ß o d e r die Abfallstonne fehlt. die

Kohlensäure,

die als schädlich a u s d e m B e t r i e b e n t f e r n t werden m u ß .

Von

überflüssigen

Gasen

ist

Im c h e m i s c h e n

F r a n c d , D i e E r f i n d u n g e n der P f l a n z e n .

es

vornehmlich

8

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

114

L a b o r a t o r i u m ist zu diesem Z w e c k ein V e n t i l a t o r v o r h a n d e n . körper

s u c h e n w i r ihn n i c h t v e r g e b l i c h .

Im P f l a n z e n -

E r ist a n g e b r a c h t

in

Form

eines h ö c h s t a u s g e d e h n t e n u n d fein zerteilten R ö h r e n n e t z e s von zellularen,

das

zwischen den

Gefäßbündeln und

der Rinde,

lich aber in den B l ä t t e r n alle G e w e b e d u r c h z i e h t u n d b r a u c h t e n Gase, im besonderen C 0 2 , Die flüssigen Hydathoden

Internament-

s t ä n d i g die v e r -

aus d e m K ö r p e r leitet.

Ausgußstoffe werden

gelegentlich

(vgl. S. 46) m i t e n t f e r n t ,

der

Funktion

besondere Vorrichtungen

der

hierzu

sind überflüssig. Die

festen

Schlacken

der

chemischen

Arbeit

n o c h ihrer B e h ä l t e r h a r r e n u n d sie a u c h f i n d e n .

allein

sind

es,

gelegentlich d e r K r i s t a l l i s a t i o n s v o r g ä n g e im P f l a n z e n r e i c h g e d a c h t . Ausscheidungen von K a l z i u m o x a l a t d r u s e n , die v o n C y s t o l i t h e n Bäume, und

(vgl.

Raphiden,

vor allem

sind die E x k r e t e , die m e i s t e n s in der R i n d e

A b b . 36), h ä u f i g in

Stengeln

und

Blättern,

Pflanzen

herrscht,

oft

genug

dienstbar

noch

m i k e r einfiel, w o h l « b e r den (z. B.

München

in

Sonderzwecken

gemacht

werden,

was

Stadtverwaltungen

Puchheim)

den

Abfall

(z. B. noch

Die aber der

abgelagert

in der u n b e g r e i f l i c h e n W i r t s c h a f t l i c h k e i t des Betriebs, d e r in

Schneckenfraß)

die

W i r h a b e n ihrer schon

Schutz keinem

den vor Che-

deutscher

Städte,

die

täglichen

Lebens

auf

ihres

W i e d e r v e r w e r t u n g hin sortiere!! lassen. Kristallsand

und

andere

Exkretkörner

werden

übrigens

auch

in S c h l ä u c h e v e r p a c k t u n d d e m g e m e i n e n B e t r i e b e e n t r ü c k t . Da

haben

w i r n u n eine ziemlich

aufs Geratewohl

herausgegriffene

Liste v o n 40 c h e m i s c h e n Stoffen u n d V e r b i n d u n g e n , die sich die P f l a n z e n zelle z u r e c h t l e g t , u m m i t i h n e n a r b e i t e n zu k ö n n e n .

Sie t u t es m i t Hilfe

einer

an

prachtvoll

höchster

zweckmäßigen

Ausnutzung

d e r Mensch

der

Einrichtung,

gegebenen

an e n t s p r e c h e n d e n

Mittel

Einrichtungen

die alles

Ökonomie

überbietet,

was

geschaffen hat.

und sich

Sie er-

s c h e i n t m i r d a r i n so m u s t e r g ü l t i g , d a ß ich hier doch e t w a s a u s f ü h r l i c h e r sein will. W e n n m a n d a s ganze Z e l l g e b ä u d e d e r P f l a n z e m i t einem c h e m i s c h e n F a b r i k b e t r i e b vergleicht, so e n t s p r e c h e n d a n n die einzelnen Zellen e t w a d e n F ä c h e r n d e r S c h r ä n k e , den

S c h u b l a d e n , in d e n e n die z u m

nötigen Materialien aufbewahrt werden.

Betrieb

E s sind also d u r c h g ä n g i g

höl-

zerne B e h ä l t e r , in d e n e n die P f l a n z e ihre L ö s u n g e n , F e t t e , Öle, W a c h s e , i h r e n K a u t s c h u k , die Gifte, G e r b s t o f f e , ihren Schwefel, S t ä r k e u n d ihre

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

115

Zellulose a u f b e w a h r t .

Gewisse dieser Stoffe, so die Stärke, werden kri-

stallisiert

(vgl.

aufbewahrt

S. 80),

andere

in gediegenen

Körnchen

( S c h w e f e l ) , oder als Platten einfach den W ä n d e n des Behälters

an-

geschichtet (die Reservezellulose, Kieselsäure, Eisen, Wachsarten), wied-er andere werden als erstarrte, salbenartige Massen in den Zellen eingedeckelt (das Fett der Kakaobohne), wieder welche in wässerigen

Emulsionen,

in hölzerne Röhren und Schläuche verpackt (der Milchsaft der schukbäume).

Die große Mehrzahl aller Substanzen

Gestalt einer wässerigen Lösung zur Aufbewahrung.

kommt

Kaut-

aber

in

Solches steht fest

f ü r die Zuckerarten, alle Salze, die Phosphate und Sulfate, viele werden als Kolloide aufbewahrt, so die Schleime, Gummiarten, die Eiweißverbindungen

und Glykogen.

Besonders oft werden

Säuren in wässerige

Verdünnung gebracht und dann in Safträume ( V a k u o l e n ) eingeschlossen; dies gilt von der Oxalsäure, Apfelsäure, Zitronensäure, sowie von den Alkalien und den Alkoholen.

Auch Gase lassen sich so haltbar in einem

Beutel, mit einer Vakuolenhaut verschließen

(Schwefelwasserstoff).

Relativ selten werden vielzellige große Behälter gebaut, in die sich auf osmotischem Weg Säuren, Wasser und sonstige ergießen (Drosera, Nepenthes, schließlich Plasma

Abb. 57).

Stoffe i(j Lösung

Besonders verschlossen

werden

auch die Gifte, die man stets in besonderen Vakuolen

entsprechender

Zellen

eingeschlossen

sieht.

Auch

im

Gerbstoffe

kommen in entsprechende Schläuche, desgleichen der Abfall. Das

große

Geheimnis

der

liegt also immer wieder in der

Aufbewahrungstechnik Konstitution

der

Pflanzen

der P l a s m a h a u t 1

der

Vakuolen, der sich denn auch mit Recht das besondere Interesse weitsichtiger Botaniker zugewendet h a t . Das in hohem Grade Erstaunliche an ihr ist ihre r e g u l a t i v e

Os-

m o s e , die es ermöglicht, daß einmal Stoffe durch sie hindurchtreten, während sie sonst so undurchlässig ist, daß in ein und derselben Zelle im Plasma andere Substanzen vorhanden sein können, als im Vakuolens a f t , trotzdem die einen f ü r die anderen löslich sind. Es ist heute noch offen geblieben, ob diese P l a s m a h a u t

ein

be-

sonderes Organ f ü r sich ist, das immer nur von seinesgleichen a b s t a m m t , •oder ob es sich u m bloße Abgrenzung von Flüssigkeitstropfen und bei der ganzen Frage n u r um Gesetze der Osmose handelt. 1

Das erstere ist

Vgl. W. P f e f f e r , Zur Kenntnis der Plasmahaut und der Vakuolen, 1890,8®.

8*

D i e c h e m i s c h e n L e i s t u n g e n der P f l a n z e .

116

wahrscheinlicher und wird insofern von W . P f e f f e r , der sich am meisten mit diesem Problem beschäftigt h a t , b e j a h t , als er a n n i m m t (nach erlangten mikrochemischen Reaktionen), d a ß am A u f b a u der Plasmahaut besonders Proteinstoffe beteiligt sind.

Als eine der Ursachen, welche sie

permeabel machen, e r k a n n t e er übrigens die Einwirkung von sehr verd ü n n t e n Metallsalzen.

A b b . 57.

Kannenpflanzen

(Nepenthes) mit Gewächshaus.

Behältern

für

Enzyme,

in

einem

(Original.)

Es ist also ein ganz wunderbares System von ineinander geschachtelten Aufbewahrungsgefäßen, dem wir hiermit auf die Spur gekommen sind. Unter Umständen

k a n n es ein großer vielzelliger S t h r a n k f ü r eine se-

zernierte Flüssigkeit sein, in dessen W a n d u n g d a n n die einzelnen Zellen wieder verschiedenes in sich bergen.

J e d e h a t ihre verholzte -Wandung,

die nach Bedarf offen oder verschlossen sein kann (je nachdem, ob sie verkorkt und mit Schichten von Hemizellulosen verstärkt ist).

In den

Zellen ist im „Primordialschlauch" mit seiner semipermeablen Membran etwas anderes eingeschlossen als im Zellsaftraum selbst, der wieder seine regulativ diosmotische P l a s m a h a u t besitzt.

117

D i e chemischen Leistungen der Pflanze.

In ein schwindelnd kompliziertes System wechselseitiger Beziehungen blickt man da hinein und mein Wort von der höchsten Zweckmäßigkeit einer solchen „autoregulativen" Laboratoriumseinrichtung ist jetzt wohl jedem meiner Leser begreiflich. Schon durch die Einrichtung selbst wird der Laborant fast überflüssig.

Die Wandungen der Behälter sorgen durch ein geregeltes System

osmotischer Beziehungen f ü r Speicherung, Kristallisation, Lösung, Fortführung,

aber

auch f ü r die Verhütung von unerwünschten Reaktionen

durch Isolierung des Unverträglichen.

Das ist eine technische Leistung

der Pflanze, welche unsere Organisation der Arbeit vorläufig noch bei weitem übertrifft.

8 . Die Entleerung aufbewahrter Stoffe. Schon

im

bisherigen

wurde

des öfteren vorausgesetzt,

den Magazinen des pflanzlichen Körpers die aufbewahrten

daß

aus

Substanzen

ganz nach Bedarf auch wieder an die Orte ihres Verbrauchs geschafft werden können. zustellen,

—

Dazu dient, — um das Erarbeitete gleich hier fest-

einmal

die

Ferner das gelegentlich

regulative

Durchlässigkeit

der osmotischen Leistungen

der

Plasmahaut.

(S. 92) erwähnte

System der Kammerfilterpressen und endlich das System der Plasmodesmen, bzw. Poren und gehöften Tüpfeln.

Es handelt sich dabei auch

nicht bloß um den Transport der in den Blättern in ansehnlicher Menge produzierten plastischen

Stoffe in die Stämme und Wurzeln, sondern

auch um die Anzapfung der Magazine zugunsten der im

Spätsommer

vorbereiteten Knospen des nächsten Jahres, sowie der neu entkeimenden jungen Generation. Besonders an unseren einheimischen Bäumen läßt sich dieser Entleerungsvorgang in überaus belehrender Weise beobachten. scheidet nach dem Vorgang von A. F i s c h e r Stärkebäume.

bekanntlich

Man

unter-

F e t t - und

Bei den ersteren, zu denen die weichholzigen

Nadel-

b ä u m e gehören, bildet sich im Herbst im Holz und Markteil die dort abgelagerte Stärke in fettes Öl um, in welchem Zustand sie den Winter nebst ein wenig gelöstem Zucker verbringt.

Die Stärkebäume, deren H a u p t -

vertreter etwa E i c h e oder B u c h e sind, lagern aus ihrer erarbeiteten Stärke im Mai zuerst ein wenig Reservestärke im unteren Teil des

Stammes

( A h o r n ) ab, was sich bei der Eiche allerdings erst etwa im Juli ein'-

118

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

stellt.

D i e s e r V o r g a n g r ü c k t i m S t a m m n a c h a u f w ä r t s u n d e r r e i c h t bei

d e r Eiche die j ü n g e r e n Zweige erst gegen Mitte S e p t e m b e r .

Im Holz u n d

M a r k b l e i b t d i e s e S t ä r k e n u n W i n t e r s ü b e r völlig u n v e r ä n d e r t ,

während

sie a n d e n T a g e n m i t b e s o n d e r s n i e d r i g e r T e m p e r a t u r in d e r R i n d e Zucker aufgelöst

Abb. 58.

wird.

Kleeseide (Cuscuia), welche lange Röhrenleitungen zur Abzapfung von Eiweißgemengen baut. (Original.)

Im F r ü h j a h r k o m m t d a n n d u r c h d i e a l l g e m e i n e ein z w e i t e s

Stärkemaximum

Austreiben

des L a u b e s u n d

brauchen,

ihre

zehren.

zu

zustande, worauf zum

Reservestärke

die

neu einsetzenden

neuerdings

Temperaturerhöhung Bäume,

die ja

Wachstum

auflösen,

um

sie

zum

Nahrung zu

ver-

119

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

In ä h n l i c h e r Weise vollzieht sich a u c h die E n t l e e r u n g d e r m i t S t ä r k e o d e r Öl e r f ü l l t e n Zellen

im S p e i c h e r g e w e b e

d e r S a m e n , w o b e i die Os-

m o s e i h r e Rolle als A r b e i t e r a u f n i m m t u n d sich die Mithilfe des

Um-

r t i h r e n s der in den Zellen e n z y m a t i s c h h e r g e s t e l l t e n L ö s u n g e n d u r c h die Plasmazirkulation

sichert (De

Vries).

P r a c h t v o l l g r e i f t so im C h e m i s m u s d e r P f l a n z e ein V o r g a n g in d a s R ä d e r w e r k des a n d e r e n ein u n d es k o m m t zu einem h ö c h s t k o m p l i z i e r t e n B e t r i e b , i n d e m die in der

vorhandenen

und

sonstigen

Lösung gekommenen

Röhrenleitungen

uns

bereits

Substanzen

nehmen

bekannten

und

in

nun

den

Wanderbahnen

den

Weg

Siebröhren

dorthin

gelenkt

w e r d e n , wo die V e r b r a u c h e r i h r e r h a r r e n . Die T e c h n i k dieser c h e m i s c h e n A r b e i t e n ist bis ins feinste a u s g e b i l d e t . Die M i s c h b e w e g u n g e n

in den Zellen e r h a l t e n

s t u n g e n einen g a n z b e s o n d e r e n S i n n .

a n g e s i c h t s dieser

Lei-

S o f o r t , in d e m A u g e n b l i c k , w e n n

eine c h e m i s c h e S u b s t a n z in die Zellen e i n t r i t t , wird sie von d e m

Rühr-

s t r o m e r f a ß t u n d es bedarf n u r zu seinem o s m o t i s c h e n o d e r u n m i t t e l b a r e n Ü b e r g a n g in die n ä c h s t e Zelle e t w a s längerer Zeit.

D a b e i ist in

den

Zellen alles d a s , w a s n i c h t w a n d e r n soll, e n t w e d e r d u r c h d e n kolloidalen Z u s t a n d f e s t g e h a l t e n (so z. B. d a s P l a s m a selbst) oder, soweit es v o n den W a n d e r s t o f f e n zur Vermeidung neuer chemischer Bindungen ferngehalten w e r d e n soll, in b e s o n d e r e V a k u o l e n

eingeschlossen.

D a s d e m B o t a n i k e r so a l t g e w o h n t e , u n d d e m N i c h t p h y s i o l o g e n ihnen

so n i c h t s s a g e n d e Bild

bastteiles ständnis

bietet

ein

durch

Gegenstück

eines lebenden P a r e n c h y m s

das

mit

diesen

zu

einem

oder

unter

Weich-

Ausführungen erlangte

intensiven

Ver-

Fabrikbetrieb.

Man

s i e h t h i n e i n , wie in einen A r b e i t s r a u m , in d e m überall die R ü h r t ö p f e sich regen, die L ö s u n g e n v o n H a n d zu H a n d g e h e n , in e i n e m r a s t l o s e n , w e n n auch s t u m m e n

und

mit der Gelassenheit der vollkommenen

v o r sich g e h e n d e n S y s t e m w o h l d i s z i p l i n i e r t e r

Sicherheit

Handlungen.

V e r s t ä n d n i s g e h t u n s dabei a u f , w a r u m alle „ l e i t e n d e n " Zellen Stämme

und

Stengel

prosenchymatisch,

d.h.

langgestreckt

der sind.

D e n n es sind d a n n , v o r a u s g e s e t z t , d a ß die lange Seite d e r R i c h t u n g d e r L e i t u n g g e m ä ß t o r i e n t i e r t ist, viel w e n i g e r W ä n d e , welche die v e r z ö g e r n , zu ü b e r w i n d e n , wie in einem kurzzelligen

Arbeit

Parenchym.

Die d u r c h alle diese V o r g ä n g e u n d E i n r i c h t u n g e n

bewirkte

Entlee-

r u n g d e r B e h ä l t e r erfolgt rasch u n d so g r ü n d l i c h , d a ß z. B . v o n wahren „Mehlsack"

des m i t S t ä r k e u n d

Kleberkörnchen

dem

vollgestopften

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

120

E n d o s p e r m s des G e t r e i d e k o r n e s

nach dem Auskeimen des an ihm

hängenden Keimlings (Abb. 59) nur mehr blasse, geschrumpfte Häute übrig bleiben, die- auch nicht ein Stärkekörnchen mehr enthalten, trotzdem doch mehrere Hunderttausend Zellbehälter binnen wenigen Tagen dort zu entleeren waren.

A b b . 59.

Keimung durch Entleerung der Mehl-Magazine der Pflanze.

9.

Kondensieren und Destillieren.

Schon im bisherigen wurde erwähnt, Schwierigkeiten bereitet,

daß es den Pflanzen keine

sich Kondenswasser herzustellen

(vgl. S. 58).

Und wir haben sie auch mit den K o n d e n s a t i o n s a n l a g e n unserer Industrie in die gleiche Reihe gestellt.

(Abb. 37)

Es verwenden hierbei

die Gewächse durchaus das gleiche Prinzip: Wasserdampf wird gelegentl i c h seiner Abkühlung zur tropfenförmigen Verdichtung gebracht.

Als

bevorzugtes technisches Mittel wird dabei seine Hinleitung an Flächen, die kühler sind, als die Umgebung, benutzt.

Der Botaniker bezeichnet

die Anwendung dieses Mittels als die Ausbildung von oder eines V e l a m e n .

Kondenshaaren

Die ersteren sind, soweit sie in unserem Werke

berücksichtigt zu werden brauchen, bereits behandelt (S. 20). letztere aber muß folgendes gesagt werden:

Über das

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

121

Um ganz zu verstehen, wie raffiniert die Pflanzenzelle bei Ausbildung ihrer Apparate zu Werke geht, wird es nicht ohne Nutzen sein, zuerst ihre Einrichtungen zu sehen, durch die sie die Kondensation hindern k a n n . Solche finden sich sehr hübsch ausgebildet an den Moosblättern. Wenn

man

das gewöhnliche W i d e r t o n m o o s

(Polytrichum) oder

eines der kleinen B a r t m o o s e (Barbula) auch n u r bei schwacher Vergrößerung betrachtet, erkennt man, d a ß auf der Oberfläche der ein

kleiner Wald

von Zellfäden grünt.

Das

sind die

zellen, welche bei dieser einfachen Pflanze zugleich überflüssigen Wassers besorgen.

Blättchen

Assimilations-

die Abgabe

des

Das alles ist sehr genau reguliert.

Die

breiten Ränder des Blattes schlagen sich wie ein Buchdeckel über die Transpirationszellen,

wenn

es

die

Trockenheitsverhältnisse

heischen.

Der von den grünen Zellen ausgehauchte Wasserdampf kondensiert sich d a n n an der Oberfläche des „Deckels", und der ganze R a u m bleibt mehr oder minder dampfgesättigt. hindert.

Damit wird die weitere Transpiration ver-

Anders in derl feuchten S t u n d e n ; d a schlägt sich der Blatt-

rand breit nach auswärts und alles Wasser k a n n frei verdunsten. Nahe Verwandte

dieser

Moose,

von

denen

das

Brunnenleber-

m o o s (Marchantía) auch außerhalb der botanischen Fachkreise bekannt sein dürfte, bauen sich f ü r ihren Zweck eine w a h r h a f t e „ V e r d u n s t u n g s kammer".

Der entweichende Wasserdampf wird durch eine im Dach

dieser K a m m e r eingebaute und mit einem Blick verständliche

schorn-

steinartige Öffnung ins Freie geleitet, so d a ß hier überraschenderweise sogar

der

Begriff:

„Schornsteine

im

Pflanzenreich"

gerecht-

fertigt ist. Ein weiteres sehr hübsches Beispiel fiir die

Blätter

des

Kondensationseinrich-

tungen

bieten

Weißmooses

(Leucobryum)

unserer

Wälder.

Hier sind die toten Zellen groß durchlocht; es k a n n in ihnen

Wasserdampf frei strömen u n d sich an den großen Oberflächen niederschlagen.

Dadurch werden die kleinen lebenden Zellen zwischen ihnen

vor dem Vertrocknen behütet und der Zweck des Kondenswassers, die Quelle neuer lebendiger K r a f t zu sein, ist erreicht. Ganz nach diesem Prinzip sind nun auch die W u r z e l h ü l l e n (Velamen) der Luftwurzeln tropischer A r o i d e e n und O r c h i d e e n g e b a u t . weißen,

papierartigen

Hülle

toter,

lufthaltiger Zellen,

eine badeschwammartige Masse bilden, sind sie umgeben.

die

Mit einer zusammen

Diese Substanz

saugt sich bei jedem Regen voll mit Wasser; aber a u c h Wasserdampf wird

D i e c h e m i s c h e n Leistungen der Pflanze.

122

d u r c h sie in d e m M a ß e k o n d e n s i e r t , d a ß m a n c h e d a d u r c h u m 1 1 % ihres G e w i c h t e s z u n e h m e n Das für

wunderbarste

Kondensation

Beispiel

wie f ü r

des

Orchideenluftwurzeln

können.

gesamten

Aufbewahrung

Pflanzenreiches von

Wasser

stellt

doch wohl in den U r n e n b l ä t t e r n d e r in den T r o p e n l e b e n d e n Rafflesiana

A b b . 60. siana.

d a r (Abb. 60).

Kondensatoren

sowohl sich

Dischidia

An dieser P f l a n z e sind u m g e b i l d e t e B l ä t t e r zu

i m P f l a n z e n r e i c h . - U r n e n b l ä t t e r v o n Dischidia

Raffle-

D a s Vordere ist a u f g e s c h n i t t e n , u m . d i e a u f s a u g e n d e n W u r z e l n zu z e i g e n . (Nach

Kerner.)

g r o ß e n B e h ä l t e r n a u s g e s t a l t e t , in die zufolge i h r e r kleinen u n d u n g ü n s t i g gelegenen Ö f f n u n g z w a r k a u m

R e g e n w a s s e r e i n d r i n g e n k a n n , wie

viel-

f a c h b e h a u p t e t w i r d , die a b e r wohl g e e i g n e t sind, d a s d a r i n k o n d e n s i e r t e Wasser

festzuhalten

d i e n s t b a r zu gehauchte

und

machen.

Wasserdampf.

aufzubewahren

Kondensiert Die

und

dem

Gesamtorganismus

a b e r wird der v o n d e r P f l a n z e a u s -

Innenseite

der

Urnen

ist reichlich

S p a l t ö f f n u n g e n v e r s e h e n , es wird d a h e r s t ä n d i g eine a n s e h n l i c h e

mit

Menge

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

eines

Gemisches von

Wasserdampf

und

123

Kohlensäure

mung) in das Innere des Behälters entleert.

(durch

die

At-

Wir wissen nun längst ander-

weitig, d a ß schon ein unerheblicher Gehalt der Luft an Kohlensäure diese bemerkenswert abkühlt.

In den Urnen der Dischidien sind daher alle

einer

Vorbedingungen

typischen

Kondensationseinrichtung

geschaffen:

große Oberflächen, Abkühlung und Wasserdampf. Die reichliche Kondensation, durch welche die Urnen oft zu einem erheblichen Teil mit Wasser gefüllt sind, wird daher keinen physikalischtechnisch Gebildeten wundernehmen. hineinwachsen,

haben

nur

den

neuerdings dienstbar zu machen. einstimmung

mit

den

Die Wurzeln, welche in die Urnen

Zweck,

das Wasser

dem

Organismus

Damit ist d a n n die vollendete Über-

Kondensationseinrichtungen

der

Technik

her-

gestellt. Denn, um auf diese nach den pflanzlichen Vorbildern überzugehen: unsere

Industrie

sondern satoren. machen,

in

verwendet

sehr

keineswegs

ausgedehntem

Maße

nur

Mischkondensatoren,

auch

Oberflächenkonden-

Ihr wahrer Zweck ist, unsere Dampfmaschinen rentabler zu indem

man

den

verbrauchten

Dampf

neuerdings

in

ihren

Dienst stellt. Dieser Satz ist es, auf den es mir bei meiner Beweisführung ankommt. A u c h die U r n e n p f l a n z e v e r w e n d e t i h r e n Dampf

neuerdings

im

Betrieb

sich die Ähnlichkeit zur inneren

als

verbrauchten

Kraftquelle.

Damit erhebt

Identität.

Wir stehen wieder einmal vor einem Fall des gleichen technischen Prinzips in Pflanzenleben und Dadurch

gewinnt

Industrie.

es neuerdings

an

Interesse,

sich

die

Konden-

sationsanlagen der Technik nochmals anzusehen. Die Kondensatoren der Dampfmaschien bewirken eine Ausnutzung der

Differenz zwischen

dem

Unterdruck

des

verbrauchten

und

dem

Überdruck des unverbrauchten hinter dem Kolben (bezogen auf dessen Bewegungsrichtung)

befindlichen

Dampfes.

Dadurch

wird

ohne

Er-

höhung des Dampfverbrauches die Leistung der Maschine so gesteigert, daß man bei gleichbleibender Leistung eine Brennmaterialersparnis von 2 5 — 3 3 % rechnen kann. Kondensators

Bei der Pflanze wird durch E i n f ü h r u n g des

die Wasseraufnahme

durch

die

Wurzeln

herabgesetzt,

und so wie es wertvoll wäre, mit dem Thermometer die Abkühlung der Urnen bei Dischidia

festzustellen,

so könnte man leicht auch durch Ent-

124

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

fernung

ihrer

Luftwurzeln den

dann

eintretenden

Mehrverbrauch

der

Wurzelabsorption zahlenmäßig festlegen. Je

nachdem

nun der zu kondensierende

Dampf

unmittelbar

mit

dem Kühlwasser in Berührung gebracht wird oder durch gut wärmeleitende

Abb. 61. Oberflächen-Kondensator einer Torpedobootsmaschine. (Aus den Sammlungen des Deutschen Museums in München.) Man sieht die Querschnitte der mit Kühlwasser gespeisten Röhren.

W ä n d e davon getrennt bleibt, unterscheidet der Techniker die M i s c h oder die

Oberflächenkondensatoren.

Solche Oberflächenkühler, mit denen

allein die pflanzlichen

Ein-

richtungen in Parallele gebracht werden können, sind oftmals mit stehenden S c h i f f s m a s c h i n e n in Verbindung. dann zogen.

die

Kondensation Das

Kondensat

an

mit

wird

(Vgl. Abb. 61.)

Kühlwasser mittels

einer

Bei diesen wird

gespeisten

Röhren

Luftpumpe

voll-

abgesaugt

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

125

und in einer höchst wertvollen und sinnreichen Weise verwendet, welche die Schiffsmaschine wieder mit der Pflanze in gewisse Beziehung bringt. Da nämlich auf den Seedampfern die Kessel nicht mit dem salzhaltigen Meerwasse'r gespeist werden können, benutzt man dazu das wasser der Maschinen, das daher ebenso wie bei Dischidia

Kondens-

immer wieder

hilft, den Betrieb aufrecht zu erhalten. Mit der Kondensation in engstem Zusammenhang steht auch die Destillation.

Das große Kunststück des historischen Chemikers, das

einfach darauf

beruht,

Flüssigkeiten

und

feste Substanzen

chemisch

rein darzustellen, indem man das Flüchtigere von dem sich schwerer Verflüchtigenden durch Wärme trennt.

Der Tenor liegt aber hierbei

auf dem Worte trennen, nicht auf der Anwendung von Wärme.

Der

althistorische Destillationsapparat (Abb. 62) besteht demnach aus einem Gefäß, in dem die der Öestillation ausgesetzte Substanz (stets ein Gemenge) so weit erhitzt wird, bis sich die flüchtigen Stoffe darin in Dampf verwandelten.

Diesen fängt man durch ein Rohr auf und kondensiert ihn

dann durch Abkühlung. Im einfachsten

Fall gentigt hierzu eine Retorte und ein

Kolben

(Abb. 62). So

destilliert

man

die

verschiedensten

Substanzen;

in

größter

Menge den A l k o h o l , aber auch Wasser, Q u e c k s i l b e r , Z i n k , B e n z o l , auch feste Substanzen ( t r o c k e n e

Destillation).

Überlegt man sich diese Vorgänge, wird man bald erkennen, d a ß das Wasseransammeln in den Urnen von Dischidia

und Nepenthes

(deren

eine Art dieserhalb auch den Spezialnamen N. destillatoria erhalten hat) eigentlich

eine

Destillation

darstellt,

indem

das Bodenwasser

in der

Pflanze zuerst in den Dampf verwandelt wird, worauf sich aus dem Dampf im Oberflächenkondensator das chemisch gereinigte Wasser auf den Urnenboden niederschlägt.

Nachdem sich das Ganze mehrfach wiederholt,

haben wir hierin eigentlich sogar einen R e k t i f i k a t i o n s p r o z e ß vor uns. Alle Destillate lassen Rückstände zurück, die in den Dampfkesseln als K e s s e l s t e i n dem Techniker sattsam bekannt sind. steine bestehen

aus kohlensaurem

Kalk, Tonerde,

Umständen auch aus Kalk- und Eisenoxydulseifen.

Diese Kessel-

Kieselsäure,

unter

Es wird nun die

Praktiker zweifelsohne interessieren, zu erfahren, daß es derartiges auch im Pflanzenleben gibt.

Die Botaniker haben die Stellen, wo kesselstein-

artige Massen zur Abscheidung kommen, mißverständlicherweise

Kalk-

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

126 drüsen

genannt,

(Saxifraga)arten, Pflanzen.

und

kennen

solche

namentlich

a b e r a u c h v o n Acantholimon

und

von

den

Steinbrech-

anderen

exotischen

Die G e f ä ß b ü n d e l d e r S t e i n b r e c h b l ä t t e r e n d i g e n in d e n

Blatt-

z ä h n e n in k l e i n e n G r ü b c h e n m i t ä u ß e r s t d ü n n w a n d i g e n Zellen, die ü b e r a u s

Abb. 62. Mittelalterlicher Destillationsapparat, aus Retorte und Kolben bestehend, mit einfacher Kühlung. (Aus den Sammlungen des Deutschen Museums in München.)

l e b h a f t t r a n s p i r i e r e n , a u s d e n e n also W a s s e r in D a m p f f o r m e n t w e i c h t . D i e s ist d e r

Ort, wo destilliert wird; das

unseres

Destillationsapparates.

Grübchen

entspricht

Das Destillat entweicht

der

Retorte

in d i e s e m F a l l

in die L u f t u n d s c h l ä g t sich als T a u g e l e g e n t l i c h d e r n ä c h t l i c h e n

Abküh-

Die chemischen Leistungen der Pflanze. l u n g n i e d e r , a b e r d a Saxífraga

127

eine K a l k p f l a n z e i s t , cue a u s u e m

n u r s t a r k k a l k h a l t i g e s W a s s e r e r l a n g e n k a n n , m u ß sich d e r Kalk

gelegentlich

chen

der Destillation

niederschlagen,

gleich

in d e r R e t o r t e ,

dem

Kesselstein

im

vulgo

D U U C U

kohlensaure

im

Blattgrüb-

Dampfkessel

und

da

- f i n d e n w i r i h n d e n n a u c h in G e s t a l t e i n e s K a l k s c h ü p p c h e n s , ü b e r d e s s e n ö k o l o g i s c h e n W e r t sich d i e biologisch d e n k e n d e n

Botaniker seit

Kerner

v o n M a r i l a u n w e i d l i c h m i t T h e o r i e n a b g e p l a g t h a b e n , o h n e a n die n o t w e n d i g e U r s a c h e d e r E r s c h e i n u n g zu d e n k e n .

Freilich e r f ü l l t es d a n n m i t

u m so g r ö ß e r e r B e w u n d e r u n g v o r d e n L e i s t u n g e n d e r P f l a n z e , w e n n

man

s i e h t , d a ß d a s l ä s t i g e N e b e n p r o d u k t , d a s u n s d o r t , w o es in u n s e r e n

Be-

trieben

der

auftritt,

nur

Beschwerden

verursacht,

im

Pflanzenbetrieb,

•oft g e n u g a u s d e r N o t eine T u g e n d m a c h t , n o c h zu e t w a s nämlich

zu

einem

Die K a l k k r u s t e n

Verdunstungsschutzmittel

Nützlichem,

adaptiert

wurde.

l a g e r n sich n ä m l i c h d e n G r ü b c h e n bei t r o c k e n e m W e t t e r

s o w e i t a n , d a ß die V e r d u n s t u n g a u s d i e s e n e r h e b l i c h e i n g e s c h r ä n k t

ist.

10. Elektrolytische Vorgänge. Gehört Sublimieren,

Kondensieren und Destillieren d e m

elementaren

H a n d w e r k s k ö n n e n d e r C h e m i e v o n e i n s t a n , so ist d i e E l e k t r o l y s e der physiko-chemischen Methoden modernsten Dem

W o r t s i n n n a c h h a n d e l t es sich d a b e i u m e i n e d u r c h d e n elek-

trischen Strom Bekanntlich analog (d.h.

herbeigeführte Zersetzung von chemischen

s i n d es f a s t a u s s c h l i e ß l i c h

zusammengesetzte Säuren zersetzbar)

t ä t i g sind

und

und

g a t i v e n a b e r als A n i o n e n

Basen,

welche

ihre Moleküle

So viel

diene

nur

bezeichnet

Verbindungen.

Salzlösungen und ihnen in

d e n die p o s i t i v e n , z u r K a t h o d e h i n w a n d e r n d e n

als

Ionen

z.B.

spalten,

als K a t i o n e n ,

mischungen

Ne-

für

den Nichtphysiker,

mit

in

Entfuseln

der des

Elektrolyte Salzlösungen

von

Weißblech),

Elektrometallurgie, Spiritus bringt

reichlich

möglichen

R a f f i n a t i o n eines Metalls von f r e m d e n

(Entzinnen

und nun

ferner

auch

in

zu dgl. D i n g e n auch

hervor.

in d e n Zellen j e d e r c h e m i s c h e

die

Soweit

von

die

werden.

als V o r b e m e r k u n g

bei d e r

chemisch

Elektrolyte

der Ergänzung, d a ß wir technisch von der durch Elektrizität Zerlegung, plastik,

eine

Datums.

diese

der

mehr

Pflanze in

in

in

der

Färberei,

Gebrauch ihren

Betracht

Bei-

Galvanozum

machen.

verschiedenen kommen,

Prozeß von einem elektrischen

ist

begleitet.

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

128 Es kann

dadurch

zu einer

derartigen

Trennung

von

Kationen

und

Anionen kommen, daß eine Potentialdifferenz durch die Ableitung eines Stromes nachweisbar wird.

Im besonderen ist das nun durchgängig der

Fall, infolge der Lebenstätigkeit, wenn O x y d a t i o n s - und R e d u k t i o n s vorgänge

nebeneinander,

räumlich

getrennt,

gleichzeitig

ablaufen.

Desgleichen m u ß elektrolytische Zersetzung auch bei Diffusionsvorgängen durch semipermeable Membranen eintreten. Getriebe in

des pflanzlichen

der Darstellung

Daß solche Vorgänge im

Stoffwechsels reichlich

vorhanden

sind,

bislang mehr als genug zutage getreten.

isi

Und so

darf es uns auch nicht wundern, wenn in den Pflanzen (ebenso wie in den um

tierischen nur

eines

Nerven) zu

nennen,

elektrische Münk

1

Ströme

Belege

gegeben

also P f e f f e r durchaus gerechtfertigt, wenn er s a g t : können

nicht

nur

Wärme,

sondern

auftreten,

auch

hat.

wofür,

Es

Alle

Elektrizität

d u z i e r e n 2 , wenn wir bei der Pflanze die Überzeugung gewinnen, in ihr

Oxydations-

Hierüber

sollen

Hand geben.

die

und

Reduktionsvorgänge

nächsten Abschnitte

wäre

Pflanzen

nebeneinander

prodaß

ablaufen.

die nötigen Beweise an die

Im gegebenen Augenblick brauchen wir an nichts anderem

festzuhalten, als daß die Pflanze auch elektrolytische Vorgänge ebenso für ihre Zwecke verwendet, wie der Mensch.

11. Oxydierende

Operationen.

An der Tatsache, daß die Pflanze zu Oxydationen in ihrer lebendigen Tätigkeit befähigt ist, zweifelt niemand, der auch nur ein wenig Pflanzenkenntnisse besitzt. und

Denn die A t m u n g

zur Aufrechterhaltung des

ist ihr ebenso eigen

Betriebstoffwechsels nötig,

wie

allen

lebendigen Wesen. Die Atmung ist eine typische O x y d a t i o n , d . h . nach der Begriffswelt des Chemikers ein chemischer eines Körpers mit Sauerstoff besteht. stande,

von

denen

wenigstens

eines,

Prozeß,

der in der

Vereinigung

Dadurch kommen O x y d e nämlich

der

Eisenrost,

zuauch

jedem Nichtchemiker unliebsam, genug bekannt ist.

1 Vgl. M ü n k , Die elektrischen und Bewegungserscheinungen von Dionaea, 1876. 8 W . P f e f f e r , Pflanzenphysiologie, II, S. 865.

im

Blatt

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

Ob

die Einwirkung

L u f t , bei gewöhnlicher

der wichtigsten

Sauerstoffquelle, nämlich

oder höherer T e m p e r a t u r

Wesen des Vorganges ganz gleichgültig.

129 der

erfolgt, ist f ü r das

Es werden durch die W ä r m e nur

der Ablauf beschleunigt und dessen Nebenerscheinungen gesteigert, z. B. die

Wärmeproduktion

dermaßen

hinaufgesetzt,

daß

bei

stürmischer

Oxydation eine „ E n t z ü n d u n g " des oxydierenden Körpers u n t e r und

Licht-

Hitzeerscheinungen eintritt, welche die explosive Oxydation

f o r t p f l a n z t , d . h . andere oxydierbare ( = brennbare) Körper in setzt.

rasch

Flammen

In diesem Sinn ist jede Oxydation eine V e r b r e n n u n g ,

somit

auch die A t m u n g . Es wird daher alles, was atmet, prinzipiell auch die Fähigkeit haben, W ä r m e und Licht zu produzieren. Aber nicht von

Oxyden

n u r die Atmung, sondern

gehört

zu

dem

gleichen

auch schon die

Leistur.gskomplex

Herstellung der

Pflanze.

W e n n wir also solche in ihrem Stoffwechsel entdecken, haben wir uns wieder einmal von der Übereinstimmung ihrer Leistungen und jener der Chemotechnik, die Oxydationen täglich anwendet, überzeugt. Die

Botanik

faßt

Namen p h y s i o l o g i s c h e

die

in

Rede

stehenden

Vorgänge

unter

dem

V e r b r e n n u n g zusammen und h a t die merk-

würdige Entdeckung gemacht, daß die Pflanzen zu ihren lebenserhaltenden Oxydationen keineswegs nur auf den freien Sauerstoff der Luft angewiesen sind, sondern ihren Oxygenbedarf auch aus Oxyden, z. B. aus S c h w e f e l w a s s e r s t o f f oder aus E i s e n o x y d u l zu decken vermögen. Durch physiologische Oxydation können z. B. die Beggiatoabaktevien

in 1—2 Tagen

das 2—4fache ihres Eigengewichtes an S c h w e f e l s ä u r e herstellen, indem sie Schwefelwasserstoff zu Schwefel und diesen zu

Schwefelsäure

oxydieren. Ähnliches leisten andere S c h w e f e l b a k t e r i e n oder E i s e n b a k t e r i e n , so d a ß man sich längst daran gewöhnt h a t , Luftsauerstoff oxydierende Bakterien als A e r o b i o n t e n von den a n a e r o b e n scheiden. terien,

Formen

Obligate derartige Anaeroben sind verschiedene Buttersäure-

und M i l c h s ä u r e b a k t e r i e n ,

W u n d s t a r r k r a m p f e s (Bacillus tetani) In diesen

Beziehungen

zu

unter-

Nitrobak-

der Erreger des

usw.

kommen

also die Pflanzen durchaus

den

Leistungen der Chemiker gleich, um so mehr, seit wir die i n t r a m o l e k u l a r e A t m u n g der Aeroben entdeckt haben. Man konnte in einem sauersauerstoffreien R a u m Äpfel und

Birnen selbst monatelang am

Leben

e r h a l t e n ' u n d in einem Fall h a t t e n während einer fünfmonatlichen derFranci,

Die Erfindungen der Pflanzen.

9

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

130 artigen

Periode

zwei

Birnen

282 g

C02

produziert,

wozu

sie

haupt-

sächlich ihren Z u c k e r v e r a r b e i t e t e n . D a r i n erweist sich wieder eine c h e m o t e c h n i s c h e Pflanze

über

unser«

Methoden.

verfügen

Überlegenheit

hierüber

der

im

Bereich

u n s e r e r E x p e r i m e n t i e r k u n s t n i c h t u n d müssen d e r P f l a n z e d i e

Fähig-

keit zuschreiben,

Wir

die r a f f i n i e r t e s t e n o x y d a t i v e n

Operationen

vorzunehmen. Sie

bedient

Palladin in

hierzu

nach

den

neuesten

Untersuchungen

von

u n d seiner Schule eiweißhaltiger Stoffe, der sog. A t m u n g s -

chromogene, haut

sich

die

die

im

Zellsaft e n t h a l t e n ,

Hauptvakuole

Oxydasen

farblos u n d

eingesperrt

nur

lila F ä r b u n g an ( A n t h o k y a n ) . Fähigkeit,

unter

also

durch

sind.

dessen

Gewöhnlich

Umständen

nehmen

Plasma-

sind

diese

sie rote

oder

Es h a t d e m n a c h die Zelle d u r c h a u s die

ihre Oxydationsprozesse,

getrennt

von

tionen in ihr, mit diesen gleichzeitig zu vollziehen.

den

anderen

Opera-

Und diese Eigenschaft

k o m m t jeder Zelle zu, da jede von ihnen selbständig a t m e t .

12.

Reduzierende

D e r Begriff der R e d u k t i o n

Operationen.

ist im Munde des Chemikers der ge-

rade Gegensatz zu d e m der O x y d a t i o n , w e n n sie sich auf den stoff bezieht.

Sauer-

D e n n u n t e r einer R e d u k t i o n v e r s t e h t m a n jene Prozesse,

d u r c h die aus S a u e r s t o f f - J o d - B r o m - S c h w e f e l - oder anderen Verbindungen d a s n a m e n g e b e n d e E l e m e n t ganz oder teilweise herausgezogen wird. h ä u f i g s t e n reduziert m a n Oxyde u n d m a c h t d a v o n im ausgiebigen G e b r a u c h . denen

die

reinen

D e n n die meisten E r z e

Metalle

durch

Kohle

und

sind Metalloxyde,

Wasserstoff,

also

Körper, welche mit d e m Oxygen besonders leicht B i n d u n g e n Hierauf

samte

allerdings n i c h t reines

wodurch m a n

sondern kohlenstoffreiches Gußeisen e r h ä l t .

b e r u h t z'. B. der

Reduktionstechnik

ge-

Eisen,

In diesem Verfahren k o m m t

m a n nicht u m die A n w e n d u n g s e h r h o h e r T e m p e r a t u r e n h e r u m . a n sich p r i m i t i v e n

aus

durch

eingehen,

als reduzierende Mittel isoliert w e r d e n . Hochofenprozeß,

Am

Hüttenprozeß

Dieser

tiberlegen ist j e n e Methode,

die

Metalle, welche zu den elektronegativen Bestandteilen der zu reduzierend e n V e r b i n d u n g e n größere V e r w a n d t s c h a f t h a b e n , m i t solchen z u s a m m e n zubringen, w o d u r c h d a n n z. B. Eisen aus K u p f e r s a l z e n d a s K u p f e r ausfällt.

A m k r ä f t i g s t e n reduzieren

auf

di-ese Weise etwa d a s

Kalium

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

131

und N a t r i u m , die man meist als Amalgame benutzt.

Andere kräftige

Reduktionsmittel

sind

Cyankalium,

Eisenvitriol,

Kohlen-

' o x y d , usw. Dieser

kalte,

tinbewußt Sie Wärme

die

und

chemische

Pflanzenchemie

arbeitet

Hefepilze

rein

mit

ihrer

viel

Weg

ist

kopiert älteren

Energieverschwendung, ( S a c c h a r o m y c e t e n ) als

wie

es,

mit

dem man

hat.

„technischen man

an

Kultur"

der

einem geradezu

ohne

Tätigkeit

der

klassischen

Bei-

spiel f ü r alle anderen erfahren kann, das uns auch noch die pflanzlichen Oxydationen illustriert. S a c c h a r o m y c e s ist ein einzelliger Pilz, der sich durch

Sprossung

v e r m e h r t , wenn ihm reichlich Zucker zur Verfügung s t e h t .

Wenn er

außerdem freien Sauerstoff erhält, v e r b r a u c h t er ein viel größeres Quant u m , das er in ganz bestimmter Weise abspaltet in A l k o h o l und K o h l e n säure.

Diese Eigenschaft hat ihm ja den Ruf verschafft, die technisch

wichtigste sämtlicher Pflanzen zu sein. Auf seiner Kohlensäureproduktion beruht die B r o t b e r e i t u n g ,

auf der Alkoholproduktion die B i e r - und

Weinherstellung. Beraubt man den Pilz der freien Sauerstoffausnjitzung, so lebt er anaerob.

Er beginnt jetzt Zerspaltungen und Umlagerungen von Ver-

bindungen zeitig

(Kohlehydraten), die unter geringer Wärmebildung

reduzierte

und

oxydierte

Produkte

gleich-

liefern.

Hier ist das im elektrolytischen Abschnitt (S. 127) geforderte Postulat

verwirklicht.

Die verschiedenen Produkte müssen

voneinander

g e t r e n n t gehalten werden, sie sind also vorerst in den zahlreichen Vakuolen aufbewahrt, welche die obergärige Hefe auszeichnen und

werden

nach und nach in das den Pilz umgebende Medium entleert. Der Oxydation

des Zuckers

v e r d a n k t die Kohlensäure ihre

Ent-

s t e h u n g ; zu den reduzierten Körpern gehören H 2 S und reines H y d r o g e n , voran aber der A l k o h o l . Wodurch

die Reduktion

durch B u c h n e r s

geleistet

wird, ist

Studien klarer geworden.

uns

erst neuerer Zeit

Es ist ein Eiweißprodukt,

die Z y m a s e , von der die Gärung abstammt) gleichwie ein entsprechendes E n z y m , die O x y d a s e , die Grundlage der Atmungsoxydation ist.

Damit

ist viel und auch wieder nichts gewonnen, da man Enzyme vorerst n u r aus lebenden Wesen isolieren, nicht aber synthetisch herstellen Außer

den

Reduktionen

kann.

der Saccharomyceten gibt es aber zahl9*

132

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

lose andere von nicht geringerer allgemeiner z. B. die im B o d e n c h e m i s m u s

Bedeutung.

bedeutungsvolle

So erfolgt

Reduktion von

Ni-

t r i t e n in N i t r a t e einmal durch B a k t e r i e n , das andere Mal werden Nitrite vom Pflanzenplasma auf oxydativem Wege aus Ammoniak erzeugt. den

Die S t i c k s t o f f b e r e i t u n g im Boden aus Nitraten, welche wir

Denitrifikationsbakterien

letzten

zu

verdanken

haben,

auf

denen

Endes die ganze Möglichkeit der Landwirtschaft ruht, ist eben-

falls ein Reduktionsvorgang, den man in den Kulturen des

Laborato-

riums so intensiv gestalten kann, d a ß das entweichende Gas ein Schäumen der Flüssigkeit bewirkt. Der Vorgang der

Reduktion

im

Stoffwechsel ist also mit

voller

Sicherheit als Leistung des Pflanzenplasmas erkannt und die Ausführung des Prozesses erfolgt mittels einer Technik, die unseren tionsmethoden in mehr als einer Hinsicht überlegen ist.

Reduk-

Es besteht die

Hoffnung, d a ß durch das Studium der pflanzlichen Reduktionsvorgänge direkter technischer Nutzen sprießt. Wir kennen zwar kein Beispiel, d a ß die Pflanzenzelle Metalloxyde reduziert, denn die

Eisenbakterien

R a s e n e i s e n s t e i n « - herstellen,

bilden

allerdings sehr leicht reduzierbar ist.

und nur

Ockeralgen, ein

welche

den

Eisenhydroxyd,

das

D a f ü r haben wir ein Beispiel, d a ß

u n m i t t e l b a r ein reines und gediegenes Metalloid aus der Pflanzentechnik hervorgeht.

Das ist das Heer der S c h w e f e l b a k t e r i e n , die reduzierten

Schwefel herstellen

und

in Körnerform ihrem

Plasma einlagern,

eine

Leistung, deren sich kein Chemiker zu schämen h ä t t e .

13. Die Produktion von Wärme. Wenn auch die Pflanze bei ihren Reduktionsprozessen nicht darauf angewiesen ist, sich der Wärme zu bedienen, so kann sie doch bei ihren Oxydationen nicht vermeiden, V e r b r e n n u n g s w ä r m e als Nebenleistung zu produzieren.

Aber da diese f ü r ihren chemischen Betrieb, der durch-

aus eine „kalte K ü c h e " ist, nicht in Betracht k o m m t , ja, bei der schon zwischen 50—70° eintretenden K o a g u l a t i o n W ä r m e sogar vermieden werden m u ß , so Leistung sondern

nicht gerade

so im

sehr

in

Vermeiden

der der

ihrer kolloidalen Eiweiße

besteht

Produktion

ihre

technische

von

Wärmeerzeugung.

Wärme,

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

133

Hieran hat- man bisher noch nicht gedacht u n d sich noch niemals die Pflanze auf ihre K ü h l e i n r i c h t u n g e n hin b e t r a c h t e t . Solcher bedarf auch unsere Technik verschiedentlich

und sie h a t

diesem Bedürfnis etwa in folgenden Formen Genüge geleistet: Alle Kühler beruhen auf dem Prinzip, d a ß jeder erhitzte

Körper

allmählich zu einem Temperaturausgleich k o m m t , indem er durch Strahlung und Leitung W ä r m e abgibt.

, Hierbei kühlen feuchte Körper und

Flüssigkeiten besonders ab, wenn ihre Verdunstung nicht gehindert wird, Gase und

Dämpfe kühlen bei Verminderung des auf ihnen

lastenden

Druckes.

Abb. 63. Photosynthetische Einrichtungen. Die Jauchealge (Polytoma uvella). A = Schwännerstadien: a = Stärkekörnchen, g = Geißeln, B = Teilungsstadien. ( N a c h F r a n c e , Die Polytomeen.) (Vgl. S. 148.)

Demzufolge

kühlt

man

vornehmlich,

indem

man

die

Oberfläche

der zu kühlenden Körper möglichst vergrößert, also Flüssigkeiten breitet, und feste Körper dünn, lang und breit gestaltet.

aus-

So sind z. B.

die K ü h l s c h i f f e der Brauereien und Brennereien sehr große und flache Gefäße, in denen die Maische nur eine ganz dünne Schicht bilden kann. Auch kühlt man ihren Inhalt durch kräftige Ventilation. In den S p i r i t u s f a b r i k e n h a t man eine originelle Art von Kühlern mit den K ü h l s c h l a n g e n

(Abb. 64) geschaffen.

Man bringt die heiße

Maische in ein R ü h r w e r k ,

in dem sie beständig zirkuliert, setzt

aber

in sie einen R ö h r e n k ü h l e r ein, durch den beständig kaltes Wasser fließt.

134

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

Oder man wendet

Apparate

an,

wie

den

Röhrenkühler

von

Nägeli.

Dieser besteht aus einem langen Kupferrohr mit dünnen Wänden, das wiederholt gebogen ist.

Abb. 64.

Röhren.

Die geraden Teile stecken in weiten eisernen

Kühlschlange der Destillationsindustrie. (Aus den Sammlungen des Deutschen Museums, München.)

So

tritt

dann

die

Röhren ein und durchströmt gesetzt

fließt,

in

ein

weites

abzukühlende sie,

während

Rohr

eintritt

Flüssigkeit in die das Kühlwasser und

es

wieder

engen

entgegenverläßt.

D a m i t läßt sich viel energischer kühlen, als wenn man Eis anwenden

D i e chemischen Leistungen der Pflanze.

würde.

135

Ähnliche A p p a r a t e verwendet ja übrigens auch die medizinische

Praxis bei

Herzkühlungen.

Eine besondere Form von K ü h l a p p a r a t e n sind die (Abb. 65),

seinen Zweck schon erfüllt hat, verwendet. Bild ersichtlich, wenn

Abb. 65.

Gradierwerke

wie m a n sie z. B. zum Abkühlen von Kondenswasser,

das

Alles Nähere ist aus dem

man weiß, d a ß hier Verdunstungskühlung

das

Älteres Gradierwerk der Salzbergwerke. (Aus den S a m m l u n g e n des Deutschen Museums in München.)

angewendete Prinzip abgibt, weshalb m a n die Transpiration beschleunigt.

möglichst

Auf dem gleichen Prinzip beruhen doch auch die spani-

schen

Alcarrazas,

die

denen

die a u f b e w a h r t e n

porösen

Kühlkrüge

Flüssigkeiten

auch

der Tropenbewohner, in der

Sonnenhitze

in

kühl

bleiben, weil das durch die W a n d u n g sickernde Wasser rasch v e r d u n s t e t und d a d u r c h k ü h l t . Alle

diese

Prinzipien

gleichfalls angewendet.

sind

in

den

Konstruktionen

fler

Pflanze

Um sie richtig zu werten, müssen wir uns zu-

erst die Überzeugung verschaffen, d a ß der Chemismus der Pflanze t a t -

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

136 sächlich

zu einer

erheblichen

und

schädlichen

Wärmeproduktion

be-

fähigt ist. Die wichtigste W ä r m e q u e l l e kennt

Reibungswärme-Elektrizität

der Natur sind Oxydationen. als

Quelle

von

Wärme,

Man ebenso

chemische Vorgänge, als deren Beispiel das Verdünnen von Schwefelsäure mit

Wasser

wird

jedem

chemischen

Lehrling

geläufig

ist;

in der

Praxis

aber noch immer Wärme fast stets nur als Verbrennungswärme

erzeugt und benutzt, soweit man nicht die der Sonne unmittelbar verwerten kann.

Verbrennung ist, wie auch hier bereits ausgeführt, eine

rasch ablaufende Oxydation. Zu Oxydationen ist nun die Pflanze befähigt; als Atmung macht sie von ihr ununterbrochen Gebrauch, es ist demnach in der Pflanze ständig eine Wärmequelle tätig. Das ist alles so selbstverständlich

und bekannt, daß es nur des

Zusammenhanges halber gesagt zu werden braucht.

Zu erörtern bleibt

uns bloß, wie stark die Oxydationsprozesse sind, mit anderen Worten wie hoch die Atemwärme ist, bzw. ob nicht außer der Atmungsoxydation noch andere Wärmequellen in der Pflanze vorhanden sind. Wenn man mit dieser Frage auf den Lippen das botanische Tatsachenmaterial nach Antwort durchsucht, findet man zuerst das überraschende Faktum, daß bei S c h i m m e l p i l z e n und B a k t e r i e n die Atmung 4—lOOmal größer ist als die des Menschen.

Demzufolge ist ihre

Wärmeproduktion entsprechend ansehnlich. Die Oxydationswärme

des Menschen beträgt an 4 4 ° C, nur

wird

durch das System der Kühlschlangen und der Oberflächenvergrößerung, als welches man die Blutgefäße und die Haut des Menschen kann,

eine Abkühlung

auf normal

36,5—37,2"

ansehen

hervorgebracht.

Ge-

wisse Bakterien können diese Temperatur erheblich überschreiten und ein

Bacillus

( B . pyrogenes),

dem

die

Selbstentzündung

des

H e u e s zugeschrieben wird, kann in seinen von der Luft abgesperrten, dicht zusammengeballten Massen Temperaturen

bis zu 102° C hervor-

bringen, die ihm schließlich selbst tödlich werden können.

Nur bedarf

es gewöhnlich bei den Bakterien gar nicht besonderer Kühleinrichtungen, da ihre Ausbreitung auf weiter Oberfläche, im besonderen aber ihr Leben im Wasser ihnen ohnedies stete Kühlung bieten. Erhebliphe bar

wird,

Wärmeproduktion,

kommt

wissen Blütepflanzen

jedoch aus

die

auch

wie

weiten

Gruppe

der

auch, der

nach

außen

Kreisen Aroideen

hin

merk-

bekannt, zu,

ge-

worüber

Die chemischen Leistungen der Pflanze. namentlich

die n e u e n

Untersuchungen

137

von E. L e i c k helles Licht ver-

breitet haben. Die Aroideen s t a b in u n s e r e m

(Abb. 66),

von

deren

Schönheit

K l i m a n u r einen unzulänglichen

der kleine

Arons-

Begriff g e w ä h r t ,

be-

Abb. 66. Längsschnitt durch den Kessel des Aronsstabes (Arum maculatum). (2fach vergrößert.) (Originalaufnahme von Frau Dr. A. F r i e d r i c h . )

sitzen

einen

sog. B l ü t e n k o l b e n ,

in

den

eingeschlagen

eine

merk-

würdige u n d biologisch a n z i e h e n d e Vereinigung von m ä n n l i c h e n und weiblichen B l ü t e n a n einem langen, oben d u n k e l r o t g e f ä r b t e n Kolben sitzt, der

aus

dem

hervorragt.

tütenförmig

zusammengerollten

Hüllblatt,

Z u r Zeit des Blühens f i n d e t sich i w - d e n

Blütenkolbens,

wie

in

allen B l ü t e n , eine s e h r

der

Spatha,

Organen

lebhafte Atmung,

dieses also

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

138 Oxydation.

Und, Hand

in

Hand

damit

stellt

sich

auch

eine

Tempe-

r a t u r s t e i g e r u n g e i n , d i e in d e m K o l b e n bis zu 3 5 , 9 ° C ü b e r d e r A u ß e n temperatur,

also

schaden kann. cum.)

bis

zu

60—70° C

steigen

und

dann

( G e m e s s e n v o n G. K r a u s a n Arum

den

Pflanzen

maculatum

und

itali-

Die T e m p e r a t u r e r h ö h u n g beginnt m i t d e m A u f b l ü h e n , steigt d a n n

3 — 4 S t u n d e n l a n g u n d n i m m t n a c h d e r 6. S t u n d e Ähnliche, wenn

auch

ab.

n i c h t so h o h e Z i f f e r n , w u r d e n

konstatiert

d e n B l ü t e n s t ä n d e n v o n P a l m e n , in d e n B l ü t e n m a n c h e r und

s o n s t i g e r P f l a n z e n , so d a ß d i e T a t s a c h e n

weder anzweifelbar

n o c h als K u r i o s u m e i n e r A u s n a h m e p f l a n z e g e l t e n

die

in

Lotosblumen sind,

können.

I m m e r h i n ist es die R e g e l , d a ß sich d i e P f l a n z e n so v e r h a l t e n ,

wie

wechselwarmen

um

Tiere,

d. h.

trotz

ein G e r i n g e s h ö h e r e W ä r m e b e s i t z e n , Gewöhnlich eines

beträgt

Celsiusgrades;

die sie

als

in

Eigenwärme ist

etwas

lebhafter ihrer

der

höher

Atmung

Umgebung

Pflanzen

in

nur

nur

massigen

herrscht. Bruchteile

Blättern

und

S t ä m m e n , g a n z u n m e r k b a r in d e n d ü n n e n B l ä t t e r n , d i e sich a b e r w i e d e r nach

neueren

ansehnlich

Versuchen

erhitzen

von

können,

H. M o l i s c h wenn

man

durch

sie

ihre A t m u n g

abpflückt

und

in

höchst großen

Mengen aufhäuft. Aus

diesem

Tatsachenmaterial

die K ü h l e i n r i c h t u n g e n Ein

Bedürfnis nach

die h ö c h s t

interessante

einrichtungen

ist

uns

alles

Nötige

d e r P f l a n z e n k l a r e r k e n n e n zu

können.

ist u n a b w e i s b a r 1

wir h a b e n

solchen neue

botanische

d e r P f l a n z e n zu s u c h e n .

und

Aufgabe, nach

Die A r u m b l ü t e n s i n d d i c k u n d Spathablatt. teile

sehen,

in . d e m

den

kolbig und

tütenförmig

um

es

zu

Temperatursteigerungen,

sogar

dicken

Pflanzenwenn

B l ä t t e r n u r lose a u f e i n a n d e r liegen, w i e in d e m v o r h i n e r w ä h n t e n lischschen wirkt

wird.

großen

Versuch. Durch

Kühlflächen,

D a r a u s e r k e n n t m a n , w o d u r c h die A b k ü h l u n g die Z e r s p a l t u n g botanisch

F o r m e n u n d die B l a t t b i l d u n g .

des

die

besonderes

geschlagenen

Stets w e n n wir eine M a s s e n a n h ä u f u n g a t m e n d e r kommt

nun

abgeben.

b e s i t z e n ein sie

um

Kühlungs^

Hierfür wird uns d a s , was

menschliche Technik verwirklicht hat, den besten Führer

Wärmeschutzmittel

gegeben,

die Mobe-

Körpers,

die A u s b i l d u n g

von

durch

die V e r ä s t e l u n g

der

gesprochen,

D a s d ü n n e B l a t t ist d i e ideale K ü h l e r f o r m

selbst. 1

Angesichts der Differenz zwischen den Blüten der Aroideen und denen anderer Pflanzen, die eine Temperaturdifferenz von 35° aufweisen.

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

139

Eine andere Art, die Abkühlung hervorzubringen, ist die

Durch-

leitung des Körpers mit Röhren, in denen kühle Luft zirkuliert.

Solche

sind

in den röhrenförmig miteinander .zusammenhängenden

larräumen

gegeben.

Damit

ist das

System

der

Interzellu-

Kühlschlangen

ver-

wirklicht, während der Blattbau mit seiner Transpiration dem der Gradierwecke entspricht (Abb. 63 u. 64). Natürlich

müssen

auch

die

Gefäße,

in

denen

Wasser

aufwärts

steigt, sich also dem allgemeinen Säftestrom, der von den Blättern herkommt,

entgegengesetzt

wirken,

so

daß

bewegt,

es nicht

Körpertemperatur

d e r . Pflanze

übersteigt.

Besonders

der Blätter,

die,

nach die

vorteilhaft

der

kann,

Außenluft

wirkt

der

wenn

hierbei

Röhrenkühler die

nicht die

allgemeine nennenswert

Gradierkühlung

obzwar gerade sie besonders intensiv atmen, die ge-

ringste Temperatursteigerung

aufweisen;

suchungen

eine

von

dem Prinzip

wundernehmen

Dutrochet

0,5° C e i n t r e t e n

als

Kühleinrichtungen

bester

so

Beweis,

vorhanden

kann

nach

den

Unter-

Temperaturerniedrigung daß

sind.

tatsächlich

Daher s t a m m t

von aktive

auch

die

Waldeskühle. Es erübrigt nur mehr, die Bedürfnisfrage von E r w ä r m u n g und Abkühlung zu erörtern. Um diese Frage richtig zu beurteilen, m u ß man sich daran erinnern, d a ß die E r w ä r m u n g von selbst eintritt, wenn man ihr nicht entgegenarbeitet, d a ß also ihre Erzeugung n a t u r g e m ä ß ist und keiner besonderen Vorrichtungen bedarf. kühlt.

Sie stellt sich überall ein, wo man nicht

ab-

Um so mehr, wo so günstige Verhältnisse d a f ü r gegeben sind, wie

im Kolben der Aroideen.

Die Spatha hält die erzeugte W ä r m e zusammen,

weil sie nach dem Prinzip des W ä r m e s c h r a n k e s Bakteriologen umschließt.

mit

schlechten

Wärmeleitern

(Thermostat)

allseitig

einen

der

Luftraum

Der Verschluß ist allseitig, denn an der Eingangsöffnung

s t e h t ein Filz von Haaren dermaßen angeordnet, d a ß Luft (und Blütengäste) zwar herein, nicht aber hinausgelangen könnten.

(Abb. 66.)

Stoffwechselvorgänge, welche durch die Wärmesteigerung ungünstig beeinflußt werden könnten, gibt es in den Blüten nicht.

Diese spielen

im synthetischen Chemismus der Pflanze eine passive Rolle. hat

der

Blüten denen

Gesamtorganismus ökologischen

die

aus der temporären

Nutzen.

Erwärmung

der

An den Arumkolben

kühlen

Dagegen

Wärmesteigerung

der

Frühjahrsabenden,

an

regelmäßig

stattfindet,

sind

D i e chemischen Leistungen der Pflanze.

140 sie f ü r

ihre

Insektenbesucher

kommene W ä r m e s t u b e . Fall

ein

Die

(gewöhnlich

kleine Mücken) eine will-

Erwärmung

ist

demnach

in

diesem

Anlockungsmittel.

Im Fall der t h e r m o p h i l e n B a k t e r i e n ist die Sachlage noch leichter verständlich. Die S e l b s t e r w ä r m u n g geläufig.

des

D ü n g e r s ist jedem Landwirt wohl

Sie kann sehr erheblich sein und die im Herbst und F r ü h j a h r

dampfenden

Düngerhaufen

gehören

geradezu

zum

Charakterbild

des

Bauernhofes. Verursacht

wird

die

Temperatursteigerung

Vorgänge der D e n i t r i f i k a t i o n s b a k t e r i e n , die

salpeterhaltigen

setzungen,

auf

die

beschleunigen. In diesem

Bestandteile sie

des

durch

oxydativen

die, in großer Menge um

Düngers

angewiesen

die

sind,

gruppiert, durch

die

die

Um-

Wärme

Der Mist wird durch seine E r w ä r m u n g rascher gar.

Satz populärer landwirtschaftlicher Chemie steckt der öko-

logische Nutzen, welcher der Pflanze aus ihrem Vermögen der Temperatursteigerung in diesem Falle erwächst. Gerade

was

in

dem

einen

Fall

nützlich

ist,

würde

ihr jedoch

meisthin im chemischen Getriebe ihrer Gewebe von Nachteil sein. hat,

angesichts

zwar auf

noch

der

keine

Neuheit

der hier

Erfahrungen,

wie

aufgeworfenen eine

dauernde

Man

Gesichtspunkte, Homöothermie

den Betriebsstoffwechsel der Pflanze wirken würde und wieder ist

hiermit der Weg zu nicht wertlosen, auch nicht uninteressanten Experimenten gezeigt.

Aber auch schon ohne sie kann man sich ein Bild davon

machen, d a ß d a u e r n d e hohe T e m p e r a t u r vor allem den Transpirationskoeffizienten erheblich erhöhen, die an sich meist bestehenden Wasserversorgungsschwierigkeiten Halb-

oder

der

Ganzxerophyten

trächtlich vermehren würden. Enzyme

Pflanzen

(die

und Tropophyten,

meisten

Gewächse

vgl. S. 42),

sind

also

be-

Außerdem würden wohl die Wirkung der

so beeinflußt, die oxydativen

Prozesse zugunsten

der

redu-

zierenden so bevorzugt werden, d a ß der geregelte Ablauf des gesamten Betriebes in Frage gestellt, neue Temperatursteigerungen u n d sogar S e l b s t b e s c h ä d i g u n g e n

der

unvermeidlich

P f l a n z e nicht ausgeschlossen

wären. Solche kommen bereits in den relativ wenigen Fällen vor, in denen die Pflanze ihrer Fähigkeit zur Homöothermie freien Lauf läßt. phile

Bakterien

führen zu

Entzündungen,

Thermo-

Aroideenblüten werden

legentlich durch ihre Eigentemperatur versengt und welk.

ge-

Die chemischen Leistungen der Pflanze. B e d ü r f n i s f r a g e der

Die gegeben.

Kühleinrichtungen

ist

also

14t durchaus

ge-

Und zweifelsohne werden v o n n u n a n auf diesen P u n k t gerich-

t e t e U n t e r s u c h u n g e n u n s noch neue

Einsichten

vielleicht

verschaffen,

auch

besondere

Kühleinrichtungen

I

ß

entdecken

lassen.

14. Die Produktion von Licht durch die Pflanze. Die

Wärmeproduktion

d u r c h die H a n d des Menschen ist f a s t i m m e r auch a n F l a m menbildung und damit

Licht-

erzeugung

wenig-

stens

gebunden,

soweit

er

stürmische

Oxydationen anwendet. wird

auch

mischen und

im

Licht

elektroche-

Prozeß

erzeugt

ist in beiden Fällen ein

elektromagnetisches men,

Phäno-

dem Wesen

elektrische

nach

Strahlung

well-Hertz).

eine

(Max-

Wir bedürfen

aus der komplizierten

moder-

n e n L i c h t t h e o r i e keiner an deren, als dieser, übrigens seit H e r t z ' Versuchen u n b e s t r i t t e nen

Feststellung,

um

es

zu

verstehen, d a ß in chemischen Abläufen,

in

zität

solche

eine

denen

Abb.67. Leuchtende Pflanzenzellen. Leuchtformen der Seen und des Adriatischen Meeres, i—2 = Ceratium hirurtdinelta im Süßwasser leuchtend, 3 = C. cornutum (nicht leuchtend), 4 = C. candelabrum, leuchtet im Adriatischen Meer. (Nach Originalen des Verfassers.)

Elektri-

Rolle

spielt, wie

im

Stoffwechsel der Pflanze (vgl.

S. 128), die L i c h t e r z e u g u n g keine Schwierigkeiten bereiten k a n n . Sie vollzieht sich bei den verschiedensten niederen P f l a n z e n mit so großer geknüpft

Intensität, hat.

Sie

daß

die

Volksnaturgeschichte

behandelt M e e r e s l e u c h t e n ,

längst

daran

an-

das L e u c h t e n

von

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

142 faulendem gleich

Fleisch

genauere

und

Kenntnisse

H o l z als ihr v e r t r a u t e Gegenstände, wennhierüber

erst

in

neuerer

Zeit

gewonnen

wurden. Relativ

Abb. 68.

alt ist das Wissen, daß gewisse einzellige Algen

Leuchtende Pilze (Agaricus Gardneri).

die P e r i d i n e e n ,

Abb. 67)

(nämlich

(Nach A. E. K n i g h t . )

des Meeres blitzartig phosphoreszieren und

namentlich an dem Leuchten der Nordsee und Ostsee intensiv beteiligt sind. Die zweite Gruppe von leuchtenden Organismen wird als bakterien

bezeichnet

und

ist

namentlich

seit

den

Leucht-

Untersuchungen

von H. M o l i s c h als allgemein verbreitet im Waldboden, Meerwasser und anderen

Orten

erkannt

als die

Ursache

des

nächtlichen

Erstrahlens

D i e chemischen Leistungen der Pflanze.

143

t o t e r Fische in den Fischhallen oder gelegentlich mit solchen Bakterien überzogener Fleischstücke. L e u c h t p f l a n z e n sind endlich auch noch gewisse P i l z e , von denen g e n a n n t seien die Mycelstränge, die sog. R h i z o m o r p h e n des H a l l i m a s c h

Abb. 69.

(Agaricus

Bakterienlampe, Gefäß mit Leuchtbakterien, im eigenen Licht photographiert. (Phot. Techno-photogr. Archiv.)

melleus),

der mit eine der häufigsten Ursachen des

Glimm-

lichtes ist, das von faulenden, vom Pilzmycel durchzogenen Holzstrunken ausgeht.

Endlich

gehören

hierher

Fruchtkörper

Pilze

unserer

Stink-

bei denen das Leuchten sogar in den Dienst der

Lebens-

interessen gestellt ist, indem dadurch

Verwandtschaft

gewisser

morchel,

68)

der

die

tropischer

(Abb.

aus

auch

Insekten nächtlicher Weile

gelockt werden, die f ü r die Sporenverbreitung des Pilzes tätig sind.

an-

Unter

144

D i e chemischen Leistungen der Pflanze.

Umständen ist dieses Licht so intensiv, d a ß man bei dem Leuchten einiger Exemplare von Agaricus

Gardneri

l i s c h eine B a k t e r i e n l a m p e

zu lesen vermochte.

Auch hat M o -

konstruieren lassen, die prachtvoll weißes

und kaltes Licht ausströmt und vielleicht wirklich nicht ganz der technischen Verwendbarkeit e n t b e h r t . Im

allgemeinen

scheint

(Abb. 69.)

nun

diese

Lichtproduktion

Zwecken der Organismen f e r n a b zu liegen und nur ein

den

vitalen

Nebenprodukt

chemischer Vorgänge zu sein, die m a n sich im wesentlichen ebenfalls als Oxydationen

vorzustellen

hat.

Darauf deutet die Verwandtschaft

dieses Lichtes mit dem Leuchten gewisser Tiere (vor allem der „ G l ü h würmchen",

Lampyris),

von

denen

es nachgewiesen ist, daß die in

ihrem Fettkörper höchst intensiv vor sich gehende Oxydation sache des Leuchtens ist. Leuchten

die Ur-

Dies geht auch schon daraus hervor, daß das

allgemein nach dem Entzug des Sauerstoffes eingestellt wird.

Da nun auch dem Chemiker gewisse Substanzen b e k a n n t sind, die bei langsamer Oxydation leuchten, so z. B. L o p h i n schon

bei

10° C, d ü r f t e

Chemolumineszenz

auf

auch dem

in alkalischer

die physiologische gleichen Prinzip

sche Energie in strahlende Lichtenergie umsetzen.

Lösung

Lichtproduktion beruhen

und

als

chemi-

Das ist dem mensch-

lichen Können theoretisch nicht fremd, ist praktisch aber noch

nicht

ausgeführt, so d a ß die Lichtproduktion der Pflanzen, die sie ja sogar in den Dienst ihrer Ökologie stellen zu verstanden, der unseren in der Methodik und in der Ökonomie eigentlich überlegen ist.

15. Analytische und synthetische Vorgänge in der Pflanze. Unter A n a l y s e die Bestandteile praktisch

f a ß t der Chemiker seine

eines Körpers festzustellen,

wertvollere

Vermögen,

Es bedarf f ü r den aufmerksamen daß

Stoffe

aus

Befähigung Synthese einfacheren

zusammen,

ist

ihm

das

aufzubauen.

Leser nicht mehr der Versicherung,

die Pflanzenzelle .beides, sowohl die Zerlegung wie den

Aufbau

leisten k a n n , wobei ihr ebenso die Synthese praktisch f ü r die Lebenserhaltung den unmittelbareren Dienst leistet. Schon die Reduktionsvorgänge bedeuten eine Analyse, die oftmals bis zur Zerlegung in die Elemente fortgesetzt wird, sonst könnte nicht von gewissen B a k t e r i e n reiner S t i c k s t off oder von Meerestangen J o d produziert werden, das in ihren Zellen in besondere Vakuolen eingeschlossen wird.

145

Die chemischen Leistungen der Pflanze. Ein

analytischer

Vorgang

von

der F ä u l n i s und V e r w e s u n g

vor.

allerhöchster

W a s m a n g e m e i n h i n m i t diesen N a m e n

Bedeutung

liegt

in

bezeichnet, ist eine fort-

g e s e t z t e Analyse d u r c h d a s Z u s a m m e n a r b e i t e n zahlreicher Mikroorganism e n , die jeweils n a c h d e m Material u n d d e r T e m p e r a t u r a n d e r s u n d s t ü r misch oder l a n g s a m a b l ä u f t . E s k o m m t hierbei zu einem A b b a u h o c h m o l e k u l a r e r

Eiweißverbin-

d u n g e n , die, s y s t e m a t i s c h zerlegt, v o n einer Lebensform d e r a n d e r e n in i m m e r einfacheren chemischen F o r m e n übergeben, z u m Schluß in g a n z wenige allereinfachste V e r b i n d u n g e n , in A m m o n i a k , Schwefelwasserstoff, Wasser und

K o h l e n s ä u r e zerlegt werden, w ä h r e n d

bei der

Verwesung

der P f l a n z e n der Kohlenstoff n a h e z u rein (in der S t e i n k o h l e ) bleibt.

zurück-

E s ist dies eine klassische Analyse, auf der letzten Endes alle

E r n e u e r u n g der W e l t u n d der ganze große Kreislauf des Lebens b e r u h t . In

ähnlicher

Weise

kommt

es zu

analytischen

Vorgängen,

wenn

die I n s e c t i v o r e n s t i c k s t o f f h a l t i g e N a h r u n g erlangen u n d n u n mit Hilfe ihrer p e p t o n i s i e r e n d e n

Enzyme

den

Abbau

des Eiweißes

bewerk-

stelligen, wobei die B o t a n i k e r längst festgestellt h a b e n , d a ß eine vollkommene

Parallele

zwischen

der

Eiweißverdauung

der Tiere und

der

Eiweißverdauung

zu-

tierfangenden Pflanzen besteht. Im

Säugetierorganismus

vollzieht

sich

die

erst u n t e r d e m E i n f l u ß der, a n g e s ä u e r t e s P e p s i n abscheidenden

Drüsen

der Speiseröhre u n d des Magens, sowie der T r y p s i n e u n d C h y m o s i n e der P a n k r e a s . der tierische

A b e r weiter als zu P r o t e a s e n u n d A m i n o s ä u r e n Organismus

die Zerlegung g a r n i c h t zu treiben

vermag und

da

diese n i c h t resorbierbar u n d f ü r ihn noch n i c h t assimilierbar sind, m ü ß t e n die a u f g e n o m m e n e n

Eiweiße d e m

Organismus verloren gehen,

würden

n i c h t im Coecum die d o r t m a s s e n h a f t vegetierenden B a k t e r i e n der C o l i gruppe

als D a r m f l o r a ihr analytisches K ö n n e n einsetzen u n d

jenen

letzten A b b a u besorgen, der d a n n zu a u f n e h m b a r e n E n d p r o d u k t e n f ü h r t . O h n e die a n a l y t i s c h e L e i s t u n g der Pflanzenwelt w ä r e also unsere eigene E x i s t e n z unmöglich. In

anderem

Sinn gilt d a s gleiche f ü r die Fähigkeit .der

welche die P f l a n z e in so h e r v o r r a g e n d e m

Synthese,

Maße besitzt, d a ß m a n

ihre

E r n ä h r u n g s a r t ?ls P a r a d i g m a aller S y n t h e s e n hingestellt h a t . Sie b e t ä t i g t sich als g r ü n e assimilierende Pflanze auf d e m der P h o t o s y n t h e s e .

Gebiet

Mittels der Energie der L i c h t s t r a h l e n - v e r m a g sie

F r a n c i , Die Erfindungen der Pflanzen.

10

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

146 durch

ihren C h l o r o p h y l l a p p a r a t ,

der ein rein chemischer Apparat ^

)

¡st,

aus

Kohlensäure

und Wasser die Kohlenhydrate und d a n n durch e ne

S^t^jrsMßiby/

'

/

anderer Syn-

thesen, deren Erörterung zu weit führen würde, sämtliche

/ /

Stoffe

Erhaltung

¿''Mix/

ihrer

aufzubauen.

Außer dieser Produktion

/ Ä W '' Ä O C- r7 ß r *J ' / IL //t'MSf&ftOrffi /'

organischer Nahrung in d e r eigenen Fabrik sind für

sie

noch

aber

auch

Chemosynthe-

s e n , vielleicht sogar die gleichen thesen

Elektrosynmöglich,

mit

deren Hilfe seit einiger Zeit menschliche Technik

xC'ltliv^'

organische Körper

her-

zustellen

hat.

Ja,

° '.11% • II

a s

^ • ^ ^ ¿ ¿ S x l t L ' \\

gelernt

es wurde von

'

außergewöhnliche

Leistung ^

l

^

v

t

i

s

c

h

e

uns

n

chemosyntheKönnens

ge-

priesen, als es F i s c h e r ^ I s l ^

• ASivv^

gelang»

den ersten

weißkörper herzustellen, ^ ^ ^ ^ J ^ v j k ^ ^

es

dem

während

Können

Pflanze eine Abb. 70. Chlorophyllapparate der Pflanzenzelle. Chloroplastenfor'men der Zieralge Closterium moniliferum nach P a l l a .

Ei-,

synthetisch der

alltägliche

technische Leistung ist. . W e n n ein P i l z , dem als einzige organische Nahrung

Ameisensäure

zur Verfügung steht, daraus durch Z e r t r ü m m e r u n g (also Analyse) die notwendige Energie f ü r seine synthetischen Operationen zu schöpfen ver-

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

147

mag, mit denen er Kohlenhydrate, Fette, Eiweißstoffe herstellt, so er

damit

these

eine

hat

Syn-

vollbracht,

gegen die

alles

che-

motechnische nen

des

Kön-

Menschen

verblaßt. Die Schaffung eines besonderen

photoche-

mischen

Apparates

im

Chloroplasten,

dem (gemeinhin Chlorophyllkörnchen ten)

genann-

Assimilationsorgan

der Zelle ist ein Triumph derzellulären Leistungen, dem wir nicht nur mit dem

Unvermögen,

nachzumachen,

ihn

gegen-

überstehen, sondern

zu

dem wir auch trotz der glänzenden

neuesten

Untersuchungen

von

W i l l s t a e t t e r weder in chemischer, noch in rein cytologischer

Hinsicht

die Stellung klaren Verständnisses

gefunden

haben. Hier h a t die Pflanze •eine u n v e r g l e i c h l i c h e technische

Leistung

von höchster Vollendung geschaffen.

Abb. 71. Photosynthetische Arbeit der PflanzeDie Alge Synedra Ulna erzeugt im Licht durch ihre Assimilation reichlich Sauerstoff, u m den sich zahlreiche Bazillen versammeln. („Engelmannscher Versuch.") (Nach F r a n c e . )

Es ist derzeit noch alles unklar am Chlorophyllkorn. d a s Maßgebliche

der Leistung

zu

Selbst seine Existenz sein,

da

die

scheint

nicht

Cyanophyceen

ohne

10*

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

148

Chloroplasten ebenfalls zu assimilieren v e r m ö g e n . stofflösung ihres Zellsaftes, befähigt, e n t h ä l t farblose

t r o t z d e m gelingt.

bekannt

dazu

d a s letzte sind,

denen

Kriterium, die

da

uns

( A b b . 63)

oder

gewisse

mehrfach

photosynthetische

Ich meine h i e r m i t Organismen wie die

Uvella)

Astasia u. a.],

Farb-

noch n i c h t

Einzeller

(Polytoma

Aber auch die

die sie an Stelle eines Chloroplasten

Flagellaten

die völlig farblos sind u n d t r o t z d e m

Arbeit

Jauchealge [Rhabdomonas,

photosynthetisch

S t ä r k e produzieren. Ob dabei d a s p l a s m a t i s c h e S t r o m a des Chloroplasten und sein F a r b stoff n u r als L i c h t s c h i r m t ä t i g ist, ob er die besondere A u s n ü t z u n g der Lichtwellen

verschiedener

Länge

ermöglicht, worauf

ja mit

ziemlicher

W a h r s c h e i n l i c h k e i t die V a r i a b i l i t ä t dieses F a r b s t o f f e s u n t e r w e c h s e l n d e n L i c h t v e r h ä l t n i s s e n 1 d e u t e t , d a s gehört noch den E r k e n n t n i s s e n der Zukunft an. Hier wird vielleicht d a s wichtigste technische Problem sein, dessen Lösung der Menschengeist g e w u ß t nach d e m pflanzlichen Vorbild in Angriff nahm.

Gegenwärtig ist

kraftmaschinen,

mit

er noch weit e n t f e r n t davon u n d die denen

man

noch

nicht

über

das

Licht-

Versuchs-

s t a d i u m h i n a u s g e k o m m e n ist, sind erst ein h ö c h s t bescheidener Versuch, sich die Energie der S o n n e n s t r a h l e n

in einer pflanzenähnlichen

Weise

d i e n s t b a r zu. machen."

16. Die Autoregulation der chemischen Vorgänge in der Pflanze. W e r diesen D a r l e g u n g e n gefolgt ist, h a t inzwischen d a s eigentliche Problem,

das

unserem

V e r s t ä n d n i s d u r c h die Chemismen der

Pflanze

gestellt wird, längst aller E c k e n u n d E n d e n d u r c h s c h i m m e r n s e h e n . ist d e r m e r k w ü r d i g e Z u s a m m e n h a n g , in d e m die e i n z e l n e n gänge und

Einrichtungen

v e r k e t t e t s i n d , der chemische

s e l b s t , - d u r c h d e n jenes B a n d zwischen den A n f a n g s - u n d der

Geschehenskette

g e s c h a f f e n wird, d a s m a n

Es Vor-

Prozeß

Endgliedern

Stoffwechsel

nennt.

Es g e n ü g t n i c h t , d a ß die P f l a n z e gleich einem Chemiker e i n g e r i c h t e t ist u n d über ein L a b o r a t o r i u m v e r f ü g t , in d e m es viele V o r r a t s s t o f f e v o m einfachen e l e m e n t a r e n bis z u m h o c h m o l e k u l a r e n 1

Eiweiß in allen

denk-

In verunreinigtem oder tieferem Wasser fügt die Pflanze dem grünen nach einen blauen, unter anderen Verhältnissen auch einen gelben und roten Farbstoff hinzu, wofür B r a u n t a n g e und R o t t a n g e als Beispiel dienen.

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

bar

zweckmäßigsten

Formen

von

149

Gefäßen verschlossen

und,

(S. 106)

damit

sie sich gegenseitig n i c h t chemisch b i n d e n oder lösen, ihre Be-

hälter

mit

jeweiligen

Einrichtungen

versehen

Erfordernis g e m ä ß

zu

sind,

um

entleeren

ihren

(S. 117)

Inhalt genau oder

im

festzuhalten

( S . 113). E s g e n ü g t d a z u n i c h t , d a ß im Bau der P f l a n z e die E i n r i c h t u n g e n g e g e b e n sind, u m die wichtigsten physiko-chemischen U m b i l d u n g s a r b e i t e n : d a s Lösen (S. 119) u n d Kristallisieren (S. 114), U m r ü h r e n (S. 119), limieren

und

Überführen

von

einem

A g g r e g a t z u s t a n d in d e n

Sub-

anderen

( S . 118), Kondensieren u n d Destillieren (S. 121), Reduzieren u n d Oxydieren S. 128),

Filtrieren,

Dialyse

u n d Diosmose (S. 97) bewirken zu k ö n n e n ;

es g e n ü g t nicht, d a ß die P f l a n z e n a c h Bedarf W ä r m e erzeugen u n d abk ü h l e n (S. 132) k a n n , sondern alle diese E i n r i c h t u n g e n und gewinnen

ihren

Sinn im chemischen

Laboratorium

durch

Tätigkeiten die sie

ver-

b i n d e n d e H a n d u n d d a s Wissen des Chemikers, in der Pflanze dagegen d u r c h die T a t s a c h e auch

einer

unzweifelbaren

zugegebenen „ A u t o r e g u l a t i o n " ,

und

von

allen

Botanikern1

die sich in der H e r s t e l l u n g von

Z u s a m m e n h ä n g e n k u n d g i b t , d u r c h die erst die von u n s ebenfalls k o n s t a tierten analytischen u n d s y n t h e t i s c h e n V o r g ä n g e , E r h a l t u n g der Pflanze b e r u h t , möglich

auf d e n e n die ganze

werden.

„ D i e K a u s a l v e r k e t t u n g der R e g u l a t i o n s v o r g ä n g e ist in den meisten Fällen noch n i c h t genügend a u f g e h e l l t " s a g t m i t R e c h t W . P f e f f e r u n d wir schließen u n s ihm auch an, w e n n er dabei den R e i z v o r g ä n g e n eine besondere Rolle z u s c h r e i b t . Diese Reizerscheinungen f ü h r e n a b e r auf ein g a n z a n d e r e s , den Zwecken u n d A u f g a b e n dieses W e r k e s d u r c h a u s fernliegendes Gebiet, so d a ß ich mir m i t diesem Hinweis g e n ü g e n lassen m u ß u n d

Interessenten n u r auf

die Arbeiten verweisen k a n n , in d e n e n ich u n d m e i n e F r e u n d e Reizvorgängen n ä h e r zu t r e t e n Bewunderungswürdig

ist

versuchten. diese

diesen

2

Selbststeuerung

des

Stoff-

w e c h s e l s , die a u s d e m R a h m e n der bloßen C h e m i s m e n h e r a u s t r i t t u n d alle m e c h a n i s c h e n Leistungen u n d E r f i n d u n g e n d e r P f l a n z e in A n s p r u c h nimmt.

A m klarsten wird m a n sich dessen b e w u ß t , w e n n m a n im Licht

der n u n gewonnenen Einsichten einmal einen so lebenserhaltend wichtigen 1

Vgl. W. P f e f f e r , Pflanzenphysiologie, Bd. I, S. 25. Vgl. im besonderen: R. F r a n c g , Das Leben der Pflanze, Bd. I—III. — A. W a g n e r , Vergl. Vorlesungen über Tier- und Pflanzenphysiologie, und die zahlreichen Arbeiten in: Zeitschrift für den Ausbau der Entwicklungslehre, Bd. I—II. s

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

150

Vorgang wie den der N a h r u n g s a u f n a h m e b e t r a c h t e t .

E r gliedert sich

in der autotroph lebenden Pflanze zunächst in die zwei großen Vorgänge der

Kohlensäureassimilation

und

der A b s o r p t i o n

der

Boden-

lösung. Die erstere beginnt mit einem photosynthetischen hierzu

bereitgestellten

Chlorophyllapparaten

einer Zuckerlösung, aus der wird.

Stärke durch

und

Prozeß in den

f ü h r t zur Herstellung

Umkristallisieren

hergestellt

Diese Kristalle werden nun mehrfach in andere Aggregatzustände

und flüssig in die bestehenden

Röhrenleitungen

gebracht.

Bei diesen

Vorgängen k o m m t es wiederholt zu dialytischen und osmotischen Prozessen u n t e r stetem Umrühren der Lösungen. trationen

erfolgen, stellt

In den Röhrenleitungen, wo Fil-

sich eine uns noch undurchsichtige

Synthese

her, mit den Substanzen, welche von der Bodennährlösung her in den Stoffwechsel gerissen w u r d e n . Dieser letztere Prozeß beginnt bereits mit der Anwendung diosmotischer Einrichtungen, wobei auch Elektrolysen beteiligt sein müssen; auch hier werden andere Teile des Röhrensystems zur Überleitung und Verteilung der Betriebsmaterialien verwendet. Die große Eiweißsynthese, die zur Herstellung von Kolloiden führt, vollzieht sich im Bereich dieser Röhrenleitung und nun beginnt eine ganze verwickelte

Folge, dialytischer und osmotischer, oxydativer und

redu-

zierender, sowie leitender Prozesse, bis es wieder in den Betriebsorganen zum Austausch verbrauchter Eiweißmoleküle,

in den

Speicherorganen

zur neuen Ausfällung von Kolloiden und Kristallisationen bzw. Lösungen von Kohlehydraten k o m m t und damit die K e t t e der N a h r u n g s a u f n a h m e vorgänge zur Ruhe gelangt. Ununterbrochen m u ß in dieser langen Verkettung fast aller gebräuchlichen chemotechnischen Arbeitsmethoden am richtigen Ort, im richtigen Moment,

die Brücke zwischen den

richtigen

Halbfabrikaten geschlagen

werden. Wie dies geschieht, ist derzeit unserer Einsicht noch verschlossen. D a ß es a b e r g e s c h i e h t , b e w e i s t u n s j e d e P f l a n z e , die sich Leben erhält.

am

Und im gegenwärtigen Moment k o m m t es uns nur darauf

an, aus dieser Tatsache zu verstehen, was es eingangs dieses überlang geratenen

Kapitels zu beweisen g a l t : d a ß d i e P f l a n z e w i r k l i c h

Einrichtung

und

Leitung

dem

Chemotechniker

ein n o c h

in un-

erreichtes Vorbild rationeller Arbeitsweisen und P r o d u k t i o n e n abgibt.

Die chemischen Leistungen der Pflanze.

Dieser Beweis ist uns sicher gelungen.

151

Und der Beweisgang h a t uns

mit zahlreichen, wertvollen und f ü r die Technik auch schon heute nutzbringenden Einsichten bereichert,

j a , er versetzt uns in die Notwendig-

keit, einen neuen Wissenszweig, eine B o t a n o c h e m i e als Vorschule des Chemikers in seinen Studiengang einzugliedern, wenn wir ihm wirklich alles das f r u c h t b a r machen wollen, was dies Naturwissen von heute ihm bieten kann. Der Chemiker m u ß in der Pflanze einen Meister und Kollegen mit glücklicheren Methoden sehen

lernen.

Heute noch ist er f ü r ihn

unerreichbar; sonst würde unsere Nahrungsmittelproduktion schon heute dem Chemiker a n v e r t r a u t , a n s t a t t der Pflanze, aus deren Laboratorium letzten Endes alles bezogen wird, was wir an Kohlehydraten, Fett, Eiweiß und Genußmitteln verbrauchen.

IV. Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. Wenn m a n das bisher Erarbeitete in einige Schlagworte zusammenfassen wollte, so könnten wir etwa sagen, das sich uns nach den einleitenden Kenntnissen

zuerst die Pflanze als Vorbild des Maschinenkonstrukteurs

erschlossen h a t .

Im dritten Abschnitt haben wir sie dann als Lehrer des

Chemikers studieren können. In diesem Sinn ist es gedacht, wenn ich nun die hier vorgelegte Analyse der technischen Leistungen der Pflanzenzelle mit einer Darstellung abrunde, welche die Pflanze als Studienobjekt f ü r den Architekten und Mechaniker betrachtet. Es wird uns hierbei von den Zellenbestandteilen also nicht mehr ihr lebendiger

Inhalt, ihre gespeicherten Stoffe, sondern ausschließlich ihre

Membran

Interesse

Pflanzenmembran Leistungen

abgewinnen, beruhen

der gesamten

denn

auf

den

alle m e c h a n i s c h e n

Qualitäten und

der

statischen

Pflanzenwelt.

Die Membran gehört nicht von vornherein zu den elementaren Bestandteilen der Pflanzenzelle.

Es gibt G y m n o p l a s t e n ,

nackte Zellen,

welche trotzdem im Getriebe des Kampfes ums Dasein sehr wohl bestehen können. Solche sind, um nur einige Beispiele zu nennen, die S c h l e i m p i l z e (Myxomyceten) Monadineri),

(Abb. 72), d a n n ein Teil der F l a g e l l a t e n (im besonderen aus dem Zellenstaat der höheren Pflanzen, die

z o i d e n sämtlicher Kryptogamen u n d der Gymnospermen.

SpermatoAlle anderen

Zellen sind D e r m a t o p l a s t e n und scheiden aus ihrem Plasma eine zuerst sehr feine Hülle ab, die aus Z e l l u l o s e (C 6 H 1 0 O 5 ), einem mit der Stärke und dem Traubenzucker isomeren Kohlehydrat zusammengesetzt ist. Diese erste Zellulosehülle, die bereits die Poren f ü r die Plasmodesmen oder eventuell Tüpfel enthält, kann durch aufgelagerte Schichten nach Belieben v e r s t ä r k t oder durch Einlagerungen auch in ihrem chemischen Bau v e r ä n d e r t werden, entweder, indem reichlich Wasser gespeichert und

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

153

eine „ f e s t e L ö s u n g " hergestellt wird, die m a n als gequollene oder gallertige M e m b r a n bezeichnet u n d als kolloidalen K ö r p e r b e t r a c h t e n m u ß , oder, i n d e m sich H o l z s t o f f , K o r k s u b s t a n z oder Kieselsäure einlagern u n d die H a u t resistent, u n t e r U m s t ä n d e n sogar unverweslich

gestalten.

Abb. 72. Blasmodium eines Schleimpilzes ( M y x o m y c e t ) . Die miteinander verschmolzenen Zellen sind völlig nackt und entbehren der Zellmembran. (Nach S a c h s . ) Diese Mannigfaltigkeit, deren Ursache im Stoffwechsel zu suchen ist, b e f ä h i g t die Zelle, den jeweiligen s t a t i s c h e n u n d mechanischen A n f o r d e r u n g e n gerecht zu w e r d e n , die an sie h e r a n t r e t e n . es einer

vorangehenden

eindringlichen

U m d a s zu beurteilen, bedarf

Untersuchung,

gleichsam

einer

M a t e r i a l p r ü f u n g , wie sie d e m T e c h n i k e r unerläßlich ist, sollen seine Konstruktionen nicht versagen. Die w i c h t i g s t e n technischen Materialien, deren sich Mechaniker u n d A r c h i t e k t b e d i e n e n , sind vor allem Metalle (Eisen, K u p f e r , Messing, Alu-

154

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

m i n i u m , Zink) u n d M e t a l l e g i e r u n g e n , f e r n e r Holz, P f l a n z e n f a s e r n ( T e x t i l s t o f f e ) , Stein, Ziegeln, Glas, Schiefer u n d Im e n g e r e n Sinn u n t e r s c h e i d e t materialien,

zu d e n e n

Zement,

usw.,

Gips

im b e s o n d e r e n d e r A r c h i t e k t

er die B r u c h s t e i n e , M a u e r s t e i n e ,

ferner

u. dgl. zu r e c h n e n p f l e g t .

Fayenceplatten.

auch

den

Draht,

Nägel,

Bleche,

Schieferplatten, Schindcln,

d a s sind die

d e r D ä c h e r , wie

Kupfer und

Bleiplatten,

Dachpappe, Stroh und R o h r nebst dem zugehörigen Bindematerial. wichtige

Baumaterialien

sind

die

Bestandteile

Sand

Kleineisenzeug

Zweitens Z i m m e r m a t e r i a l i e n ,

Hölzer m i t i h r e m E i s e n z e u g , ebenso D e c k m a t e r i a l i e n Dachziegel,

Mauer-

Kalk,

des g r o ß e n

Weitere

Eisenzeugs,

n a m e n t l i c h die T r ä g e r , gegossene S ä u l e n ; schließlich noch die S c h m u c k m a t e r i a l i e n , wie e t w a M a r m o r , V e r p u t z u n d S t u c k , Metalle u. dgl. E s ist also im

Grunde genommen

soweit sie n i c h t reine,

bei den

menschlichen

h i e r schon b e h a n d e l t e E i s e n b a u t e n

Bauten,

sind

(S. 39),

eine u n g e h e u r e M a n n i g f a l t i g k e i t v o n M a t e r i a l a u f g e w e n d e t , d e r e n n o l o g i e eine a u s g e d e h n t e W i s s e n s c h a f t f ü r sich

Tech-

darstellt.

N i c h t a n d e r s s t e h t es m i t der T e c h n o l o g i e d e r T e x t i l s t o f f e ,

die

a b e r insofern m i t d e r d e r B o t a n i k z u s a m m e n f ä l l t , als j a alle T e x t i l f a s e r n , soweit n i c h t Wolle u n d Seide in B e t r a c h t k o m m e n , p f l a n z l i c h e n U r s p r u n g e s sind. Die Materialien des M e c h a n i k e r s sind teilweise die b e r e i t s g e n a n n t e n ; n u r überwiegen u n t e r i h n e n die Metalle u n d zu i h n e n gesellt sich vielfach noch auf

Kautschuk. Die

Feststellung

der

ihre

Anwendbarkeit,

Eigenschaften Dauer,

dieser M a t e r i a l i e n ,

Haltbarkeit

in

namentlich

konstruktiver,

ökono-

m i s c h e r , a u c h h y g i e n i s c h e r B e z i e h u n g g e s c h i e h t in b e s o n d e r e n P r ü f u n g s a n s t a l t e n , n a c h b e s o n d e r e n , o f t gesetzlich festgelegten N o r m e n , teils a n g e g l i e d e r t an die T e c h n i s c h e n H o c h s c h u l e n , teils in V e r b i n d u n g m i t

groß-

i n d u s t r i e l l e n A n l a g e n , n e u e r e r z e i t s o g a r z u s a m m e n g e f a ß t in e i n e m

inter-

n a t i o n a l e m V e r b a n d f ü r die M a t e r i a l p r ü f u n g e n d e r T e c h n i k . D a s sind ziemlich a l l b e k a n n t e V o r k e n n t n i s s e , die hier n u r d e r Vollständigkeit halber vorangesendet werden mußten. Die m e c h a n i s c h e U n t e r s u c h u n g d e r Materialien ist die w i c h t i g s t e d e r hierbei in B e t r a c h t k o m m e n d e n M e t h o d e . Sie b e s t e h t wesentlich in einer Prüfung der

Festigkeit.

E s w e r d e n hierbei die a n f a l l e n d e n Materialien in b e s o n d e r e n M a s c h i n e n auf ihre D r u c k f e s t i g k e i t , Z u g f e s t i g k e i t u n d je n a c h d e r A r t

ihrer

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. Beanspruchung und

auch

auf

ihre

Schubfestigkeit

Seile a u c h auf i h r e T o r s i o n

hin.

hin

erprobt.

Drähte

E s w e r d e n also E i s e n t r ä g e r

zer-

b r o c h e n , B l ö c k e z e r d r ü c k t , A c h s e n z e r d r e h t , Seile o d e r S t a n g e n z e r r i s s e n , F e d e r n auf E l a s t i z i t ä t hin g e p r ü f t . E s s i n d d a h e r im w e s e n t l i c h e n d i e w i c h t i g s t e n keitslehre,

auf

deren

praktischer

Sätze aus der F e s t i g -

N a c h p r ü f u n g die g e s a m t e

Material-

prüfung beruht. Danach

sind eine

Reihe von

Koeffizienten festgestellt worden,

die

absolute A n h a l t s p u n k t e z u m Vergleichen zwischen Pflanze u n d technischen Materialien

gewähren.

Diese

Vergleiche

sind

nun

bereits

seit

einem

Menschenalter f ü r gewisse pflanzliche Leistungen schon geschaffen worden u n d h i e r b i n ich z u m e r s t e n m a l in m e i n e r A r b e i t in d e r a n g e n e h m e n

Lage,

m i c b auf V o r a r b e i t e n s t ü t z e n zu k ö n n e n , w e l c h e d i e a u f g e w o r f e n e n F r a g e n vom gleichen Gesichtspunkt aus ES

ist,

wie

jedem

beantworten.

Botaniker

wohlbekannt,

das

Verdienst

von

S. S c h w e n d e n e r in s e i n e m 1874 e r s c h i e n e n e n W e r k e : „ D a s m e c h a n i s c h e P r i n z i p im

B a u d e r M o n o k o t y l e d o n e n " z u e r s t a u f die

mechanischer

Strukturen

in M e n s c h e n p r a x i s

und

Wesensgleichheit

Pflanzenkörper

w i e s e n zu h a b e n u n d i h m s c h l ö s s e n sich W . P f e f f e r

1

und P. S o n n t a g 2 ,

u m n u r e i n i g e d e r w i c h t i g e r e n A r b e i t e n zu n e n n e n , m i t n e u e n in die e r k a n n t e

Gesetzmäßigkeit

an,

stimmende Weltgesetzlichkeit- irgendwie erfühlt worden So h a t t e

vor allem

bisher niemand

deren

Einsichten

o h n e d a ß j e d o c h die d a r i n

schlossene, d u r c h g r e i f e n d e u n d f ü r unsere ganze technische

Pflanzenmembran,

hinge-

darüber

„Materialprüfung"

wir

aufge-

Bildung

be-

wäre.

nachgedacht, hiermit

daß

die

unternehmen

wollen, n u r d e r Teil e i n e s a l l g e m e i n e n m e c h a n i s c h e n , im e n g e r e n s t a t i s c h e n S y s t e m s sei, d a s m a n

die Z e l l a r c h i t e k t u r

allgemeine C h a r a k t e r z ü g e

auch

hier

nennen

e r s t in g r ö b s t e n

kann

und

Umrissen

dessen sichtbar

wurden. Die

normale

Pflanzenzelle

stellt

mit

ihrer

Absonderung

Kernes, der Vakuolen u n d der Gliederung des verbleibenden

eines

Gels in d i e

uns b e k a n n t e n kolloidalen W a b e n einen sehr variablen u n d labilen, also

1 W. P f e f f e r , Über den Einfluß von Zugkräften auf die Festigkeit und die Ausbildung mechanischer Gewebe bei den Pflanzen, 1891. 2 P. S o n n t a g , Über die mechanischen Eigenschaften des Rot- und Weißholzes der Fichte. ( P r i n g s h e i m s Jahrbücher, Bd. 39.)

156

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

jederzeit verschiebbaren

Bau

dar,

dessen

Umgrenzung

der

Membran

schon von vornherein eng abgezirkelte Aufgaben zu lösen gibt. Das

plasmatische

System

besitzt

reichliches

intussuszeptives

W a c h s t u m , durch das sein U m f a n g annähernd um das Doppelte seiner ursprünglichen

Anlage

anschwellen

kann.

Das würde

die

elastischen

Fähigkeiten der Membram dauernd so anspannen, d a ß sie einer weiteren. Belastung nur sehr bedingt gewachsen war, wenn nicht auch sie ähnliche molekulare Einlagerungen erhalten würde wie das Plasma selbst. haben wir den ersten A n h a l t s p u n k t über ihre innere Struktur.

Hier

Sie muß

die gleiche wie die des Plasmas sein und da Zwischeneinlagerung nur bei kolloidalen Substanzen möglich ist, h a t sich damit der erste Beweis in unsere Hand gegeben, d a ß a u c h d i e Z e l l h a u t u r s p r ü n g l i c h dalen rütteln.

B a u besitzt.

Und so stehen wir vor dem etwas überraschenden Ergebnis, d a ß

die m e c h a n i s c h e n Versuche einer

kolloi-

An dieser Konstatierung ist heute nicht mehr zu

von

Konstruktionen

Bauten

grundlegenden

struktionen

nicht

mit

der Pflanze letzten

kolloidalem

Beziehung

vergleichbar

den

Material,

menschlichen

TSndes

daher

in

Baukon-

sind.

Das ist eine Feststellung von prinzipiell großer Wichtigkeit, auf die wir immer wieder zurückkommen müssen, weil sie den ganzen Komplex der

einschlägigen

Fragen

in

andere,

bisher

unbemerkte

Beleuchtung

rückt, und — wie gleich vorweggenommen sei — den Schlüssel des Verständnisses f ü r manches bislang Unverstandene in unsere Hand legt. Es fragt sich nun, welche Substanzen sich als Konstruktionsmaterial besser eignen: die kolloidalen oder die kristallinisch-amorphen?

Bevor

man diese Frage praktisch beantwortet, wird es gut sein, sich daran zu erinnern, d a ß Holz, K a u t s c h u k und Textilfasern ebenfalls als Zellprodukte kolloidalen Bau besitzen, also bei dem Vergleich ausschalten, richtiger noch, auf die Seite der pflanzlichen Leistungen gestellt werden müssen. Kolloide besitzen die Eigenschaften der Quellung und der Adsorption, sie sind ferner von außergewöhnlicher

Elastizität und Tenazität.

Das

sind höchst schätzenswerte Eigenschaften, die durch ihre relative Unbeständigkeit nicht so entwertet werden, d a ß die kolloidalen

Materialien

nicht den höchsten technischen Anforderungen gerecht werden könnten. Die krystallinisch-amorphen Substanzen hingegen entbehren der Elastizität mit Ausnahme des S t a h l e s

(bei dem Struktureigentümlichkeiten kolloi-

daler Art d a f ü r maßgeblich! sind) fast völlig, d a f ü r ist ihre Druckfestigkeit

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

157

größer, ihre Zugfestigkeit nur dann n a m h a f t , wenn sie in technische Formen gebrachtwerden, die den kolloidalen Materialien naturgemäß sind. Quellung und Adsorption sind f ü r sie nur teilweise bekannt. Es fällt also der Vergleich nicht so aus, daß man unbedingt der einen Gruppe

die

Verwendungsfähigkeit

absprechen

kann.

Für

bestimmte

Zwecke h a t jede von ihnen den ausschließlichen Vorzug, f ü r eine Anzahl sind beide gleichwertig und f ü r die menschlichen

Interessen entscheidet

über ihre Anwendung nur der ökonomische Gesichtspunkt; dort, wo es auf besonders lange Dauer ankommt, werden die kolloidalen Substanzen stets in zweiter Linie stehen müssen. Mehr läßt sich in solchen großen allgemeinen Grundrissen nicht sagen, ohne jene vielerörterten Detailfragen aufzurollen, welche in stetem Fluß im Laufe der Stil- und Kulturgeschichte stets wechselnden Materialien den Vorzug für technische Konstruktionen verschafft haben.

Tatsache

ist, daß auch im Zeitalter der billigen Massenherstellung von Eisen und Glas der Holzbau noch nicht an Boden verloren hat, wie man es ihm seinerzeit weissagte, Tatsache, daß die Welternte an Kautschuk nicht annähernd den steigenden Weltbedarf

zu decken vermag

und daß auch die Ver-

wendung der Faserstoffe noch unübersehbare Möglichkeiten in sich birgt, obzwar auf diesem Gebiet der technische Fortschritt langsamer denn sonst ist. Die Beachtung dessen, daß es sich hier um Kolloide handelt, das genauere Studium der kolloidalen Eigenschaften, wird Möglichkeiten über Möglichkeiten eröffnen, an die man heute noch gar nicht denkt. Die Zellmembran, deren enorm wichtige Qualitäten sich so immer plastischer herausheben, ist nun als Teil eines kolloidalen biologischen Systems ebenfalls von biologischem, d. h. W a b e n b a u ,

wie die Unter-

suchungen von 0 . B ü t s c h l i und anderen unzweifelhaft festgestellten haben (Abb. 73). Damit ist die Auswechslung und Einlagerung von chemischen Fremdsubstanzen ohne weiteres verständlich, ebenso, daß die Membran auf das Intensivste aufquellen, sogar völlig verschleimen kann.

Hierfür

kennt der Botaniker sehr schöne Belege aus dem Kreise der A l g e n , von denen es für einzelne Gruppen, z. B. für die Flagellaten (Abb. 74) geradezu kennzeichnend ist, daß die äußeren Schichten ihrer Zellhaut zu einer lockeren Gallerte aufquellen, welche die ganze Zelle mit einem Schutzpolster umkleidet.

Wenn man an allen, regelmäßig der Austrocknungs-

gefahr ausgesetzten AI g e n diese Schleimhüllen, die bei Wasseraufnahme maßlos aufquellen können, wiederfindet, wird man sofort von dem großen

158

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

A b b . 73.

W a b e n ( a l v e o l ä r e S t r u k t u r e n ) des P r o t o p l a s m a s n a c h ¿¿Q «J .

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Phaeocystis

Pouchetii,

Gallerthüllen.

eine m a r i n e F l a g e l l a t e n f o r m In i h r e n (Nach

Lagerheim.)

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

ökologischen Nutzen dieser Eigenschaft überzeugt sein. dem tödlichen Austrocknen.

159

Sie schützt vor

Und dies ist der Zweck sämtlicher S c h l e i m -

u n d G u m i n i b i l d u n g e n des Pflanzenreichs. Die gesamte Aufquellung, deren noch unverwertete K r a f t auf S. 68 erörtert wurde, beruht auf der gleichen Eigenschaft.

Abb. 75. Querschnitt durch einen zweijährigen Eibenzweig mit mächtiger, sich abhebender Borke aus verkorkten Zellen. (Originalmikroaufnahme von Frau Dr. A. F r i e d r i c h - M ü n c h e n . )

Ihr Gegenstück, die Einlagerung nicht quellbarer Substanzen in die Membran (Kork, Kieselsäure, Eisen) wird am besten ebenfalls aus biologischen Motiven heraus verstanden, m u ß daher zuerst auch aus botanischen Gesichtspunkten heraus betrachtet werden. V e r k o r k u n g der Membran ist überall üblich, wo es sich um mehr oder minder hermetischen Abschluß von Organen handelt.

Durch ver-

korkte Zellwände sperrt sich z. B. die Pflanze gegen ihre Blätter ab, nachdem sie im Herbst zuerst alle Nahrungsstoffe aus ihnen herausgezogen h a t . Mit Korkzellen umwallt der Baum die Wasserleitungen seines Innern, um sich gegen ein überflüssiges Verdunsten des kostbaren N a ß zu schützen, er schafft sich in der B o r k e (Abb. 75) seiner U m r i n d u n g einen Schutzpanzer,

160

Die statisch?" u n d mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

der in einzelnen Fällen, z. B. bei der K o r k e i c h e so mächtig ist, d a ß seine industrielle Ausbeutung f ü r den Menschen lohnt. Aller Kork des Handels s t a m m t von

Quercus

suber

des

Mittelmeergebietes, wo Algier und die

iberische Halbinsel die Million Tonnen produzieren, die von der Weltindustrie jährlich verarbeitet wird.

Darin ist ein Material gegeben, das

in seiner Elastizität, geringen Dichte, großen Wiederstandsfähigkeit u n d Undurchdringlichkeit

f ü r Flüssigkeiten

und

Gase halber durch

nichts

ersetzt werden k a n n , so d a ß hierin die Pflanze alle technischen Leistungen des Menschen geschlagen h a t . VerkieseJung

und

Verkalkung

der Membran

ist ein

absolutes

Mittel, um Zellhäute f ü r alles undurchdringlich zu machen und

Abb. 76.

Pflanzenzellmembranen mit eingelagerten

sogar unvergängliche Dauer zu verleihen.

ihnen

Kieselsäurelinsen.

Es handelt sich dabei um Ein-

lagerung von reinem S i l i c i u m ( K i e s e l s ä u r e ) oder von

koh!en c aurem

Kalk, wobei es wahrscheinlich ist, d a ß auch Kali, Magnesia, Schwefelsäure, Eisen, Natron und andere Stoffe in kleinen Mengen mitgespeichert werden. Kieselsäure ist immer kolloidal eingelagert, Kalk dagegen wie auf Abb. 77 ersichtlich in Gestalt von Kriställchen. Kalk ist dabei ganz allgemein vorhanden, was auch in Botanikerkreisen sehr wenig beachtet und b e k a n n t ist. Die meisten festen Zellen der Blütepflanzen e n t h a l t e n schwache Kalkeinlagerungen.

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. Die Verkieselung k e n n z e i c h n e t g a n z e die D i a t o m a c e e n , Vegetationsorgane

der

Gräser.

D i c k e der Z e l l h a u t v e r k i e s e l t , recht

Gruppen

deshalb K i e s e l a l g e n

der Pflanzenwelt,

g e n a n n t ( A b b . 13)

Gewöhnlich

sondern

ist

nur eine

Iß]

oder

so die

dabei n i c h t die ganze äußere

b e t r ä c h t l i c h im V e r h ä l t n i s z u m G a n z e n sein

Zone,

die aber

kann.

D u r c h die Verkieselung wird h ö c h s t e Sprödigkeit und H ä r t e e r r e i c h t . D a s k a n n sich so s t e i g e r n , d a ß die Kieselalgen d u r c h g l a s a r t i g e n a u s g e z e i c h n e t sind.

Abb. 77.

Bruch

E s ist d a m i t ein B a u m a t e r i a l von h o h e m spezifischen

Lichtsinneszellen auf den Blättern der Glockenblume (Nach

(Campanula).

Schertet.)

G e w i c h t gegeben, so d a ß überall, wo uns verkieselte Zellen e n t g e g e n t r e t e n , sie m i t E i n r i c h t u n g e n v e r s e h e n sind, u m ihr G e w i c h t zu e r l e i c h t e r n , o h n e ihre m e c h a n i s c h e L e i s t u n g s f ä h i g k e i t h e r a b z u s e t z e n . erreicht

wird, w u r d e

(vgl. S. 3 5

und

eingangs dieses W e r k e s

Abb. 16).

Dort

findet

sich

Wie vollkommen

bereits auch

auseinandergesetzt

der

Hinweis

d a ß d a s Prinzip der P i l a s t e r b i l d u n g und H e r a u s n a h m e v o n der A r c h i t e k t u r Vorbild findet.

s o wohl

bekannt,

bei den

das

Kieselalgen sein

R e i n e Kieselsäure ist der B e r g k r i s t a l l ,

darauf,

Füllungen, natürliches

der a u c h in der

W i r t s c h a f t des M e n s c h e n seine, n i c h t einmal u n b e t r ä c h t l i c h e Rolle spielt, F raneé,

Die Erfindungen der Pflanzen.

11

162

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

nämlich als Q u a r z , den m a n sich auch künstlich herstellen kann und als Schmuckstein (Amethyst,

Chalcedon,

Achat,

Rauchtopas),

zu

Luxusgefäßen, Brillen und optischen L i n s e n verwendet.

Seit 1899 haben

wir

Quarzglas

gerade in Deutschland

gelernt,

Bergkristalle

zu

zu

schmelzen (bei 1700°), das vollständig widerstandsfähig gegen alles, außei Alkalien, und f ü r zahlreiche physikalische und chemische Untersuchunger von größter Wichtigkeit ist.

sitzt eine Linsenzelle» aus Bergkristall.

Diese S u b s t a n z vermag nun die Pflanze auf rein chemisch-kaltem, uns unnachahmlichem Wege

völlig

plastisch

zu Quarzgläsern zu ver-

arbeiten, von denen sie denselben Gebrauch macht, wie der Mensch in seinen optischen Instrumenten. Beziehung einige

Besondere Beachtung verdienen in dieser

Schattenpflanzen

den bahnbrechenden

(Galium, Campanula),

Untersuchungen

von

G. H a b e r l a n d t

welche 1

nicht

nach nur

das gemeinbekannte Lichtsinnesepithel der Laubblätter tragen, sondern auf den Epidermalzellen auch eine zweite, in eine. Linse von Kieselsäure, 1

Q. H a b e r l a n d t , Die Lichtsinnesorgane der Laubblätter.

Leipzig 1909.

D i e statischen u n d mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

also Bergkristall, umgewandelte Zelle tragen (vgl. Abb. 77).

163

Besonders

hübsch entwickelt zeigt sich dieses P h ä n o m e n auf den prachtvollen Samtblättern

der

FittoniaVerschaffelti

(Abb. 78 u. 79),

eines der

typischen

Schattengewächse, die einen derartigen B e l e u c h t u n g s a p p a r a t , um

denn

nichts anderes handelt es sich offenbar bei dieser Einrichtung, zur

Assimilation wie zur Orientierung gewiß vortrefflich verwenden

A b b . 79.

können.

Fittonia Verschaffelti, eine T r o p e n p f l a n z e m i t S a m t b l ä t t e r n , Oberhaut mit linsenführenden Zellen b e s e t z t ist. (Original.)

deren

Jedenfalls ist die Pflanze als Erzeuger optischer Apparate so ziemlich der

Gipfelpunkt ungewohnter

Vorstellungen, aber zugleich auch

eines

der stärksten Beweismittel f ü r die hier vertretene Maxime von der Übereinstimmung z w i s c h e n

technischem

und

natürlichem

Schaffen.

Anders beschaffen sind die Kaikabscheidungen an den Membranen. Ein Teil dieser Bildungen ist eine I n k r u s t a t i o n , eine Auflagerung, ents t a n d e n durch den Niederschlag des im Wasser gelösten Kalkes an den Membranen.

kohlensauren

Dadurch entstehen derbe und

steinharte

Krusten, die den betreffenden Pflanzen (es sind fast durchwegs M e e r e s t a n g e ) Unverweslichkeit nach dem Tode und ihnen d a m i t ein», überaus wichtige Rolle im Haushalt der N a t u r sichern. 11*

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

164

Die K o r a l l i n e n (Abb. 80), wie m a n die wichtigsten der in Betracht kommenden Tange n e n n t , sind nach den Untersuchungen von S a l o m o n an den Riffkalken der Adamellogruppe u n d denen von V o l t z in der Südsee in ganz anderer Weise an dem A u f b a u der K o r a l l e n r i f f e beteiligt, als man

bisher dachte.

Sie sind geradezu

ein wesentlicher

Faktor

ihrer

Bildung, was ich an den Riffen des arabischen Ufersaums, welche ich im Roten Meer zu studieren Gelegenheit hatte, nur bestätigen kann. Da steigt die Pflanze plötzlich als a k t i v e r Baumeister an der Erdrinde imponierend empor.

Abb. 80.

Corallinaalgen

Sie hat dabei ganz andere Bauten errichtet als der

von den Korallenriffen des roten Meeres.

(Original.)

Mensch, da die Korallenriffe aus Tiefen von mehreren h u n d e r t

Metern

emporwachsen, u n d sie h a t sich dazu des Materials bedient, mit d e m auch der Mensch seine Monumentalbauten errichtet, des Kalksteines, von dem m a n in den Korallenriffen auch dolomitisierte und m a r m o r a r t i g e Varianten findet. Jeden Kalk und Marmor, den der Architekt benutzt, v e r d a n k t er zuerst mit der Technik der Pflanze. Wir selbst können diese Vorgänge zwar im Laboratorium, aber nicht in der Industrie nachmachen, d e n n auch wenn wir Z e m e n t bereiten, müssen wir u n s dazu erst des verwitterten Kalkmergels, versichern.

also

einer

„historisch"

gewordenen

Pflanzentätigkeit

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

165

D a ß die Pflanze auch E i s e n als Baumaterial herstellt und verwendet, wurde bereits auf S. 132 erwähnt. namentlich

genannten

physa vegetans,

Es sind dies nicht so sehr die dort

Eisenbakterien,

wie die O c k e r a l g e

(Antho-

Abb. 81), ein Einzeller niederster Gattung, der imstande

ist, Eisenverbindungen aufzunehmen (auf eine noch nicht ganz geklärte

Abb. 81. Anthophysa vegetans, die Ockeralge, welche in ihren Stielen Eisenrost ablagert. Stark vergrößert. (Nach F. S t e i n . )

Weise) und d a n n als E i s e n o x y d abzuscheiden. Aus diesen Rostkörnchen baut das gesellig lebende Pflänzchen sich Stiele, auf denen die kleinen Kolonien tronen.

Nur vollzieht sich das alles in solchen Massen, d a ß

Pfützen dadurch o f t mit rostbraunen Schlammassen erfüllt, Teiche und Seen im Schlammgrunde mit vielen Metern mächtigen

Raseneisenerz-

abfagerungen bedeckt werden. AnderePflanzen, so die C l o s t e r i u m a l g e n

166

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

(Abb. 70) n e h m e n den Eisenrost in ihre Zellhaut auf, färben sie dadurch dunkelbraun u n d gestalten sie so h a r t und fest, d a ß nach dem Ausglühen ein zartes, aus reduziertem metallischem Eisen bestehendes Skelett

übrig

bleibt, eine wahre R ü s t u n g , die mit den Ritterrüstungen nicht nur das Material, sondern sogar den gleichen Schutzzweck teilt. Die Baumaterialien der Pflanze sind also, um damit zu einem Schlußurteil zu kommen, von sehr großer Mannigfaltigkeit.

Neben Kolloiden,

wie Gallerte, Schleim, Zellulose, Holz, Kork, gibt es auch amorphes und kristallinisches M a t e r i a l :

Kalk,

Kieselsäure

und

Eisen.

In keiner Weise steht sie damit hinter den Rohstoffen der menschlichen K u l t u r zurück, übertrifft dieselben sogar, wie bereits betont, um ein Erhebliches. Stets aber ordnet sich diese in ihrer Anpassungsfähigkeit

unüber-

treffliche Membran dem mechanischen System der Zelle in vollkommener Weise .ein, was, in seinen Konsequenzen zu verstehen, unsere

nächste

Aufgabe ist. Zellkern, Plasma, Vakuolen und Membran, nebst den eingeschlossenen Zellprodukten stellen nur ein grobmechanisches System dar, das ursprünglich auf eine nach allen Seiten hin gleiche Kräfteverteilung aufgebaut ist, mit anderen W o r t e n

Kugelgestalt

besitzt.

Diese Kugelgestalt, die ursprüngliche und natürliche Form der Zelle, geht aus der embryonalen Form der E i z e l l e n hervor. Nur wenn durch Massenteilung zahlreiche Zellen auf engem R a u m u n t e r Druck nach E n t faltung ihrer äquimechanischen Systembedingungen streben, werden sie, in gleicher Weise eine auf die andere wirkend, sich gegenseitig polygonal zusammendrücken. Pflanzen

typische

Es wird Vielheit

dadurch der

Zellen

jene für das zustande

Grundgewebe

kommen,

welche

der die

Botanik längst mit dem Namen P a r e n c h y m g e w e b e belegt hat (Abb. 82). Ein P a r e n c h y m ist stets der Ausdruck einer gewissen spannung.

Gewebe-

Wird es von dieser befreit, zerfällt das Gewebe wieder in

eine Vielheit von Zellkugeln. pflanzenanatomischen (Symphoricarpus),

Hierfür dient als klassisches Beispiel im

Unterricht

das

Fruchtfleisch der

Schneebeere

das beim Öffnen der Beeren in zahllose weißschimmernde

Zellkügelchen zerfällt. Die Kugelform ist zwar raumökonomisch kein Ideal, wohl aber in bezug auf Druckspannung.

Nur sie verwirklicht den für alle N a t u r b a u t e n

maßgeblichen Grundsatz, w o n a c h

wirkliche

Dauer

nur

jene

Ge-

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

167

b i l d e b e s i t z e n , bei d e n e n ein M i n i m u m an M a t e r i a l u n d

Kraft

in e i n e m M a x i m u m

an

Leistungen

verbraucht

sind.

Ob diesem Ideal die P f l a n z e n b a u t e n erheblich näher kommen als die der menschlichen Kultur, wird im weiteren zu erweisen sein; jedenfalls wird von n u n an entsprechend dem Geiste dieses Werkes, diese Frage eine der Leitideen unserer noch restlichen

Abb. 82.

Erörterungen bilden

Parenchymgewebe aus d e m Stengelmark mit (Originalaufnahme.)

müssen.

Interzellularen.

Durch die Kugelgestalt wir-d jeder Teil der Zellmembran in eine ganz gleichmäßige O b e r f l ä c h e n s p a n n u n g versetzt.

Sie arbeitet der E x p a n -

sion im Kugelinneren entgegen, die, wie wir bereits wissen, im Zellumen vornehmlich als T u r g o r in Wirksamkeit tritt, abgesehen davon, d a ß das Innere sich schon infolge des Bewegungszustandes der Moleküle auszudehnen t r a c h t e t . Es entsteht so für sie eine Belastung von innen her, die sie zu sprengen und zu zerreißen t r a c h t e t , deren Größe u n s ebenfalls (vgl. S. 100) bekannt ist und bis zur fantastischen Vorstellung von 160 Atmosphären ansteigen kann.

168

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Ihr wirkt nur die „technische

Q u a l i t ä t " der Membran entgegen.

Und

zwar mit solchem Erfolg, d a ß Explosionen von Zellen im Inneren einer Pflanze zu den größten Seltenheiten gehören u n d stets n u r auf ungeheuerlichem Anwachsen des osmotischen Druckes, nicht aber auf Unzulänglichkeit des Materials beruhen. D a m i t ist wieder eine feste Überzeugung auf dem Wege unserer Materialprüfung erobert,

welche

zugleich

jene von der

Überlegenheit

der Pflanzentechnik über die menschliche befestigt. Die technische Form der K u g e l . , sei es der Voll- oder der Hohlkugel, findet bekanntlich

außerordentlich

h ä u f i g Verwendung,

weil sie eben

eine ideale Lösung des „energieökonomischen Gesetzes", wie man den auf S. 166 formulierten Satz benennen könnte, darstellt. Es würde zu weit führen und ist auch nicht nötig, diesen Anwendungen zu folgen.

Nur auf zwei Beziehungen sei hingewiesen, weil sie

das, was eigentlich u n t e r unseren Worten gedacht werden soll, besonders anschaulich

machen.

Die erste ist die K u g e l f o r m d e r E r d e , wobei es f ü r unseren Zweck zunächst einmal ganz gleichgültig ist, d a ß sich das Geoid infolge seiner Sonderverhältnisse a b g e p l a t t e t h a t . Diese Kugelform ist viel mehr der Ausdruck einer inneren Spannung als einer äußeren Bewegung, denn die Rotation um eine unveränderliche Achse m ü ß t e ja eigentlich die Erde spindelförmig ausziehen und es ist nur der Expansionsdruck des Erdinneren, der sie in Form erhält

Insofern

sind die physikalischen Verhältnisse bei Erde und Zelle identisch.

So

wie für die Zelle ist eben auch f ü r die Erde ihre Kugelgestalt die energetische Gleichgewichtsform. . Die zweite Beziehung ist die Verwendung von K u g e l l a g e r n in der Technik (Abb. 83).

Man verwendet sie dort, wo eine außerordentliche

R e i b u n g vermindert werden soll, also z. B. bei F a h r r ä d e r n und A u t o m o b i l e n , deshalb, weil die zwischen die Friktion von Lagerkörper (b) u n d Welle (a) geschalteten Kugeln (c) aus gehärtetem Stahl durch ihre technisch optimale Form die Berührungsflächen nach Möglichkeit vermindern. Sie bedürfen daher auch weit weniger Schmieröl als alle anderen Lager. Diese Kugellager sind eine biologische Form, denn ihnen entspricht die Kugelform der Zellbestandteile, Vakuolen, Kern und (vgl. Abb. 84),

Mikrosomen

die bei der in fast allen Zellen üblichen Rotation u n d

Die statischen u n d mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

169

Abb. 84. Thalassicola pelagica, ein P l a n k t o n r a d i o l a r m i t schaumigem P l a s m a , das mechanisch die W i r k u n g eines Kugellagers erzielt. S t a r k vergr. (Nach H a e c k e l . )

Zirkulation

ebenso reibungsvermindernd

Widerstandes w i r k e n .

in der

R i c h t u n g des

kleinsten

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

170

Das gleiche Prinzip, das wir hier vom Größten, von der Erde, durch die technischen Anwendungen bis zur Zelle verfolgten, läßt sich nun auch interzellular erkennen. Es wiederholt sich nicht nur im vorhin erwähnten gröberen Bau der Zelle, sondern auch im allerfeinsten, in der W a b e n struktur

des P l a s m a s ,

und A t o m e n .

ja, möglicherweise nochmals in M o l e k ü l e n

(Vgl. Abb. 73.)

Diese schon wiederholt, zuletzt bei Erörterung des Baues der Membran gestreifte W a b e n s t r u k t u r ist ein physikalisch hochbeachtenswertes System von elastischen Kugeln, die eng zusammengedrückt oder locker beisammen liegend,

auf

ihre Weise

offenbar

alle

w i e d e r h o l e n , d i e s i c h im- Z e l l e n - u n d

mechanischen Gewebebau

Gesetze

ausdrücken.

Wir können uns es gar nicht anders vorstellen, als d a ß sie gelegentlich der Plasmazirkulation ohne Z u s a m m e n h a n g nur nach Art der Kugeln eines Kugellagers

aneinander

namentlich

Ruhezustände

vorbeigleiten, und

dagegen

einen stabilen Zustand,

Latenzperioden

schaffen, daß sie W a b e n p a r e n c h y m e

bilden.

des Plasmas,

Sie entsprechen

dadurch in

ihrer

Mechanik durchaus den Bausteinen der Zelle, wie diese den Bauelementen des Organismus, nur mit dem Unterschied, d a ß sie elastisch bleiben, was von den Pflanzenzellen nur in beschränktem Maße und d a n n nur von jugendlichen Zuständen ausgesagt werden k a n n . Auch f ü r die Waben gilt eine gewisse Einschränkung, indem gewisse Reihen, sich in unplastisches Material verwandelnd, d a n n den anderen als Stützen, gewissermaßen als Skelettgebilde dienen, etwa so, wie es dem Histologen von den bindegewebigen Septen der Lymphdrüsen oder dem Stroma derThymusdriiS2 bekannt ist. Meist sind durch Aneinanderreihung oder Umbildung diese Stützelemente fibrillär geworden und spielen d a n n die Rolle der Fibroblasten und elastischen Fibrillen im fibrillären Bindegewebe der Tiere.

Durch diese Hinweise auf analoge Verhältnisse hoffe

ich am meisten meine Auffassung dieser bisher noch kaum

behandelten

Dinge klarzulegen. So deute ich mir die interzellulären vielen

Pflanzen

als

Stützfasern

oder

s p r e i z u n g e n längst b e k a n n t sind.

Skelettbildungen, Verspannungen

die bei

und

Ver-

Besonders hübsch ausgebildet sind

sie bei gewissen A l g e n (Dasycladia, Caulerpa, Abb. 1) u n d auf das P r a c h t vollste

in

komplizierte

mechanische

Systeme

gebracht

bei

gewissen

K i e s e l a l g e n , sowie den Flagellaten so nahe stehenden H e l i o z o e n und Radiolarien

(Abb. 84). Deren Kieselskelett wurde neuerer Zeit, namentlich

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

171

von Val. H a c k e r als ein wahres mechanisches K u n s t w e r k e r k a n n t , um dem

hauchzarten

schaumartigen Weichkörper

im

Wellengetriebe

Wassers eine geradezu bewunderungswürdige S t a t i k zu verleihen.

des-

Höchst

Abb. 85. Gitterwerk aus Beton bei einer modernen Brücke, ein Bauprinzip, das sich auch in den Skelettbildungen d;r Pflanze verwirklicht. (Original.)

komplizierte Gitter- und Netzwerke greifen dabei ineinander und

unter-

stützen sich zu mechanischen Leistungen, die hier n u r gestreift werden können.

Die

außerordentliche

Mechanik

kann

aus dem

B e f r u c h t u n g , die

Praxis

Studium

dieser

unmittelbare

Verhältnisse

Anregung

für

172

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

G e r ü s t b a u t e n , den Bau von D a c h g e b ä l k , den Hochbau

überhaupt

gewinnen. Man h a t alle diese N a t u r b a u t e n bisher immer n u r vom S t a n d p u n k t der Ästhetik aus b e t r a c h t e t als K u n s t f o r m e n d e r N a t u r u n d dadurch das Wichtige gleichsam n u r ins Spielerische umgebogen. Zeit wird mit anderen Augen a u f d i e F ü l l e e i n z e l l i g e r b l i c k e n m ü s s e n , als auf mechanischen weder

und

unseren

eine M o d e l l s a m m l u n g der

statischen

Mechanikern

Probleme

mit

Unsere neue

Gestaltungen wichtigsten

Lösungen,

die

noch A r c h i t e k t e n bislang einge-

fallen sind. Der W a b e n b a u stellt uns so ein Vorbild aller H o c h b a u t e n dar, mit den Parallelen, d a ß seine Versteifungen den eisernen Trägern oder in gewissem Sinn dem F a c h w e r k der Fachwerkbauten, die Waben selbst den Füllungen, dem Ziegelmaterial, die Einzelwabe dem Einzelbaustein entspricht. W e n n aus solchen Gebilden das Lebendige schwindet, bleibt das reine, meist auch unverwesliche, weil aus Bergkristall bestehende Gerüst übrig, das dann f r a p p a n t iji seiner K o n s t r u k t i o n den struktionen

Eisenhochkon-

gleicht, Dinge, über die der Leser bereits Eingehenderes

auf den S. 35—39 gesagt findet. Was hier f ü r die feinsten Konstruktionen der Zelle gesagt wurde, gilt auch f ü r die nächste Kategorie: den Bereich der Gewebebauten. Von ihnen ist u n s schon das einfachste Baugebilde: das Parenchym entgegengetreten, das bei der Pflanze gewöhnlich dem altrömischen Opus reticulatum

mit diagonal verlaufenden

Fugen

entspricht,

wenn

nicht

den Kyklopenmauern, also polygonen Elementen, deren Zwischenräume leer bleiben oder mit kleineren Steinen ausgefüllt wurden (Abb. 86). Vergleich

zwischen

einem

Durchschnittsepithel

und

den

Ein

klassischen

Kyklopenmauern von Mykenae sagt über die Anwendung gleicher Bauprinzipien mehr als jede Erörterung. Die „ B a u s t e i n e " der Pflanze sind aber von anderer Qualität als die des Menschen.

Er unterscheidet nur natürliche Hausteine, worunter er

gewöhnlich Kalk, Sandstein oder Granit, also ein festes, kristallinisches, körniges oder amorphes Material versteht und künstliche Steine, im engeren also Ziegel, Terrakotten, Kunstsandsteine u n d Marmore, Glasziegel u. dgl., deren höchstes Ideal die Annäherung an die Qualitäten der natürlichen Steine ist. Wie jedes Lehrbuch der B a u s t o f f k u n d e uns versichert, sind dabei

173

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Porosität,

Durchlässigkeit und Mangel an Festigkeit Eigenschaften, die

a m wenigsten am Baumaterial geschätzt werden. Nur die Z i e g e l machen hierbei insofern eine Ausnahme, als sie bei ihrer Herstellung aus gebrannt e m Ton ziemlich porös und sogar kapillar sein müssen. Zu Sonderzwecken (man verwendet sie besonders zu Gewölben, Zwischenwänden,

Decken)

stellt man sogar p o r ö s e M a u e r s t e i n e besonders her aus reinem, nicht

Abb. 86. Mittelalterliche Kyklopenmauer, für welche die Mechanik der Pare n c h y m e der Pflanzen gültig ist (Teil der Stadtmauer von Wasserburg a. I., welche aus Findlingsblöcken erbaut ist). (Original.)

zu fettem Ton u n t e r Zusatz von Substanzen wie Sägspänen, Torf, B r a u n kohlenklein, die d a n n , beim Brennen völlig verzehrt, entsprechende Poren hinterlassen, in denen jeder meiner Leser sofort das Gegenstück der Plasmodesmen

und

Kohlenziegel

Membranporen trocknen

erkennen

wird.

Diese

sehr

leichten

leicht und sind schlechte Wärmeleiter.

Um

Dächer zu decken, also dem Organismus des Hauses einen wetterfesten Abschluß zu geben, bereitet m a n D a c h z i e g e l , die (als Schieferplatten

174

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

in Thüringen) oft auch zur Verkleidung der Wetterseiten der Hausmauern verwendet, werden.

Die

Biberschwänze,

die gewöhnlich

verwende

werden, sind d a n n flach und d ü n n . Eine besondere Spezialität sind Q u a r z z i e g e l

(Flintshiresteint),

die wenigstens in England fast ganz aus reiner Kieselsäure hergestellt werden und als G e w ö l b e s t e i n e f ü r Öfen der Eisen- und k e r a m i s c h e n I n d u s t r i e Verwendung finden.

Abb. 87.

Das älteste Ziegelbauwerk der Menschheit. (Die Stufenpyramide von Säkkara.) (Nach der Natur gezeichnet v o m Verfasser.)

Nur die ältesten Zeiten k a n n t e n noch die ungebrannten Ziegel, aus denen heute höchstens an den Grenzen der Zivilisation der Wallache oder Fellache seine malerischen, weil so leicht ruinösen H ü t t e n erbaut. ungebrannten

Nilschlammziegeln

konnten

die

Ägypter

Aus

der ersten

Dynastien noch solche Riesenbauten errichten, wie die S t u f e n p y r a m i d e von S ä k k a r a (Abb. 87), und es ist ein Zeugnis f ü r die Qualität des ägyptischen Klimas, nicht aber der ägyptischen Baukunst, wenn von einem solchen primitiven Lehmwerk nach J a h r t a u s e n d e n noch so ansehnliche Reste vorhanden sind.

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

175

Stellen wir diesem Material das der Pflanze entgegen, so zeigt sich, d a ß es dem menschlichen n u r in bezug auf Haltbarkeit, nicht aber in den sonstigen technischen

Qualitäten unterlegen ist.

ist nicht vom S t a n d p u n k t der technischen

Auch die

Haltbarkeit

Leistungsunfähigkeit, sondern

aus dem biologischen Gesichtspunkt heraus zu beurteilen. Die Pflanze hat nicht immer geschichtliche Interessen wie der Mensch. Jede ihrer Generationen lebt f ü r sich ohne Rücksicht auf Vergangenheit, nur der Gegenwart und Z u k u n f t . In den wenigen Fällen, in denen eine Kette von Generationen des Lebensraumes halber

aufeinander angewiesen ist,

wie bei den K o r a l l i n e n in der R i f f b i l d u n g , da sehen wir auch so haltbare Bauten durch sie errichtet, d a ß gegen sie die der Menschen, die nach 4000 J a h r e n auch von den einfachen P y r a m i d e n unter afrikanischem Wüstenhimmel nur Ruinen hinterlassen, zur Lächerlichkeit sinken.

zusammen-

Der P r a c h t b a u des S c h i e r n in Tirol ist ein solcher Kalkalgen-

bau und ist auch er nur eine, wenn auch glänzend erhaltene Bergruine, so sind doch seit seiner E n t s t e h u n g mehr als ebenso viele J a h r t a u s e n d e eines zerstörenden Klimas über ihn hinweggegangen

als über die

Pyra-

miden J a h r e . H ä t t e die Pflanze ein Interesse daran, dauernd haltbare Bauten aufzuführen, wäre es ihr ein leichtes, kann sie doch das haltbarste Material, nämlich Quarz, dazu verwenden. Epidermis

Die G r ä s e r ( G r a m i n e e n ) bilden ihre

aus Zellen mit kieseliger M e m b r a n ; oftmals häufen sie darin

derartige Mengen von Kieselsäure, d a ß ihre Blätter scharf schneiden wie ein Messer, worüber wohl jedermann mit Röhricht schon Erfahrungen gesammelt h a t .

Die Epidermalzellen der Gräser (Abb. 92) sind dadurch

unverweslich und erhalten sich, wenrt sie nicht mechanisch zerstört werden, im faulenden Laub des Erdbodens viele J a h r e lang. Es ist mir gelungen, auch im subfossilen .Material diluvialer u n d alluvialer Böden noch solche wohlkenntlichen S k l e r e n c h y m z e l l e n

von Gräsern nachzuweisen.

Unter günstigen Umständen, wenn es aus kieselsäurehaltigem Wasser zu Infiltrationen kam, wurden B a u m s t ä m m e u n d ganze W ä l d e r verkieselt und erhielten sich d a n n durch geologische Epochen hindurch, als Zeichen, ä a ß Bergkristall allen Witterungseinflüssen Trotz bietet ( v e r s t e i n e r t e s H o l z ) , wofür die „ v e r s t e i n e r t e n

W ä l d e r " im Mokattamgebirge bei

Kairo ein weltbekanntes Beispiel sind (Abb. 88). Diese Kieselzellen

sind

das vegetabile

Vorbild

Alle Zellen sind dabei eigentlich L o c h s t e i n e ,

der

nämlich

Quarzziegel. Hohlziegel,

176

statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

welche im Bauwesen namentlich d a n n angewendet werden, wenn es sich um R ä u m e handelt, die im Sommer kühl, im Winter w a r m und dabei möglichst trocken sein sollen. Man benützt dabei dieTatsache, d a ß die darin zirkulierende Luft als Regulator tätig ist; daher bildet m a n auch die Interzellularen der Pflanze regelrecht in der modernen A r c h i t e k t u r indem man solche Umfangsmauern aus zwei parallelen, eine

nach,

lotrechte

Luftschicht einschließenden, mit zahlreichen Durchbindern zusammenge-

Abb. 88.

haltenen Teilen herstellt.

Versteinertes Holz.

(Original.)

Damit ist die vollkommene N a c h a h m u n g eines

I n t e r z e l l u l a r e n s y s t e m s erreicht. Auch die V e r b l e n d e r

(Vgl. Abb. 82.)

für R o h z i e g e l b a u t e n

werden jetzt

vor-

zugsweise als Hohlsteine angefertigt, da sie trocken halten und schroffen Temperaturwechsel in den Gebäuden verhüten. Schließlich berührt es u n s nach so vielen Übereinstimmungen zwischen Technik u n d Leistungen der Pflanzen nur mehr selbstverständlich, auch die Dachziegelform in der Pflanzenarchitektur ihre gefunden h a t .

Verwendung

Um jedoch eine Verbindung des Speichers mit der A u ß e n -

luft herzustellen, Rindenporen

daß

hat

der Mensch

(Lenticellen)

die

Dachluken,

geschaffen (Abb. 89),

die P f l a n z e

die

Durchbrechungen

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

des

gleichförmigen

Daches

durch

177

lockere (also meist wieder kugelige)

Zellen, zwischen deren Lücken Luft frei zirkulieren kann.

Übrigens gibt

es in den „ D ä c h e r n " der Pflanzen auch regelrechte K a m i n e zum Abzug der schädlichen Gase, uns bereits b e k a n n t und abgebildet von den L e b e r moosen. Summieren wir die gewonnene botanische Einsicht in der

Sprache

des Architekten, so läßt sich demnach etwa folgendes s a g e n :

Abb. 89.

Lenticellen des Hollunders.

( E t w a s vergr. Original.)

Die Pflanze e r b a u t Zellengebäude von größeren Dimensionen als der Mensch 1 , aus Bausteinen, die so klein sind, d a ß zu einem einzigen Baum mehrere Billionen (der Mensch besteht aus 5 Billionen Zellen) verbraucht werden, während die gesamte deutsche B a c k s t e i n p r o d u k t i o n

jährlich

drei Milliarden beträgt. Sie verwendet dazu durchgängig Hohlsteine, nur in ganz seltenen Fällen Massivziegel (Abb. 90—91, botanisch S k i e r e n c h y m z e l l e n genannt), 1

Das U l m e r M ü n s t e r , das höchste gemauerte Bauwerk, ist 171 m hoch, die Lianen von C a l a m u s werden 200 m, die Alge Macrocystis rund 300 m lang, die E u k a l y p t u s b ä u m e 156 m hoch. F r a n c ^ , Die Erfindungen der Pflanzen.

12

178

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

d e r e n W a n d u n g m e i s t a u s Z e l l s t o f f , H o l z o d e r K o r k , n u r s e l t e n e r a u s Bergk r i s t a l l o d e r K a l k b e s t e h t ; sie k e n n t d a h e r die A n w e n d u n g v o n ziegeln u n d K a l k s t e i n e n .

Quarz-

Gewöhnlich sind die Hohlziegel nicht mit L u f t

g e f ü l l t (dies ist d e r Fall b e i m M a r k d e r B ä u m e u n d d e n Zellen d e r Borke), m e i s t e n t h a l t e n sie w ä s s e r i g - k o l l o i d e S t o f f e .

S t e t s s i n d sie p o r ö s g e b a u t

n a c h A r t d e r K o h l e z i e g e l u n d d u r c h i h r e P o r o s i t ä t zu o s m o t i s c h e n L e i s t u n g e n

A b b . 90. Sklerenchymisierte Zellen im Gefüge der P f l a n z e n b a u t e n , ein Vorbild der Hohlziegel. (Originalmikrophotographie von F r a u Dr. A. F r i e d r i c h . )

befähigt.

Sind

die

elastisch.

Außerdem

Wandungen

noch

b e s i t z e n sie die

dünn,

dann

Fähigkeit,

sind

die

Bausteine

ihren I n n e n d r u c k

nach

B e d a r f d e s g a n z e n B a u e s o d e r s e i n e r Teile zu e r h ö h e n o d e r zu v e r m i n d e r n , i h r e G r ö ß e d u r c h W a c h s t u m zu s t e i g e r n u n d i h r e Z a h l s e l b s t t ä t i g T e i l u n g zu Außer

durch

vermehren. den

Hohlziegelanordnungen

gibt

es

Durchlüftungsschächte

( I n t e r z e l l u l a r e n g e n a n n t ) , in d e n D e c k e n a u c h b e s o n d e r e V e n t i l a t i o n s luken

mit

automatischem

Verschluß ( S p a l t ö f f n u n g e n ) , sogar

lüftungsschlote ( L e n t i c e l l e n ) .

Der Abschluß nach

außen

wird

Durchdurch

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

179

Verblender erreicht, die nach Art der Dachziegel gebaut und wasserundurchlässig i m p r ä g n i e r t (verkorkt) sind. Die technischen

Leistungen der Pflanze sind

auf diesem

Gebiete

d e r m a ß e n in die Augen springend, d a ß sie nicht übersehen werden können. Sie ü b e r t r e f f e n die der modernen Architektonik, der sie seit J a h r h u n d e r t e n h ä t t e n Anregung geben können, bei weitem, denn es ist nicht nur ihr Material an Güte außergewöhnlich überlegen und aus inneren

Abb. 91.

Gründen

Querschnitt durch das Parenchym und Sklerenchym eines Pflanzenstengels mit Luftgängen zwischen den Zellen. (Originaläufnahme von Frau Dr. A. F r i e d r i c h . )

unübertrefflich, es offenbart sich auch in seiner Anwendung bei aller Ökonomie eine Zweckmäßigkeit,

die genial genannt werden würde, wenn

sie dem Kopfe eines Architekten entsprungen wäre. Noch heute kann der Architekt von der Pflanze ebenso eine Fülle von Anregungen

empfangen, wie in den vorhergehenden

unserer B e t r a c h t u n g der Maschineningenieur und Chemiker. i h n . hat das botanische

Studium grundlegende

Bedeutung,

Abschnitten Auch f ü r keineswegs

als ästhetischer Formenschatz der Natur, wie man es ihm bisher empfohlen hat, sondern als die vollendetste Vorschrift und das Musterbeispiel, wie 12*

180

D ' e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

solide, innerlich durch u n d durch zweckmäßige und formvollendete Bauten zu errichten sind. E s w ü r d e viel zu w e i t f ü h r e n u n d k a n n f ü r m i c h als B o t a n i k e r u n d Nichtarchitekten

auch

keine

Versuchung

bilden,

in

Einzeldingen

den

B a u k ü n s t l e r n u n d i h r e n H i l f s a r b e i t e r n F i n g e r z e i g e zu g e b e n , wie sie d u r c h Pflanzenstudium

ihre

Leistungen

Beispiele a u s d e n N o t i z b ü c h e r n

Abb. 92.

erhöhen

können.

Ich will n u r

einige

zu d i e s e r A r b e i t a n f ü h r e n , w o r i n

Verzahnte Zellen aus der Epidermis der Gräser. (Original von Frau Dr. A. F r i e d r i c h . )

Fälle

Stark vergr.

a u f g e z e i c h n e t s i n d , die ich v o n P f l a n z e n k e n n e u n d in d e r

Architektur

nicht wiederfinde. Zwischen der

Größe der

B a u t e n u n d "der B a u e l e m e n t e

ästhetisch gesetzmäßiger Zusammenhang.

besteht

ein

D e m m u ß a u c h ein N o t w e n d i g -

k e i t s k o n n e x z u g r u n d e liegen, zu d e s s e n E r f o r s c h u n g h i e r m i t a n g e r e g t sei. J e d e n f a l l s ist d a s V e r h ä l t n i s z w i s c h e n M e n s c h e n b a u t e n ein a n d e r e s , wie z w i s c h e n P f l a n z e n ( m a n d e n k e a n u n d Zellen.

Nähere Tatsachen

hierüber und

und

Bausteinen

156 m h o h e

U r s a c h e n sind

Bäume)

unbekannt.

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

181

Besonderes hat die Pflanze dem Architekten auch in bezug auf den B a u s t i l zu sagen. Man h a t die Stilistik bisher fast immer nur rein ästhetisch-kunstwissenschaftlich betrachtet, den Stil als ein „Göttergeschenk", nüchterner gesagt, jeweils psychologisches Problem und

Symbol von

Zeitausdruck

hingenommen und nur ganz selten daran gedacht, d a ß er auch zweckbedingt,

Abb. 93. Querschnitt durch ein Gefäßbündel des Adlerfarns, ( P t e r i d i u m ) , ein Vorbild des romanischen Baustils. Stark vergr. (Original von Frau Dr. F r i e d r i c h « M ü n c h e n . )

durch

Material u n d

jeweilige

Bauaufgabe festgelegt, ein

notwendiger

Ausdruck der Leistungsgesetzmäßigkeit sein muß. Schon insofern ist es nicht Zufall, d a ß ein Stilwechsel eintreten mußte, wenn man vom Holz- zum Steinbau u n d von da z u m Eisenbau überging, d a ß z. B. die Verwendung unechter Materialien immer wieder leichtere, daher zierliche und spielerische Architekturen nach sich ziehen

muß,

weshalb es nicht nur ein christliches, sondern auch ein antikes (Pompeji!), sogar ein arabisches R o k o k o gibt.

Es liegt letzten Endes in Konstruk-

ionsnotvvendigkeiten begründet, d a ß hohe Bauten zum

Spitzbogenstil

182

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

greifen, d a ß massig flächenhaft ausgedehnte ihren vollkommenen Formenausdruck nur im R u n d b o g e n s t i l finden, d a ß Zweckbauten zu einer bloß mathematisch

sachlichen

Formulierung,

solche

der

Behaglichkeit

und

des Lebensgenusses aber zur feinsten Herausholung jeder Wirkungsmöglichkeit, also "zu möglichster Durchgliederung und Auflösung der Massen in Formen kommen müssen. Es ist demnach dem, der das Stilproblem naturwissenschaftlich durchdenkt, ohne weiteres klar, daß jedes Haus, jeder Bauteil eigentlich seinen Sonderstil haben k a n n u n d muß, d a ß die künstlerische Aufgabe des Architekten eigentlich erst dort beginnt, diese Buntheit wieder organisch zu einer höheren künstlerischen Einheit ZLI verschmelzen, noch dazu in mehrfacher Integration, da die „ B a u i n d i v i d u e n " zuerst zu geschlossener Wirkung kommen müssen, hierauf aus ihnen ein ästhetisch befriedigender Zusammenschluß gesucht werden muß, wie er etwa durch den Anblick eines Platzes oder einer Straße verwirklicht ist. Aus diesen Elementen

höherer

Ordnung organisiert sein

Künstlerver-

mögen dann erst den Stil der Stadt. Hierfür k a n n ihn botanisches Wissen beraten, denn in der Einzelpflanze steht ihm ein solcher ästhetisch hochbefriedigender Zusammenschluß von , , O r g a n s t i l m o t i v e n " vor Augen; in dem Zusammentreten verschiedener

Pflanzen zu einer

Formation

(etwa der

Grasflur,

der

Heide, des S p h a g n e t u m s , des Buchenwaldes usw.), die oben als Platz und Straße exemplifizierte höhere Stufe, aus deren Zusammentreten in einer Landschaft erst die höchste ästhetische W i r k u n g erzielt wird. D a ß unsere Forderung realisierbar ist, braucht nicht erst zu werden.

erörtert

Unser Entzücken über die Schönheit der Landschaftsbilder,

die geschlossene

Charakterwirkung

Waldwiese, die harmonische

von

Heide,

Moor,

Schönheit jedes einzelnen

Hochwald

und

Baumes,

jeder

Blume, enthebt u n s dessen. Auch darüber braucht k a u m diskutiert zu werden, d a ß derselben Pflanze jedes Organ einen anderen Stil verwirklicht.

innerhalb Die Durch-

sprechung einiger Beispiele wird dies auch den Zweiflern beweisen. Die K a k t e e n sind in ihren Vegetationsorganen wahrlich in einem anderen Stil erbaut als ihre oft hauchzarten, grazilen und zierlichen Blüten, desgleichen die meisten O r c h i d e e n . Die Blattrosette der Primel ( P r i m u l a ) verwirklicht einen anderen Bauplan als die nickende schlanke Blüte, die der G e n t i a n e n i m Hochgebirge einen anderen als die berückend schöne, romantische Blütenglocke.

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. Es

ist

schlechthin,

nun die

eine

welche der historischen

Abb. 64.

lohnende

Abbildungen

Aufgabe

für Architekten,

dieses W e r k e s

darauf hin

für

Künstler

durchzusehen,

Stile sich i m Z e l l e n g e w e b e u n d in d e r

P f l a n z e n o r n a m e n t e der historischen Stile. Man n a m e n t l i c h A b b . 95 u n d A b b . 97.

183

Organge-

vergleiche

hierzu

s t a l t u n g der P f l a n z e n verwirklicht f i n d e n u n d welche neuen Möglichkeiten hier n o c h u n v e r w e r t e t

schlummern.

B e f r a g t m a n m i c h u m m e i n e A n s i c h t , so w ü r d e ich d a r a u f

hinweisen,

d a ß es d e r K u n s t w i s s e n s c h a f t w o h l b e w u ß t ist, wie s e h r die e i n z e l n e n S t i l e von der B e t r a c h t u n g u n d V e r w e r t u n g von N a t u r m o t i v e n b e e i n f l u ß t w a r e n , d a ß , u m n u r e i n i g e Beispiele zu n e n n e n , die f r ü h e R o m a n i k

mit

ihren

184

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Kelchkapitellen

(Abb. 94),

schweren

gedrungenen

Säulen,

den

Pflanzen- und S t a b o r n a m e n t e n , ohne Botanik ebenso undenkbar ist, wie

die

korinthische

griechische O r n a m e n t i k eigentlich

nichts

Säule ohne

anderes

ohne

den

die Aroideen.

als

die

Acanthus Der

Übertragung

(Abb. 104),

gotische der

Stil

die ist

Formgestaltung

Abb. 95. Alpine Anemone als Beispiel eines gotischen Pflanzenstiles von großer Reinheit. (Nach der Natur aufgenommen von Frau Dr. F r i e d r i c h . )

des deutschen

Buchenwaldes in Stein, so wie der

Stil die der Formengebung der Tulpe. gesprochen „vegetabile Stil", auch

in seiner

(Ruskin).

nationalmagyarische

Grade die Gotik ist der aus-

nicht nur in den Einzelmotiven,

Gesamtwirkung,

worauf

ja

längst

hingewiesen

sondern wurde

Das gleiche gilt f ü r den a l t ä g y p t i s c h e n B a u s t i l , der die

Pflanzenwelt der Nilufer in Stein und Holz übersetzt (Abb. 96), mit seinen P a p y r u s - u n d L o t o s s ä u l e n , den K o l o n n a d e n und der breitflächigen, dem Schilfmeere entsprechenden Gesamtwirkung seiner Architektonik.

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

185

Das d a m i t Gesagte wiederholt n u r Bekanntes, neu daran ist bloß die Einsicht, d a ß diese Zusammenhänge zwischen Stil des Menschen und der Pflanze nicht künstlerische Willkür, sondern innere Notwendigkeiten sind, d a ß beide Äußerungen einem Gesetz Untertan sind.

Abb. 96.

Und neu ist

Altägyptische Säulenkapitelle, welche Kopien der heimischen S u m p f und Palmenvegetation darstellen. (Nach A. S c h u l t z . )

wohl auch der Hinweis, d a ß diese s t i l i s t i s c h e

Durchprägung

der

P f l a n z e n g e s t a l t auch hinabreicht in den Unterstock der histologischen Bildungen. Reinste Gotik atmet dies Gefäßbündelnetz der Farne, Romanik die Ausprägung des Luftgewebes eines N y m p h a e a s t e n g e l s (Abb. 93); vom Menschen noch unverwirklichte Stile sind beschlossen in den Pilz-

)86

Die statischen u n d mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

körpern,

dem

schönster

Algenthallus,

und

innerlich

den

Moosstengeln.

sinnvollster

Formen

Ein

ungeheueres

liegt n o c h

Reich

unentdeckt

im

P f l a n z e n s t u d i u m u n d h a r r t j e n e r , d i e es f ü r d a s m e n s c h l i c h e W i r k e n u n d Leben n u t z b a r m a c h e n wollen. schränken, zugleich

denn

unser

Werk

W i r m ü s s e n u n s auf d i e s e n H i n w e i s hat

überhaupt

demütigende Kolumbusaufgabe,

der E r k e n n t n i s

am

nur

die b e g l ü c k e n d e

Küstensaum

F u ß zu f a s s e n u n d die K o n q u i s t a d o r e n

neuer

beund

Reiche

aller L ä n d e r

des

Geistes e i n z u l a d e n , n a c h z u f o l g e n u n d R e i c h t ü m e r zu e r w e r b e n .

Abb. 97. Buschwindröschen (Anemone nemorosa) a m W a l d e s r a n d als Beispiel der Verwirklichung historischer Stile d u r c h die P f l a n z e n w e l t . (Original.)

Uns zweite

zieht

es

wieder

zu

der großen technischen

Z u g f e s t i g k e i t knüpfen

neuen

Gedanken,

Bauformen,

Kugeln und polygonale

erreicht, sondern d u r c h die langgestreckte F o r m : die R ö h r e , die S ä u l e u n d d e n B a l k e n , und

sich j e t z t den

an

die

Ausdruck

der

müssen.

Zugfestigkeit wird nicht durch

keit

die

nämlich

n u r einseitige D r u c k b e l a s t u n g

das

Seil,

w e n n es sich u m

Bauelemente die

Stange,

Tragfähig-

handelt.

In d e r P f l a n z e w e r d e n die z u g - u n d t r a g f e s t e n K o n s t r u k t i o n e n s e l b s t verständlich

durch

die

gleichen

technischen

Formen

erreicht.

Aus-

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

187

geprägt sind sie in der Kategorie der Zelle als feinste F i b r i l l e , wie sie etwa gelegentlich der K e r n t e i l u n g sichtbar wird, oder als z o i d e n g e s t a l t und F l i m m e r h a a r . K o n s t r u k t i o n geworden in

Abb. 98.

der

Spermato-

Die ganze Zelle ist zur zugfesten

Gestalt der H o l z z e l l e

(Abb. 8),

Die Anwendung federnder Spiralen durch die Pflanze. stielchen des Zittergrases (Briza). (Original.)

im

Frucht-

besonderen als L i b r i f o r m f a s e r und ganz rein ausgeprägt als B a s t f a s e r . Die Botanik f a ß t von alters her die langgestreckte spindelförmige Zellenform unter der Gesamtbezeichnung des P r o s e n c h y m s zusammen, das dann dem Parenchym und Sklerenchym gegenübergestellt wird. Die Zugfestigkeit dieser Zellen wird nicht nur durch ihre äußere Form,

188

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

sondern auch das Material u n d die S t r u k t u r ihrer W a n d u n g leistet.

Sie sind fast durchgängig R ö h r e n ,

über die wir,

gewährallerdings

s p ä t genug, zur E r k e n n t n i s gekommen sind, daß sie technisch leistungsfähiger sind als solide Gebilde gleichen Durchmessers.

Ihre W a n d u n g

ist kolloidaler Natur, was besondere T e n a z i t ä t , also Widerstand gegen d a s Zerreißen und Abdrehen (die T o r s i o n ) verbürgt (obgleich der kolloidale Zustand in dieser Beziehung noch wenig studiert ist). ist gewöhnlich wohlbekannte

verholzt,

hat

also hervorragende,

den

Die Wand

Materialprüfern

Qualitäten.

Sie gehen am besten aus einigen vergleichenden Angaben

hervor,

die wir den Untersuchungen von S. S c h w e n d e n e r 1 verdanken: Der Bißt von Phormium

tenax besitzt ein T r a g v e r m ö g e n pro m m 2 von

Der Bast von Uli um auratum Der Bast von Papyrus

20 Kilo

von

antiquorum

19

,,

20

,,

15—20

,,

von

Der Bast von Roggen (Seeale cereals) von dagegen besitzt Schmiedeeisen

ein Tragvermögen

von

13,13 Kilo

Deutscher Stahl

„

„

,,

Kupferdraht

,,

,,

„

24,6 12,1

Messingdraht

,,

,,

,,

13,3

Hieraus geht also hervor, sagt C. H o l t e r m a n n ,

,,

„ d a ß der

Bast

in bezug auf das Tragvermögen bei der Elastizitätsgrenze nicht nur dem Schmiedeeisen,

sondern

mitunter

sogar

zur Seite gestellt werden k a n n " .

den

besten

Dabei handelt

Qualitäten

es sich

Stahl

hierbei um

. lebendfrischen Bast, u n d es h a t sich erwiesen, d a ß die absolute Festigkeit dieses Materials mit dem abnehmenden Wassergehalt zunimmt. Es ist auffällig, d a ß die H a r t b a s t f a s e r n , um die es sich bei diesen Materialfeststellungen handelt, erheblich länger sind, denn andere Zellen, ja sie gehören sogar zu den längsten aller bekannten Pflanzenzellen. der B r e n n e s s e l {Urtica),

In

die wir ja neuestens in die Reihe der T e x t i l -

p f l a n z e n aufgenommen haben, werden sie bis 77 mm lang, im Flachsstengel 40 mm, 1

in der tropischen

Nessel Boehmeria

Vgl. C. H o l t e r m a n n , Schwendeners Vorlesungen Probleme der Botanik. Leipzig 1909. 8°. S. 3.

sogar 250

über

mm.

mechanische

Die statischen u n d mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

189

Ihr Kolloidbau besitzt eine besondere Eigentümlichkeit, auf die meines Erachtens nach

bei solchen technischen

Leistungsfeststellungen

bisher

zu wenig Gewicht gelegt wurde. Ihre W a n d besitzt feine Tüpfel, aus deren Anordnung hervorgeht, d a ß die W a n d aus einzelnen spiraligen Strängen gewunden ist.

Das ist ein Bau, dessen Vorteile unsere Technik sehr woht

e r k a n n t hat, weshalb jede Schnur, jedes S c h i f f s t a u wundenen Bastfasern hergestellt wird.

A b b . 99.

aus spiralig ge-

Diese Technik des S e i l e r s wendet

Q u e r s c h n i t t d u r c h ein s u b m a r i n e s K a b e l .

Vgl. dazu A b b . 100.

man sogar bei der Erzeugung von D r a h t s e i l e n an, deren entsprechend tordiert werden (Abb. 99).

Einzeldrähte

Interessanterweise m a c h t auch die

Pflanze von dieser Kenntnis nochmals Gebrauch und m a n sieht in d e n Tropen

allenthalben

deren Zellelemente

Lianen,

die gewaltigen

Zug auszuhalten

haben,,

genau nach dem Muster eines Drahtseiles

spiralig.

eingedreht sind (vgl. auch Abb. 98). An die Zugfestigkeit der Pflanzenorgane werden u n t e r

Umständen

Anforderungen gestellt, wie sie auch in der menschlichen Technik nicht zur Alltäglichkeit gehören.

Die W u r z e l n einer vom Sturm geschüttelten

Palme haben einem Zug zu widerstehen, der über unsere Begriffe reicht. Dar B a u d e r W u r z e l n zeigt uns deren m e c h a n i s c h e E l e m e n t e nun in anderer Anordnung wie in den Stämmen (Abb. 100), deren

wichtigste.

190

Die statischen u n d mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

mechair'sche Leistung das Aushalten des enormen Druckes der Krone ist. Sind die Bastfasern, die Libriformzellen und alle sonstigen

verdickten

prosenchymatischen Elemente im S t a m m zu einer, das weiche und nicht tragende

Mark umhüllenden

Röhre

zusammengeschlossen,

so sind

in

den Wurzeln alle mechanischen Zellen in die Mitte verlegt; sie bilden dort einen zentralen Strang, dessen Elemente des öfteren sogar tordiert erscheinen. Unsere technische E r f a h r u n g hat u n s die Pflanze zu kopieren gelehrt. Man

hat

Kabel,

längst Seile

gelernt,

bei

zugfesten

usw.) kompakte Massen

Konstruktionen den isolierten

(Aufzüge,

Strängen

vor-

zuziehen und diese in die Mitte des gesamten Zugkörpers zu verlegen

A b b . 100.

(Abb. 99).

A n o r d n u n g der F e s t i g u n g s e l e m e n t e in einer W u r z e l zu e i n e m K a b e l s t r a n g . Vgl. dazu Fig. 99. (Original.)

Eine zweite Anwendung zugfester Konstruktionen,

welche

uns die Pflanze lehren kann, ist bisher allerdings technisch noch u n b e beachtet

geblieben.

N.Wille

hat

nachgewiesen1,

d a ß die M e e r e s -

t a n g e , welche sehr intensiven Einwirkungen der Wellen ausgesetzt sind, da sie fast durchgängig in

der Spritz- und Brandungszone

Menge zug- u n d biegungsfester Einrichtungen besitzen.

leben, eine

Besonders die

Z u c k e r t a n g e ( L a m i n a r i ä ) und B l a s e n t a n g e ( F u c u s ) stellen dickwandige, mechanische

G e w e b e her, deren Zellen im wesentlichen

kollenchy-

m a t i s c h sind (Abb. 101).

1 N . W i l l e , B i d r a g til Algernes p h y s . A n a t o m i e . A k a d . H a n d l . 1885.)

(S. S v e n s k a

Vetensk.

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Unter

Kollenchym

versteht der Botaniker ein

19J

parenchymatöses

Zellengewebe, dessen Kanten durch kolloidale Aufquellung verdickt sind und

dadurch

Gewebe

eine gewisse

außerordentlich

Festigkeit

dehnbar.

erreichen.

Bei

Laminaria

Dadurch sind solche saccharina

konnte

W i l l e die Mitte des Blattes um 2 6 % dehnen, bei anderen Tangen sogar u m 3 3 % , ohne d a ß eine Zerreißung eintrat.

Abb. 101.

Querschnitt durch kollenchymatisches Gewebe. von Frau Dr. A . F r i e d r i c h - M ü n c h e n )

(Originalaufnahme

H. A m b r o n n 1 hat die mechanischen Eigenschaften dieses Kollenchyms näher untersucht und gefunden, d a ß es betreffs der absoluten Festigkeit dem Bast nur wenig von 10—12 Kilo pro m m

2

nachsteht (!) reißt.

und erst bei einer

Belastung

Dagegen wird es schon bei leichten Be-

lastungen (1 7»—2 Kilo) dauernd verlängert, ist überaus elastisch, biegsam,

leicht, kurz ein Material, das etwa der. Knorpeln des tierischen

Körpers zu vergleichen ist und hervorragende

Qualitäten f ü r die ver-

schiedensten technischen Zwecke besitzt. 1

H. A m b r o n n , Über die Entwicklungsgeschichte und die mechanischen Eigenschaften des Kollenchyms (Jahrb. f. wiss. Botanik. 1881).

192

Die statischen u n d mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. E s g i b t k e i n e A n w e n d u n g dieser K e n n t n i s s e in d e r t e c h n i s c h e n W i s s e n -

s c h a f t ; d e n E r f i n d e r n ist h i e r m i t ein n e u e r W e g g e z e i g t . vollen

Wink,

wie

die

Natur

von

der

Kollenchymerfindung

m a c h t , zeigen d i e S t e n g e l d e r L i c h t n e l k e n lich v i e r k a n t i g u n d h o h l .

Einen

(Silene).

pracht-

Gebrauch

Sie s i n d

bekannt-

N u r a n d e n v i e r E c k e n ist jeweilig ein d r e i -

e c k i g e s P o l s t e r k o l l e n c h y m a t i s c h e r Zellen e i n g e l a g e r t ( A b b . 102), w o d u r c h bei

höchster

Materialersparnis

werte Festigkeit erreicht

(Ökonomiegesetz!),

eine s e h r

bemerkens-

wird.

A u f d i e s e n Q u a l i t ä t e n b e r u h t n u n alles, w a s in d e r

Textilindustrie

so h u n d e r t f a c h e Verwertung und A n w e n d u n g gefunden hat.

Abb. 102.

K o l l e n c h y m k a n t e n eines vierkantigen Pflanzenstengels im Querschnitt. (Original.)

Eine besondere K a t e g o r i e von G e w ä c h s e n , die der ( A b b . 103), h a t d a d u r c h

Faserpflanzen

eine e n o r m e , in die M i l l i a r d e n g e h e n d e

dung für den Menschen erlangt.

Bedeu-

B a u m w o l l e , F l a c h s , H a n f und

Jute

s i n d die K ö n i g e d i e s e s ' R e i c h e s , v o n d e n e n z w a r die B a u m w o l l e a n d i e s e r S t e l l e a u s s c h a l t e n m u ß , weil v o n i h r n i c h t m e c h a n ' s c h e Zellen, s o n d e r n H a a r e als G e s p i n s t f a s e r v e r w e n d e t Alles

Leinen

(Linnen),

fasern des F l a c h s e s der

indischen

allein

im

(Linum

Jutepflanze

Jahre

um

200

werden.

Leinwand,

stammt

ussitatissimum),

sowie

(Corchoris Millionen

capsularis) Mark

aber aus den die

ist,

Jute

von

ausführt.

der Das

Bast-

der

Bast

Bombay Nessel-

tuch

ist d a s P r o d u k t , d a s a u s d e m B a s t d e s C h i n a g r a s e s

nivea)

gewonnen wird, dessen französischer N a m e n R a m i e immer geläu-

figer wird. an 2 2 % rentabel.

Der

neuseeländische

Flachs

(Phormium

tenax)

R o h f a s e r n v o n M e t e r l ä n g e in s e i n e n S t e n g e l n , ist also

(Boehmeria enthält überaus

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Diese Pflanzen erhalten

(mit Wolle und

Seide zusammen)

193

eine

Industrie am Leben, die in Deutschland u n t e r allen Gewerben die erste Stelle einnimmt, da sie den Löwenanteil des Imports und Exports in Beschlag n i m m t u n d den zehnten Teil der im Gewerbe tätigen Menschen beschäftigt (über eine Million), die jährlich Werte im Betrag von drei Milliarden produzieren.

Abb. 103.

Die L e i n e n i n d u s t r i e

hielt bereits im Jahre

Rohstoffe der Textilindustrie (Flachsrohfasern). Aus den Sammlungen des Deutschen Museums München.

1898 in den Kulturländern zusammen in den Spinnereien an 3350000 mechanische Spindeln in Gang. Es stehen mithin bei dem Studium der Zugfestigkeit und Elastizit ä t Werte auf dem Spiel, die sich den gewaltigsten industriellen Produktionen anreihen. Ohne die technische Leistung der Pflanze m ü ß t e auf dem wesentlichsten Gebiet der Gewerbetätigkeit unsere Technik die

Hände

in den Schoß legen, denn es ist nicht daran zu denken, daß wir aus F r a n c e , D i e Erfindungen der Pflanzen.

13

194

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

eigenem, ohne die Pflanzenwelt, u n s die Rohmaterialien der Textilindustrie besorgen könnten. Die D r u c k f e s t i g k e i t wird gleich der Zugfestigkeit im Pflanzens t a m m durch verholzte, oft durch verkieselte, seltener durch verkalkte Elemente erreicht, wobei nicht allein die bloßen Materialqualitäten, s o n -

Abb. 104. Antike Säulen mit den Architravbalken, dem Abakus und Echinus am oberen Säulenende. Man beachte die Verjüngung nach oben.

dern scher

viel

mehr

Gesetze

noch

die

die

erfinderische

notwendige

Festigkeit

Ausnützung

stati-

gewährleisten.

Die elementare technische F o r m ist hierbei die S ä u l e , massiv, oder, dem Zwange des Ökonomiegesetzes folgend, als

entweder Röhre.

Dem Bautechniker ist es längst geläufig, daß alle historischen Säulenkonstruktionen auf Pflanzenvorbilder zurückgehen. Die einfachste B a u m s t a m m s ä u l e t a u c h t in ägyptischen Denkmälern der V. Dynastie zum erstenmal auf (im Totentempel des Schure in Abusir) und

ahmt

einfach

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. die schon d a m a l s u r a l t e n P a l m e n s t ü t z e n d e r H ä u s e r n a c h . mals von einem Kapitell b e k r ö n t , das noch einen A b a k u s , frühzeitig e r k a n n t , nach

Pflanzenart

die r u n d e

Abb. 105.

scher ist.

unter dem

gegen

oben zu

Sie ist d a -

Architravbalken

die viereckige D e c k p l a t t e t r ä g t .

d a ß eine Materialersparnis darin

195

Man h a t liegt, den

dabei Schaft

v e r j ü n g e n zu lassen, desgleichen, d a ß

Säule der eckigen gegenüber bei gleicher Leistung

ökonomi-

Strebepfeilerbildung in der Pflanzenwelt (Bretterwurzeln an einer Schwarzpappel). (Original.) Desgleichen w a r schon den ä l t e s t e n

B a u m e i s t e r n klar,

daß

eine E r w e i t e r u n g des oberen Säulenendes (der E c h i n u s der Säulenordn u n g e n zu P a e s t u m , A b b . 104) die T r a g f ä h i g k e i t wesentlich

verstärke.

Die gleichen A n o r d n u n g e n sind beim ersten Blick auf einen t y p i schen L a u b b a u m s t a m m e r k e n n b a r .

M a n sieht den „ S c h a f t " (Abb. 105,

der u n t e n meist v e r b r e i t e r t , o f t d u r c h „ P l a n k e n w u r z e l n " , sogar m i t Pilastern

v e r s t ä r k t , jedenfalls m i t einer „ B a s i s " v e r s e h e n ist, m a n e r 13*

196

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

kennt

deutlich

den „ E c h i n u s " und in der Regel bei schweren Kronen

auch eine Anordnung der ersten Äste, welche statisch dem

Architrav,

der ja ursprünglich ein Querbalken w a r , entspricht. Besonders deutlich sind diese Verhältnisse an den P a l m e n s t ä m m e n erkennbar, an denen namentlich die Basis als Wulst und der Echinus als wahrer Kragen von klassischer Form ausgebildet ist.

Abb. 106.

Querschnitt durch einen Lindenstamm.

(Original.)

Rein mechanisch genommen geht nun die Tragleistung der

Säule

auf das P r i n z i p d e r T - T r ä g e r zurück, weil die runde Säule als ein System von im Kreis gestellten T-Trägern angesehen werden k a n n . Die Theorie der I - T r ä g e r ist zum Verständnis

der

einschlägigen

Fragen so wichtig, d a ß es hier nicht vermieden werden k a n n , wenigstens die elementaren Sätze aus der F e s t i g k e i t s l e h r e

im Anschluß an die

S c h w e n d e n e r s c h e n Entdeckungen wiederzugeben, welche sich so zwanglos in den großen Kreis unserer neuen Erkenntnisse eingliedern u n d sie stützen.

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

197

W e n n ein viereckiger Balken nur an einem Ende befestigt ist, im übrigen aber frei liegt, wird eine Biegung des Balkens eintreten, wenn m a n das freie Ende belastet. die auf der

Es werden dabei die auf der Zugseite und

gegenüberliegenden

d e n Balken am meisten

Seite befindlichen

in Anspruch nehmen,

t r i t t keine nennenswerte Spannung ein.

Querschnittsflächen

in den übrigen Teilen

Es wäre demnach

Material-

verschwendung, wenn m a n etwa den ganzen Balken gleichdick herstellt. Es genügt, daß die beiden in Anspruch genommenen Enden mechanisch fest seien; die Verbindung zwischen ihnen k a n n bei gleichem Material sehr d ü n n sein oder sie kann unbeschadet fähigem, weicherem

Material

bestehen.

aus weniger

widerstands-

Es wird nach diesen Erkennt-

nissen ein ökonomisch druckfest konstruierter Balken, also ein Träger die Form e i n e s ! haben, was die Bautechniker v e r a n l a ß t , ihn als T-Träger zu bezeichnen.

Ein jedermann geläufiges Beispiel f ü r solche sind die

Eisentraversen, verwendet.

die man

allgemein

als Deckenstützen

der

Bauten

Den gleichen statischen Effekt könnte man jedoch erzielen,

wenn man den Träger gleich dick macht, aber die Grenzflächen mit druckfestem

Material

ausfüllt, die dazwischen

gelegene

Verbindungs-

strecke, die sog. F ü l l u n g dagegen mit weicherem Material.

Man kann

auch die Füllung durch lockere Anordnung verbindender Elemente, also e t w a durch ein Gitter- oder Fachwerk herstellen. Man kann sich nun eine Säule ohne weiteres als ein System von T-Trägern vorstellen, (vgl. Abb. 1€7), wobei die Gurtungen als die peripherisch

gelegenen,

mechanisch

beanspruchten

Stücke

miteinander

zu

einem Ringe verschmelzen; die Füllungen werden mechanisch gar nicht beansprucht, können demnach also entweder ganz fehlen oder aus dem leichtesten Material hergestellt sein. Diese längst b e k a n n t e n Dinge m u ß t e n hier wiederholt werden,

um

auch den weder mit der Statik noch mit der Botanik v e r t r a u t e n Leser zu der Überzeugung zu bringen, d a ß eine hohle Säule dieselbe Druckfestigkeit bietet, wie eine massive.

Daher scheut sich die Baukunst auch

nicht, sie überall, wo es aüs anderen Gründen angängig ist, anzuwenden. W e n n aber der S t a m m der Pflanze Säulenfunktion hat, d a n n m u ß auch er nach diesen Prinzipien konstruiert sein. die anatomische Untersuchung von

Und wirklich beweist

Querschnitten tragender

Pflanzen-

teile, d a ß sie entweder hohle Säulen, also Röhren sind pder zu mindestens

ein

ringförmig

angeordnetes

System (vgl. Abb. 106), von

Gur-

198

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

tungen

aus festen, sklerenchymisierten

aus lockerem M a r k hergestellt ist.

Zellen besitzen, deren

Füllung

N u r in j u n g e n Pflanzenstengeln sind

diese einzelnen G u r t u n g e n noch k e n n t l i c h , in älteren verschmelzen sie zu d e m Ring, den m a n allgemein als den G e f ä ß b ü n d e l r i n g bezeichnet. D a die Pflanzenstengel nicht n u r d r u c k f e s t sein, sondern auch erhebliche B i e g u n g s f e s t i g k e i t besitzen müssen, ist bei der allgemeinen technischen Leistungsfähigkeit der P f l a n z e zu e r w a r t e n , d a ß auch hierin

Abb. 107. Querschnitt durch einen Grasstengel, der eine hohle Säule mit dem System der T-Träger im Gefäßbündelring darstellt. Schwach vergrößert. (Original.)

allen A n f o r d e r u n g e n der S t a t i k Genüge g e t a n ist.

Dies wird

erreicht,

w e n n die f e s t e n Teile so weit wie möglich von der n e u t r a l e n Schicht abs t e h e n , sich also, w e n n es g e h t , g a n z a n die Peripherie verlagern.

Tat-

sächlich wird dies i m Bau der G r a s h a l m e (Abb. 107) verwirklicht, d e r e n Leitbündel,

verstärkt

d u r c h Sicheln mechanischer Zellen

g a n z u n m i t t e l b a r u n t e r die O b e r h a u t verlagert sind.

In

(Stereome), Wirklichkeit

sind die G r a s h a l m e diejenigen Pflanzengebilde, welche d a s E r s t a u n l i c h s t e an technischer Leistung bieten, d a s auf diesem Gebiete ü b e r h a u p t wirklicht ist.

ver-

Man m u ß sich n u r ihre Masse in die der M e n s c h e n b a u t e n

ü b e r t r a g e n , u m die ungeheuerliche Überlegenheit der P f l a n z e n als B a u m e i s t e r ins B e w u ß t s e i n zu prägen.

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

199

In meinem „Leben der P f l a n z e n " 1 habe ich hierfür folgendes Beispiel a u f g e f ü h r t : „Gegenüber

den meisten

p l u m p u n d breit.

Pflanzenbauten ist sogar der Eiffelturm

Ein Roggenhalm hat be.i durchschnittlich

Höhe an der Basis einen Durchmesser von kaum 3 m m .

1500 mm

Um so schlank

zu erscheinen, m ü ß t e n also unsere schlanksten Bauwerke 33mal höher sein als sie sind.

Der Kölner Dom m ü ß t e an seiner Basis nur einen Drittel-

meter Durchmesser h a b e n .

Diese paar Zahlen vermögen mehr als die pa-

thetischesten W o r t e das Grandiose im Naturwalten u n s zu Gemüte führen.

Abb. 108.

I - T r ä g e r als Eisenbahnschienen.

Nun bedenke man einmal, d a ß auf der Spitze dieses 33mal höheren Kölner Domes eine im Verhältnis ungeheure schwere Ähre pendelt; man denke an die Gewalt der Stürme, die schwere P a l m e n h ä u p t e r zur Erde biegen und daraus ermesse m a n den Grad von Biegungsfestigkeit und Zugfestigkeit, sowie um

unter

wirklich

solchen

erreicht

Druckfestigkeit, Umständen

wird:

ein

die f ü r die

bestehen

mechanisches

zu

Pflanze nötig

können,

System

von

kommenheit". 1

R. F r a n c e , Das Leben der Pflanze. Bd. II. S. 152.

und

sind,

der

auch

seltener

Voll-

200

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. Ins

großartige

gesteigert,

sieht

man

diese L e i s t u n g

o d e r bei d e n G r ä s e r n a n d e n B a m b u s a r t e n d e r T r o p e n . e i n e H ö h e v o n 3 0 — 4 0 m , also d i e H ö h e e i n e s m i t t l e r e n u n d t r o t z d e m h a t ihr S t a m m Durchmesser

der inneren

kaum

eine

Dicke

Höhlung noch etwa

von

16 c m

bei

Farmen

Sie e r r e i c h e n

Dorfkirchturmes 2 0 c m , wobei ausmacht.

diese 4 c m d i c k e n H o l z g u r t u n g e n t r a g e n n i c h t n u r d a s kolossale

der Und

Gewicht

Abb. 109. Querschnitt durch einen Palmenstamm mit unregelmäßig verteilten Gefäßbiindeln. (Nach einem Präparat des Biolog. Institutes München.) Schwach vergrößert.

d e s S t a m m e s , s o n d e r n auch noch die gewaltige Last der Zweige u n d ü b e r a u s g r o ß e n B l a t t m a s s e , u n t e r d e r e n D r u c k sie a u c h s t ä n d i g W i e ist d e r B a u e i n e s so v o l l k o m m e n e n l e i s t u n g s f ä h i g e n Wie

aus

dem

Rindenschicht starken

beistehenden

Bild

Gefäßbündel

in

Bastsicheln

umgeben,

R i n g v e r s c h m e l z e n ( A b b . 110). der

Konstruktion,

übertrifft.

hervorgeht,

folgen

unregelmäßiger nicht

einmal

auf zu

eine

Können

einem

wieder einmal

dünne

die,

Eine Leichtigkeit, Eleganz und

die m e n s c h l i c h e s

pendeln. Systems?

Anordnung,

immer

der

von

völligen Kühnheit

bei

weitem

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. Eine Ausnahme scheinen die P a l m e n s t ä m m e

201

darzustellen,

denn

wie ein Blick auf den sehr hübschen beistehenden Querschnitt (Abb. 109) beweist, sind sie weder hohl, noch sind die mechanischen Elemente nur peripherisch

angeordnet,

d e r n würde.

Es sind im Gegenteil viele Gefäßbündel unregelmäßig durch

den

Stamm

ganzen

zu z u n i m m t . starke

wie es die biegungsfeste

zerstreut,

deren Zahl

Abb. 110.

allerdings gegen die

Erst wenn man sie näher betrachtet,

Bastbekleidung der subkortikalen

Markes fehlt.

Konstruktion

Gefäßbündel,

Es ist demnach das mechanische

erforRinde

erkennt man die die

denen des

System des

Palmen-

Querschnitt durch den Wurzelstock des Adlerfarns. Schwach vergr.

s t a m m e s nur in dem außerordentlich festen peripherischen Teil des Holzkörpers, also genau so wie im B a m b u s s t a m m

vorhanden.

Der ganze

Unterschied besteht n u r darin, d a ß die Palmen nicht hohl sind; in ihrem Inneren befindet sich Mark von oft außerordentlich weicher

Konsistenz

u n d n a h r h a f t e m Inhalt, so d a ß es geknetet und zu Brot gebacken wird. Andere P a l m e n s t ä m m e werden ausgenommen und d a n n als ideale Röhren f ü r Wasserleitungen oder als Dachrinnen verwendet (z. B. JBorassus

fla-

bellijer). Dieses Prinzip

der I - T r ä g e r

ist

nun

in

der

Pflanzenarchitektur

in der gleichen ungeheueren Mannigfaltigkeit angenommen, wie in der menschlichen, in der fast alle Decken-, Hochbau- u n d Eisenkonstruktionen darauf beruhen.

Als Beweis diene Abb. 106—110, auf der eine Reihe

202

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

ausgewählter

Beispiele

aus

Stengeln,

Blütenschäften,

Halmen,

S t ä m m e n und W u r z e l s t ö c k e n zusammengestellt sind. Abb. 107 zeigt in anschaulicher Weise, wie die Festigungsgewebe ( = Stereiden)

zueinander

durch

Füllungen

in

Beziehungen

sind, Abb. 114 gibt d a n n das schematische Bild des

Abb. 111.

Gitterträgerbrücke nach Paulischem System. hesselohe.) (Original.)

um den Vergleich zu ermöglichen.

gesetzt

Binsenstengels,

(Brücke

bei

Groß-

Man sieht, wie alle Teile, die Druck

auszuhalten h a b e n , aus s t a r k verholzten Zellen e r b a u t sind,

während

die Füllungen entweder ganz herausgenommen sind oder durch ein regelmäßiges und reizendes Gitterwerk von Zellen gebildet werden. Maschen- u n d

Gitterwerk

ist dem

Dieses

Bautechniker eine v e r t r a u t e E r -

scheinung, pflegt er doch namentlich im Eisenhochbau Füllungen auch meist in solchem Gitterwerk auszuführen, wie j e d e r m a n n wenigstens von den E i s e n b a h n b r ü c k e n (vgl. Abb. 111) her geläufig ist.

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Einfache

röhrenförmige

Anordnung

der

Träger

zeigt

203

Abb. 107,

wobei der Blütenschaft des Lauches sich vom Halm des Roggens nur dadurch unterscheidet, daß bei letzterem mehr von den Füllungen herausgenommen ist.

Eine prachtvolle Entwicklung des Gitterwerkes zu Füll-

zwecken verrät

der

kolbens,

Querschnitt

durch

das lockere

Blatt

des

Igel-

der ohne weiteres in jedes bautechnische Lehrbuch aufge-

nommen werden könnte.

Querschnitte, die bei schwacher Vergrößerung

in Fig. 114 dargestellt sind, verraten eine sehr häufige Konstruktionsart der

Blätter.

I - f ö r m i g e Träger

verbinden

obere und

untere

seite, die Mitte der größeren Träger wird fast stets vom eingenommen.

Blatt-

Leitbündel

Das Füllgewebe ist oft völlig herausgenommen, stets aber

von allerleichtester Bauart. Um nun den vollkommenen Gegensatz zwischen druck- und zugfesten Konstruktionen

ins Bewußtsein zu prägen, ist diesen

in Fig. 110 ein Wurzelstockdiagramm

entgegengestellt.

Bildern

Man erkennt

daran, wenn man es mit Abb. 109 vergleicht, wie die Pflanze in zugfesten Konstruktionen alles zu zentralen Strängen massiert und an der Peripherie leicht baut. Diese Bilder gewähren insgesamt eine hohe Anschauung von der Vollendung und sinnvollen Durchprägung pflanzlicher Bauten, die jeweils die vollendete

technische

und zugleich

ökonomische wie

ästhetische

Lösung des durch die Lebensumstände gestellten Problems sind. Eine Mannigfaltigkeit technischer Lösungen wird von der Pflanze dargeboten, die noch ganz unausgeschöpft, allerdings auch noch wenig studiert ist. Es gibt Stengel, in denen große und kleine Träger miteinander zu komplizierten G e r ü s t w e r k e n verbunden sind, wobei auch für die Festigkeit der Zwischenstücke gesorgt wird. Besonders interessant sind die Blätter des M a i s e s (Zea) und verwandter Gräser in dieser Hinsicht gebaut.

Ihre Oberseite wird be-

sonders auf Zug, die Unterseite auf Druck in Anspruch genommen. entspricht es, daß oben ein Band angebracht ist, unten

Dem

aber Träger,

welche gegen das Ejnknicken angebracht sind. Das alles ist aber auf das Feinste berechnet und jeweils stehen an jeder Stelle nur insoweit StereTden, als es der Bedarf erfordert.

Da sind durch Parenchym verkoppelte Gur-

tungen vorhanden, dort wechseln stärkere und schwächere Träger miteinander regelmäßig ab. Eine Frage für sich ist für die Berechnung des Architekten die er-

204

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

forderliche W a n d d i c k e seiner Systeme. technischen

Im allgemeinen ist sie bei den

Konstruktionen an ein bestimmtes Verhältnis zum

messer gebunden

und

gewöhnlich

recht

bedeutend.

Säulen beträgt die Dicke der W a n d Vä—V«»

Abb. 112.

noch

Historischer Fachwerkbau.

V 8 —V 9

Durchmessers.

Bei

gußeisernen

extremen Fällen immer

(Rathaus zu Wernigerode i. Harz.)

Schwendener

hat

nachgewiesen,

d a ß sie beim R o g g e n , dessen Halme 4 mm im Durchschnitt nur 0,4 mm, also Vio des Säulendiameters beträgt. die ich n a c h p r ü f t e , k a m als Durchschnitt den

Satz

von

Schwendener,

Durch-

daß

1

messen,

In anderen Fällen,

/ 1 Q — 1 / 8 heraus, so d a ß ich

die Pflanzen als Minimum der

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. erioraeriichen schreiben

Wanddicke

y7—1/8

des D u r c h m e s s e r s

ansetzen,

205 unter-

kann:

Die d a m i t festgestellte T a t s a c h e ist technisch von großer W i c h t i g k e i t . Sie

ermöglicht

nellere

Abb. 113.

im

großen

Konstruktionen

Durchschnitt als

dem

den

Menschen,

Pflanzen

ratio-

woraus h e r v o r g e h t ,

Die Anwendung von I - T r ä g e i n im modernen Eisenhochbau. (Vgl. Abb. .114). (Deutsches Museum München,).

d a ß das Holz technisch ungleich höhere Q u a l i t ä t e n besitzen m u ß , als d a s G u ß - oder Schmiedeeisen, aus dem unsere R ö h r e n b e s t e h e n . Safz, den wir bei u n s e r e r M a t e r i a l p r ü f u n g zu

beweisen

D a s ist ein unternahmen,

u n d der schon w a h r s c h e i n l i c h w a r , als wif die kolloidale N a t u r dieses Materials feststellten. Es scheint mir nicht .unmöglich,

d a ß ein Techniker, der von h i e r

aus weiter d e n k t , . A n r e g u n g e n gewinnen k ö n n e , u m im besonderen

die

206

Die statischen u n d mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Füllungen, welche keine Tragarbeit leisten, aus billigerem Material zustellen.

An sich stecken in ihnen enorme Werte.

her-

So wiegen z. B. die

eisernen Gitterstäbe der 98 m weit ausgespannten Kölner Rheinbrücke 684784 kg.

Mit Leichtigkeit wird er in dem Gesagten eine Menge seiner

Konstruktionen wiederfinden vom F a c h w e r k der Häuser und

Gerüst-

Abb. 114. Anwendung der I-Träger im mechanischen System der Pflanze. (Querschnitt durch den Stengel der Binse.) (Nach F r a n c é , Leben der Fflanze.)

werk der D a c h b a u t e n

bis zu den hier schon einmal erörterten Eisen-

hochbauten (Abb. 112). Ihm, der zu allen seinen Erkenntnissen grst durch m ü h s a m e Vervollkommnung u n d eine große Reihe mißlungener Experimente (von ihnen wimmelt in jeder Beziehung die Baugeschichte) k o m m t , wird vor allem die unbedingte Sicherheit imponieren, mit der die Pflanze an jeder Stelle ihres Hochbaues mechanische Elemente gerade in passender Stärke u n d Zahl

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

a n b r i n g t , ohne erst zu experimentieren.

207

Gerade er wird besonderes Ver-

s t ä n d n i s d a f ü r haben, wenn er hört, daß die mechanischen Gewebe in der Pflanze schon vor ihrer

Inanspruchnahme,

gleich zu

Beginn der Ar-

beitsteilung aller Gewebe angelegt werden. Das S k e l e t t d e r P f l a n z e (denn um das handelt es sich offenkundig), wird schon zu Zeiten vorbereitet, in denen dem werdenden

Pflänzchen

die Bedürfnisse noch fremd waren, denen es später so geschickt zu entsprechen weiß. Gerade der Techniker wird es also empfinden, d a ß in diesem ererbten

Werden

ebenso eine

Planmäßigkeit

des

Bauens

waltet,

wie bei seinen eigenen Schöpfungen, wenn er sie einmal erst errechnet h a t . In einzelnen Fällen geht diese Leistung so weit, d a ß m a n von der Pflanze wohl sagen k a n n , s i e h a b e a u c h im B a u t e c h n i s c h e n wichtige

und

Menschen

technisch

hochstehende

vorweggenommen,

Maschinenbaues

und

der

wie

auf

ebenso

Erfindungen den

dem

Gebieten

des

Chemie.

Ein schlagender Beweis d a f ü r ist, d a ß die E i s e n b r ü c k e n Paulischem

S y s t e m von der Pflanze längst konstruiert waren,

sie der Mensch erfand. hat

nach bevor

Das schöne S i l b e r g r a s (Gynerium

argenteum)

Blätter von ausgesprochen zug- und, druckfestem Bau.

Auf der

Druckseite befinden sich die nach innen zu vorspringenden Druckgurtungen, während

auf

der Zugseite den mechanischen Anforderungen durch

ein

breites Zugband begegnet wird. Eine B r ü c k e nach P a u l i s c h e m System, wie etwa die Eisenbrücke, die bei Großhesselohe das Isartal in 35 m Höhe überschreitet (Abb. 111), ist, worauf bereits von S c h w e n d e n e r hingewiesen wurde, genau nach den Prinzipien konstruiert, wie das Blatt von Gynerium,

Sie besteht

aus einem u n t e r e n Zugbogen u n d einem oberen Druckbogen; der erstere ist

aus

Platten

von

Flacheisen,

der

Druckbogen

aus

viereckigen

eisernen Hohlprismen konstruiert, die bei der Belastung nicht so leicht einknicken, wie irgend eine noch so starke

Eisenlamelle.

Ausgefüllt

werden die Zwischenräume durch ein Fachwerk von Druckstäben, das wir j a von den Pflanzen (vgl. Abb. 107) ebenfalls bereits kennen. Ein vergleichender Blick auf die Bilder 111 und 114 wird bald die bestehenden Übereinstimmungen herausfinden lassen. Um den

hohlen, schmiede- oder flußeisernen Trägern

Festigkeit zu geben, werden von den D i a p h r a g m e n eingeschaltet.

Ingenieuren in sie

die

nötige

quergestellte

Auch das ist keine originale Erfindung,

208

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

sondern

nur

eine,

wenn

auch

unbewußte

Solche D i a p h r a g m e n f i n d e n sich, d e m

Kopie

der

Stengeln von S u m p f p f l a n z e n , besonders der B i n s e n V e r w a n d t e n , a u c h bei u n t e r g e t a u c h t e n

Pflanzentechnik.

B o t a n i k e r w o h l b e k a n n t , in vielen (Juncus) und ihrer

Wasserpflanzen.

Gewöhnlich

d a b e i ein M a s c h e n w e r k a u s m e h r o d e r w e n i g e r l a n g e n u n d

ist

dickwandigen

Abb. 115. Diaphragmabildungen der Pflanze. Längsschnitt durch den rufgetriebenen Stengel von Eichhornia. (Ongina 1 . Schwach vergr.)

Zellen

nach

Art

d e r in

Abb.

115 d a r g e s t e l l t e n

mit

dieser

Festigungs-

aufgabe betraut. Auf die G e f a h r h i n , n a c h so viel B e i s p i e l e n m e i n e L e s e r zu e r m ü d e n , will ich

noch

ankommt,

darauf

diese

umzubauen,

hinweisen,

daß

Konstruktionen

wenn

es d e r jeweils

Pflanze gar

nicht

darauf

auszuwechseln

und

es n e u e i n g e t r e t e n e - B e d ü r f n i s s e e i f o r d e r n .

Dem

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. Anatomen Strukturen nischen chen

ist es h i e r b e i s o f o r t e r i n n e r l i c h , d a ß es n o c h gibt,

in

gleiches

Gesetze realisiert sind.

der E p i p h y s e n

Abb. 116.

stattfindet,

andere

lebende

dieselben

mecha-

Ich m e i n e h i e r b e i die

in R ö h r e n k n o c h e n ,

Entdeckung

bekannt

D r u c k und Zug g e m ä ß gelagert

System

auch

von d e n e n

Knochenbälkseit

Culmans

Längsschnitt durch einen menschlichen Femur mit dem System der Knochenbälkchen. >/2 nat. Größe.

epochemachender von

denen

209

von

Verspannungen

M e n s c h e n k ö r p e r ein Knochenbälkchen,

sind

der S p o n g i o s a , w e l c h e a u c h

daß

sie g e n a u

(Abb.

116) und

herstellen,

Vorbild technischer histologisch

ist,

das

auch

Konstruktionen

gesprochen:

dem

Gesetz

dadurch im Tier-

schafft.

interstitielle

ein und

Diese

Lamellen

a u f die C o m p a c t a ü b e r g r e i f e n , k ö n n e n

nun,

wie l ä n g s t b e k a n n t , b e d ü r f n i s g e m ä ß , n a c h d e m G e s e t z d e r f u n k t i o n e l l e n Fr aneé,

D i e Erfindungen der P f l a n z e n .

14

210

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Anpassung

durch

Osteoklasten

zerstört

und

in

anderer

Anord-

nung neu erbaut werden, was z. B. im Fall von schlecht verheilten Knochenbrüchen röntgenologisch manchmal Derartiger statischer U m b a u struktionen nicht fremd.

klassisch

dargestellt

werden

kann.

ist nun auch den pflanzlichen

P. S o n n t a g

1

Kon-

hat nachgewiesen, d a ß die Ober-

seite der Äste an der Fichte konstruktionell zugfester g e b a u t ist, weil

Abb. 117.

Trauereschen, deren Holz in seinen Festigungseinrichtungen regulativen U m b a u erlitten hat. (Original.)

einen

an sie im Laufe des Lebens mehr Zuganforderungen herantreten, während das „ R o t h o l z " an der Unterseite der Äste seine mechanischen Elemente s t a r k verdickt, also druckfest ausbildet.

Da nun seit

bekannt

Apfelbäumchen

ist, d a ß z. B. dem

Winde

ausgesetzte

langem mehr

Holz ansetzen als angebundene, blickt man in diesen T a t s a c h e n wieder einmal in ein Beispiel funktionellen Umbaues hinein, das e b e n b ü r t i g den oben dargestellten regulativen 1 P. S o n n t a g , holzes usw.

Spongiosaabänderungen

Über die mechan.

zur Seite s t e h t .

Eigenschaften des Rot- und

Weiß-

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzetie.

211

Wieder einmal sind wir in der Lage, viele gleichlautende Erfahrungen zu einer festen Überzeugung komprimieren zu können. Die die

unternommene

Pflanze

über

Materialprüfung

ein

materialien

gleichwertiges,

Dingen aber

(kolloidale

gebietet,

mit

dem

sie

nach

und

zug-

biegungsfesten

und

der

Statik

oft

Nátur)

Mechanik

hat

vollwertiges,

besten

identisches, sogar

den

Bauten

ergeben,

den

in

manchen

überlegenes

gleichen

errichtet

Material

Prinzipien

u n d sie m i t

Konstruktionen

der

druck-,

ausgestattet

wie

genommen,

die-

Mensch. Ihre

selbe

Bauten

besitzen,

Vollendung

schaften

ihres

wie

rein

die

konstruktiv

menschlichen;

Materiales

sind

sie

durch

ihnen

in

die

Eigen-

mancher

Hin-

s i c h t ü b e r l e g e n , in b e z u g auf ä s t h e t i s c h e W i r k u n g u n d lerische Erst

V o l l e n d u n g s i n d sie u n ü b e r t r o f f e n e damit

der Mensch verwendet Stil,

in

und

der

tiefste

seinen

vom

allem

in v i e l e r

aufgedeckt,

Zweifel, daß das genaue

Hinsicht

Feststellungen

warum

neben Stein in

des ist

Architekten und

darstellen

erübrigen

Holz seinem

die P f l a n z e n v o r b i l d e r

fruchtbar

künst-

Vorbilder.

Architekturelementen,

Gesichtspunkt

überaus

diesen

Grund

Baumaterial

Ornamentik

außer

aus

Wendepunkt Nach

in

seiner

Botanik

gehieurs

ist

als v o r n e h m s t e s

Es s t e h t der

daß Bau-

kopiert. Studium und

geradezu

Ineinen

wird.

sich eigentlich

nur

mehr

einige abschließende Beispiele besonders eigenartiger "oder vorbildlicher Konstruktionen, die uns zwar nichts mehr prinzipiell Neues zu sagen haben, aber immerhin interessant genug sind, um eine Erwähnung zu verdienen. Wir haben gesehen, daß das Baumaterial der Pflanze besonders in zwei Beziehungen dem menschlichen nahe kommt, sogar überlegen ist. Das sind die E l a s t i z i t ä t und die L e i c h t i g k e i t . Das s p e z i f i s c h e G e w i c h t des Holzes ist erheblich geringer als das jedes Metalles oder Steines, selbst

das dieserhalb zur Bedeutung ge-

kommene A l u m i n i u m nicht ausgenommen. Eine Zusammenstellung des G e w i c h t e s einiger wichtigerer

Bau-

m a t e r i a l i e n sagt hierüber mehr als langatmige Lobeserhebung.

Das

Gewicht von 1 Kubikmeter beträgt bei 14*

212

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. Messing

8400 Kilogramm

Gußeisen

7210

Kalkstein

2450—2700

Granit

2800

M a u e r w e r k aus Kalkstein 2240—2400 2000

Ziegelstein Ziegelmauern Eichenholz

850

Kiefernholz

620

Pappelholz

390

Namentlich oder

nur

1530—1870

wenn

wenig

Pflanzenmaterial

sklerenchymisierte

nicht

aus

Elemente

in

Stereoinen sich

besteht

schließt

(z. B.

Kork, Markgewebe) wird es so leicht, d a ß es auf Wasser s c h w i m m t , unter Umständen,

bei

zweckentsprechenden

Konstruktionen,

sogar

von

der

Luft getragen werden k a n n . W i r h a b e n diese Eigenschaft des t r o c k e n e n

Holzes längst

erkannt

und d a es sie mit relativ großer Festigkeit v e r b i n d e t , h a b e n wir Holz und

Holzprodukte

(Papier)

überall d o r t

a n g e w a n d t , wo unsere

Kon-

s t r u k t i o n e n beide E i g e n s c h a f t e n erheischen. D a s H o l z s c h i f f , der hölzerne D a c h s t u h l , die H o l z m ö b e l ,

Holz-

k i s t e , die hölzernen W a g e n sind ebenso viele Beispiele dieser genieinb e k a n n t e n T a t s a c h e , deren E r ö r t e r u n g überflüssig ist. F ü r den T e c h n i k e r

neu

ist vielleicht

nur,

daß

auch

die

Pflanze

selbst von dieser h e r v o r r a g e n d e n E i g e n s c h a f t der verholzten u n d u n v e r holen

Zellhaut

profitiert

und

in gewissen

Konstruktionen

die

Wir-

kung ausdrücklich auf die Leichtigkeit ihres Materiales stellt. Überall b e k a n n t (Tropaeolum). Ufer von stellt.

ist

als

Balkonschmuck

die

Kapuzinerkresse

Sie ist ein Kind des beißen Amerika, wo sie am s u m p f i g e r

Bächen u n d

Flüssen ihr vielrankiges großes

Blattwerk

in d a s u n t e r ihnen s t r ö m e n d e Wasser fallen u n d d a d u r c h werden. der

auf-

Von selbst gegeben ist es d a h e r , d a ß ihre Samen immer wieder

Not

verschleppt

An diese Situation h a t sich die Pflanze a n g e p a ß t , sie h a t einen

Lebensvorteil

zu

machen

gewußt

und

die

Samen

F r u c h t h ü l l e n verschlossen, welche an den T r a n s p o r t d u r c h d a s a n g e p a ß t sind.

Die Leichtigkeit des

Perikarps

mit seinen

aus Ln

Wasser

verkorkten

Zellwänden ist d a s Mittel, u m sich s c h w i m m e n d zu erhalten, u m s o m e h r ,

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

213

:

ai a meiirere mit Luft gefüllte Fächer der Fruchthülle dabei i r '

zugute

kommen. Man h a t mit einem halben Scherzwort vön

den

Tropaeolumfrüchten

gesagt, sie h ä t t e n einen Rettungsgürtel aus Kork um, aber m a n wird zugeben müssen, d a ß es sich dabei wirklich prinzipiell um handelt. mit

Identisches

Umsomehr als die Kapuzinerkresse nicht die einzige Pflanze

Schwimmfrüchten,

sondern

nur

ein

Vertreter

einer

ziemlich

Abb. 118. Schwimmfrüchte der Kapuzinerkresse (Tropaeolum). Schwach vergr. (Aufnahme von Frau Dr. A. Friedrich-München.)

großen biologischen Gruppe ist, deren H a u p t v e r t r e t e r allerdings in Europa nur den Meeresstrand, sonst aber besonders die pofynesischen

Inseln

besiedeln. Diese im Weltmeer verlorenen Riffe sind auf Pflanzen mit Schwimmfrüchten und die zufällige Verschleppung von Samen durch Vögel angewiesen.

Und regelmäßig stellt sich auf ihnen die K o k o s p a l m e schon

als erste Vegetation ein, da deren mit leichtem Bast und verkorkten Zellen umhüllte F r u c h t sich wochen- und zu behaupten weiß.

monatelang im Meer schwimmend

214

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Die

Leichtigkeit

des Materials

allein

ermöglichte

es der Pflanze

schließlich auch, das F l u g p r o b l e m früher zu lösen, als der menschlichen Intelligenz und es berührt mehr als seltsam zu sehen, wie der Weg der Erfindungen beidemal der gleiche gewesen ist. Zwei Möglichkeiten standen uns offen, über den Zwang des Gravitationsgesetzes

zu

triumphieren.

Entweder

wir benutzten

als

Gegeilt

Wirkung die A u f t r i e b s k r a f t d e r G a s e oder eine mechanische K r a f t , wobei aller Erfolg davon abhing, d a ß unser Apparat genügend leicht sei.

A b b . 119. S c h w i m m f r ü c h t e v o n Salsola in reifem (links) und j u n g e m Zustande. Darunter der spiralig eingerollte E m b r y o . ( N a c h F r a n c S , Leben der Pflanze.)

Ein dritter Weg, nicht um zu fliegen, sondern den Absturz so zu mildern, d a ß er unseren Zwecken gerecht wird, stand uns mit der Erfindung des F a l l s c h i r m e s offen. Dies

Fliegerproblem

ist viel zu sehr gegenwärtig im

allgemeinen

Bewußtsein lebendig, als daß es nötig wäre, an dieser Stelle besondere historische Angaben zu häufen. Nachdem schon die Antike sich der Erfindung des Fallschirmes zugewandt h a t t e ,

wurden seine Vorführungen seit dem

18. J a h r h u n d e r t

bis in unsere Kinderzeit geradezu Mode; gleichzeitig damit entstand d i e Erkenntnis, d a ß warme Luft eine ausgezeichnete Auftriebskraft liefere.

215

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

D i e M o n t g o l f i è r e , die d a r a u f h i n g e s c h a f f e n w u r d e , w u r d e e r s t v e r d r ä n g t , als m a n d a s u n g e f ä h r l i c h e r e W a s s e r s t o f f g a s als A u f t r i e b s v e h i k e l b e n u t z t e , das

noch

ballon

im n a c h g e b o r e n e n

seine

S p r o ß aller

Verwendung findet.

Luftschiffe,

Unserer

heutigen

im

Zeppelin-

Generation

ist

es

a b e r zweifellos g e w o r d e n , d a ß n i c h t der Z e p p e l i n t y p u n d seine W e t t b e werber

die ideale

Lösung

des

Flugproblems

darstellen, sondern

allein die N a c h a h m u n g des V o g e l f l u g s , worin ü b r i g e n s die

einzig

modernste

Abb. 120. Zeppelinluftschiff mit seinen Steuerflächen.

Betätigung

des

hier

so

konsequent

G e s e t z e s der O r g a n p r o j e k t i o n

Motor

Universalgesetz

s t a n d u n d fiel aber m i t d e m

E r s t als es gelang, einen g e n ü g e n d

von entsprechend

geringem

e r s t e Flieger in die L ü f t e . Festigkeit

Problem

leistungsfähigen

Gewicht herzustellen, e r h o b sich d e r

Eine weitere B e d i n g u n g seines Erfolges w a r

freilich a u c h die V e r w e n d u n g eines Materials, d a s möglichste mit möglichster

verfochtenen

liegt.

Die F l u g z e u g h e r s t e l l u n g der Erdenschwere.

als

zu v e r e i n e n w u ß t e .

Leichtigkeit

Als solches k a n n

außer

d e m A l u m i n i u m n u r d a s kolloidale Material in B e t r a c h t k o m m e n , d a s v o n

216

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

uns als Holz (für die Schrauben, Rahmen, die Chassis) und Textilfaser (für die Flugflächen) einzig und allein aus der Technik der Pflanze her erborgt werden m u ß t e .

Auch in diesem Sinne läßt sich also sagen, ohne

Pflanze keine Flugleistung des Menschen. Es braucht nun, nachdem ich meine Leser an die technische Universal-

Abb. 121.

Montgolfière des X V I I I . Jahrhunderts.

(Nach einem alten

Stich.)

befähigung der Pflanzenzelle gewöhnt habe, nicht erst besonders

ver-

sichert zu werden, d a ß wenigstens im passiven Flug (ein aktives Fliegen liegt ganz außerhalb der Lebensbedürfnisse der Pflanze) keine der vom Menschen

angewendeten

Prinzipien

von

der

Pflanze

unbenutzt

ge-

blieben ist. Sie war zum passiven Fliegen von vornherein besser befähigt, als der Mensch.

Denn ihr „Material" ist leichter, trotz seiner

Stabilität.

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. Es war d a h e r nur eine geeignete technische Form nötig, um schirme

2i7 Fall-

hervorzubringen.

Bekanntlich besitzt eine große Zahl von Pflanzen Früchte mit fallschirmartigen

Vorrichtungen,

A p p a r a t e einfach als Kopien

denen

gegenüber

unsere gleichbenannten

erscheinen.

Ein Blick auf die beigelegten Figuren e n t h e b t mich ausführlicherer Beschreibung, und es soll nur als K o m m e n t a r f ü r Nichtbotaniker dazu dienen, wenn ich hinzusetze, d a ß es vornehmlich die Familie der K o m p o s i t e n ist, denen diese Befähigung z u k o m m t .

Abb. 122.

Fallschirm in geschlossenem und offenem Zustand.

Ein kleiner Überblick über die wichtigsten Typen von Fallschirmen der Pflanzenwelt wird am raschesten in dieses merkwürdige Gebiet einführen, wobei von vornherein darauf verwiesen sei, welch' reiches, bisher nqch

ungehobenes

schlummert. F. L u d w i g

1

Im

technisches besonderen

Material in

dem

in

der

botanischen

zusammenfassenden

Literatur Werk

von

über die Anpassungen der Pflanzen und in den Spezialstudi

über F l u g f r ü c h t e von F. H i l d e b r a n d 2 und H. D i n g l e r . 3

1 2 3

1889.

F . L u d w i g , Lehrbuch der Biologie der Pflanzen. Stuttgart 1895. F. H i l d e b r a n d , Die Verbreitungsmittel der Pflanzen. Leipzig 1873. H. D i n g l e r , Die B e w e g u n g der pflanzlichen Flugorgane. München 8°.

218

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelie. Gewöhnlich sind es S a m e n h a a r e , welch von der Pflanze in solcher

Anordnung und Zahl hervorgebracht werden, d a ß sie dem Fall der Frucht nicht nur genügenden Widerstand entgegensetzen, sondern auch auf den Luftströmungen wie auf Gleitflächen Antrieb erhalten und ihre

Lasten

diesem Fall der Samen) entweder in einer sehr wenig steilen Kurve zu Boden befördern oder sie sogar stunden- und tagelang in der Luft erhalten.

Abb. 123. Fallschirme der Pflanze (vgl. Abb. 122). (Flugfrüchtchen des Habichtskrautes [Hieracium]). (Originalaufnahme von Frau Dr. A. Friedrich-München.)

Bei den V a l e r i a n a c e e n ,

Kompositen

und

Skabiosen

wächst

vor allem der Kelch der Blüten zur Zeit der Fruchtreife zu einer von der Botanik bei den Kompositen als P a p p u s bezeichneten F e d e r k r o n e aus, die aus einzelnen strahlenförmigen Spangen, gleich denen eines Regenschirmes e r b a u t ist, zwischen denen feinere Borstenhaare Verbindungen, manchmal in komplizierter zweifacher Ordnung herstellen und d a m i t genügenden W i d e r s t a n d , u m beim Fall Reibung und dadurch Verzögerung des Falls zu bewirken (Abb. 118). Dabei ist eine der ersten Erfordernisse des Fallschirmes, die W a h r u n g des Gleichgewichtes, dadurch

erreicht,

d a ß der Schirm mit einem regelrechten Stile versehen ist, an dem ein,

•Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

219

genau an die Tragfähigkeit der ganzen Vorrichtung ausbalanziertes Gew i c h t , nämlich der Samen h ä n g t . Durch eine besondere Vorrichtung reißt übrigens nach einiger Zeit dieses

Gewicht

ab und

der erleichterte

Fallschirm,

dessen

tadelloses

Funktionieren jedes von uns als Kind an den Lichtern des L ö w e n z a h n s (Taraxacum)

bewunderte, pflegt d a n n in so hohe Regionen aufzusteigen,

d a ß er sich jeder Beobachtung entzieht. Bei verschiedenen oder Dryas

octopetala,

(Pulsatilla)

formt sich

Rosaceen,

(Abb. 119).

im besonderen bei Geutn

auch bei C l e m a t i s oder den der- Griffel zu

einem

langen

montanum

Küchenschellen Haarschwanz

um

und es entstehen wollige Schöpfchen, deren sich der Wind dann allerdings nur recht ungefüg als Spielblatt bedienen kann. Noch einfacher sind die bekannten Samenhaare der P a p p e l n , wisser W e i d e n

(Salix)

oder der

Baumwollstaude

ge-

(Gossypium) als

Flugvorrichtnng beschaffen. Das Prinzip ist in allen diesen Fällen, durch Flächenausdehnung dem

Fall Widerstand,

dem Luftzug Angriffspunkte

zu geben. Die erstaunliche Tenazität und hohe technische Qualität, welche die Bauniwollfaser auszeichnet und zur Textilfaser geeignet macht, ist also

eigentlich

nur

ein

„Nebenprodukt",

die

allgemeine

„Stoffgüte"

kolloidalen Materials. Die zweite Möglichkeit des Fluges ist durch Auftriebsgase gewährleistet, im besonderen erwärmte L u f t oder Gase, die leichter als das Medium ihrer Umgebung sind. Das Problem liegt insofern f ü r die Pflanze anders, als sie nicht nur in der Luft, sondern auch im Wasser lebt.

Als Auftrieb

im Wasser genügen ihr also Substanzen von spezifisch geringerem Gewicht als dieses. Ein Bedürfnis zu diesem Auftrieb ist namentlich f ü r eine Gruppe von Gewächsen gegeben, die als Wasserpflanzen ein relativ hohes Bedürfnis nach Oxygen (und vielleicht auch Belichtung) haben. Dadurch sind -sie in tiefem Wasser darauf angewiesen, ständig frei zu schweben.

Sie teilen

dieses Bedürfnis mit einer Anzahl von Tierformen, mit denen zusammen sie als P l a n k t o n bezeichnet werden. Um ihr Schwebebedürfnis befriedigen zu können, haben nun

die

Planktonten eine große Zahl zellulärer Erfindungen hervorgebracht, die sich teils mit denen des Menschen decken, teils noch technisch u n b e k a n n t oder unausgenutzt sind. Man hat das P l a n k t o n außerordentlich viel auf seine Anpassungen

220

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

hin studiert,

noch

nie aber

von dem

Gesichtspunkt

der

praktischen

Belehrung aus betrachtet, aus dem wir es beurteilen wollen. Fast alle P l a n k t o n a l g e n sind außerordentlich, gewöhnlich mikroskopisch klein.

Damit ist ihnen von vornherein der Vorteil des geringen

Gewichtes gesichert und es bestehen keine unüberwindlichen

Schwierig-

keiten, das Prinzip anzuwenden, auf dem alle unsere S c h i f f s k o n s t r u k tionen,

mögen

sie

nun

Tauchboote

oder

Überwasserfahrzeuge

sein,

A.

B.

Abb. 124. Ausleger bei Planktonalgen. A = Ceratiumtripos Meer, B — Ausleger in Gestalt von Ruderantennen (Originalmikrophoto.)

aus dem Adriatischeii bei C y c l o p s k r e b s e n .

beruhen, nämlich, d a ß das Gewicht des von ihnen verdrängten Wassers mehr ausmache als ihr eigenes.

Uns ist es dadurch möglich gewesen, all'

die Panzerriesen dem Meere anzuvertrauen, die unsere Flotte bilden. Dieses oberste S c h i f f s b a u p r i n z i p

h ä t t e den Planktonalgen

vom

Leib abgelesen werden können, wenn wir uns frühzeitig daran gewöhnt h ä t t e n , die N a t u r mit den Augen des Praktikers zu studieren. Sie streben alle nach tunlichster Oberflächenvergrößerung u n d wenden dazu eine Reihe merkwürdiger Mittel an, jeweils in Anpassung daran, d a ß die Reibung der Oberfläche, welche das Sinken im Wasser beeinflußt,

22 t

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. s e h r v e r s c h i e d e n ist, je nach d e m Temperatur

des

Wassers.

Salzgehalt u n d vor allem nach

W. O s t w a l d

1

hat

nachgewiesen,

daß

der das

spezifische Gewicht des W a s s e r s sich n u r wenig ä n d e r t in d e n einzelnen von

Pflanzen

besiedelten

Wasserbecken,

umsomehr

aber die

R e i b u n g " der Flüssigkeiten, d . h . die K r a f t , welche sich der ihrer Teile oder Einschlüsse widersetzt.

„innere Bewegung

W e n n sie in destilliertem Wasser

bei 0° m i t 100 a n g e n o m m e n wird, b e t r ä g t sie bei 25° n u r noch etwa 50: mit anderen Worten: ein doppelt

so

Damit

rasch

als

Körper in

sinkt

warmen

Wasser

etwa

eisigem.

ist f ü t die P l a n k t o n a l g e n

schaffen.

in

eine besondere

Bedürfnislage ge-

In der w a r m e n Jahreszeit oder im W a r m w a s s e r b r a u c h e n sie

w i r k s a m e r e ^ S c h w e b e a n p a s s u n g e n als im kalten Wasser.

Ihre Technik

m u ß also u n t e r U m s t ä n d e n von Saison zu Saison wechseln. Es ist eine d e r e r s t a u n l i c h s t e n

Leistungen d e r Zellularteclinik,

daß

es wirklich eine solche J a h r e s z e i t e n a n p a s s u n g gibt. Der Biologe bezeichnet sie als S a i s o n d i m o r p h i s m u s

u n d n e n n t als eines ihrer

glänzendsten

Beispiele die in allen Seen g e m e i n v e r b r e i t e t e Alge Ceratium

hirundinella

(Abb. 131).

Im kalten W a s s e r h a t sie drei H ö r n e r an ihrer Schale, d u r c h

die sie die R e i b u n g v e r g r ö ß e r t , also ihr Absinken im Wasser v e r h i n d e r t , im S o m m e r aber gehen bei der F o r t p f l a n z u n g aus d e n dreihörnigen F o r m e n viergehörnte (Abb. 131) h e r v o r , weil jetzt eine geringere R e i b u n g v o r h a n d e n ist, also die R e i b u n g s f l ä c h e v e r g r ö ß e r t werden m u ß . Die s t ä n d i g im W a r m wasser lebenden

Formen,

also z. B. die Ceratien

h a b e n an sich m e h r Reibungsfläche entwickelt.

der südlichen

Meere,

Ihre H ö r n e r sind maßlos

l a n g ; sie ü b e r t r e f f e n d a r i n die K a l t w a s s e r f o r m e n u m ein Mehrfaches. Diese s a i s o n d i m o r p h e n

Pflänzchen

verraten

bereits d a s

technische Mittel der Zelle, u m den R e i b u n g s w i d e r s t a n d zu

wichtigste verstärken.

Es ist die V e r g r ö ß e r u n g der K ö r p e r o b e r f l ä c h e . Es geschieht e n t w e d e r d a d u r c h , d a ß die Zelle sich a u f b l ä s t , kugelig abrundet

oder,

was

(Discoplankton.) Absinken

noch

häufiger

ist,

sich

D a d u r c h wird n a m e n t l i c h

münzenförmig

abplattet.

bei Wellenbewegung d a s

vielfach a u f g e h a l t e n , d a jede Welle d a s

Scheibchen

auf

ihrer

schiefen E b e n e a u f n i m m t und es ebenso oft a u f w ä r t s gleiten läßt, wie in. die Tiefe zieht.

1

W. O s t w a l d , Zur Theorie der Schwebevorgänge. Physiologie, 1903.)

(Archiv f. d. ges.

222

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Ganz besonders häufig wird aber dauernde Suspension durch folgende Mittel erreicht. Die

Zellhaut

Substanz verdrängt. Sternen

von

scheidet

spezifisch

in großen Massen höchst

Gallerte

geringem Gewicht,

aus,

also eine

die viel

Wasser

Oder die Zellen schließen sich zu Fäden und Bändern und zusammen

spiralig tordiert sind.

fAsterionella,

Fragilaria

Abb. 125),

Das bedeutet eine höchst sinnvolle

die

oftmals

Anwendung

Abb. 125. Ausleger der Pflanzenzelle. ( C h a e t o c e r a s a l g e n des Nordseeplauktons.) (Nach einem Präparat des Biolog. Institutes München.)

mechanischer Gesetze. Die Kette oder das Band könnte durch die Wellenbewegung auf ihre Kante gestellt werden und würde d a n n absinken.

raschestens

Einer spiralig gekrümmten Kette kann solches nicht zustoßen,

d a sie bei jeder Bewegung gedreht wird, und auf die richtige Seite gleiten muß.

Diese K r ü m m u n g e n finden sich auch an den stabförmigen P l a n k t o n -

algen. Manchmal sind die Dinge so merkwürdig angeordnet, d a ß es gerechtfertigt ist, anzunehmen, die Pflanze verwende hier das Prinzip des Steuerruders an ihrem Schiffchen, wie es seinerzeit S c h u t t v e r m u t e t h a t .

D i p stafkrhpn lind mprhanisrhpn I pistnngpn rier Pflanzpn/pllp.

Wenn man Fig. C auf Abb. 126 näher betrachtet, fällt die eigenwillige und bei jeder Zelle vorhandene Krümmung der einen Spitze von Rhizosolenia auf. Sie muß, wenn eine Welle die fischförmige Zelle jäh herumwirft, sie immer wieder in einer Richtung herumdrücken, also durchaus steuern und zu einem bestimmten Kurs zwingen. Steuerartige Anhängsel sind besonders häufig bei den prachtvollen D i n o f l a g e l l a t e n der tropischen Meere (Abb. 137), die zugleich in ihren

A b b . 126. einer

A u s l e g e r u n d S c h w i m m f o r m e n dei A l g e n .

„Schwimmweste"

schraubenförmig

(Original

gebogenen

des

Verfassers),

Schwimmplatten.

Auslegern.

A = Lepocinclis B = PlanktonieUa

C = Attheya

Zachariasi

sp.

mit mit mit

( V g l . A b b . 141.)

S c h w e b e t r i c h t e r n ein anderes technisches Mittel hervorgebracht haben, um eine entsprechende Wasserbewegung, die sie immer wieder in die Höhe bringt, einzuleiten. Um nichts anderes handelt es sich hierbei, als um die Erfindung des T u r b i n e n p r i n z i p s durch die Pflanze, wie sogleich aus Folgendem hervorgehen wird. Unsere T u r b i n e n gingen hervor aus den primitiven W a s s e r r ä d e r n , die dazu dienen, um eine Wasserkraft auszunützen. Als Prinzip ihres Betriebes diente, daß die Eintrittsgeschwindigkeit des Wassers in den

224

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Wassergraben, von dem ihr Betrieb abhing, größer sei als c(ie Umlaufsgeschwindigkeit des Rades. Das Wasser füllt dabei die an dem Rad ange r brachten trogartigen Zellen, die mit ihrem Gewicht nach abwärts sinken* Da sich der Vorgang von Zelle zu Zelle wiederholt, k o m m t das Rad in

Abb. 127.

Alter Typus der unterschlächtigen Wasserräder. von Frau Dr. A. F r i e d r i c h - M ü n c h e n . )

(Originalaufnahme

Drehung. J e später das Wasser ausfließt, desto günstiger ist die W i r k u n g (oberschlächtiges

Wasserrad).

Die

unterschlächtigen

Räder

können nur mit der lebendigen K r a f t des Wasser arbeiten, was an sich ungünstig ist (Abb. 127). Das Wasser wirkt z. B. bei den S c h i f f s m ü h l e n -

D i e statischen und mechanischen Leistungen d e r Pflanzenzelle.

rädern,

225

die nach diesem Prinzip konstruiert sind, einfach durch den

S t o ß ; ein erheblicher Teil seiner lebendigen K r a f t flutet u n b e n u t z t an den Schaufeln vorüber. Von diesen Wasserrädern unterscheidet sich nun die Turbine dadurch, d a ß das Gewicht des Wassers bei ihnen gar keine Rolle spielt, desto mehr aber dessen lebendige K r a f t , die dermaßen ausgenutzt wird, daß, während

A b b . 128.

Modell einer K n o p - T u r b i n e im Vergleich z u m B a u des (Fig. 137V ( D e u t s c h e s Museum München.)

die unterschlächtigen

Räder nur

einen Wirkungsgrad

Ornithocerus

bis zu 0,35, die

oberschlächtigen auch n u r bis zu 0,80 erreichen, sich dieser bei Turbinen bis zu 0,88 steigern läßt. Es k o m m t nur darauf an, diesen Nutzeffekt dem Wasser möglichst ohne Stoß zu entziehen; daher haben die Schaufeln der T u r b i n e n eine Form, d a ß der sie treffende Wasserstrahl ohne Stoß, n u r ganz allmählig aus seiner ¡Richtung abgelenkt wird, aber trotzdem seine W i r k u n g äußert. Franc£,

D i e Erfindungen der Pflanzen.

15

226

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Diese Wirkung

wird nun entweder

durch einfachen

Wasserdruck

oder h y d r o s t a t i s c h e n D r u c k (Überdruck nach Art der hydraulischen Presse) erzielt.

Zu ihrem Zustandekommen

stehender L e i t a p p a r a t ,

Abb. 129.

nötig ist zuerst ein

durch den das Wasser in bestimmte

Altes rumänisches Löffelrad (vgl. dazu die Einrichtung von toniella [Abb. 126B]). (Deutsches Museum München.)

fest-

Bahnen

Plank-

gelenkt wird. Es gelangt dadurch auf das rotierende L a u f r a d (Abb. 130), das seine K r a f t der Welle mitteilt, die sie dann f ü r unsere Zwecke n u t z b a r macht. Wirksam ist bei allen Turbinen die Reaktion nach Art des S e g n e r ' schen Wasserrades; mit Ausnahme der H e n s c h e l - J o n v a l ' s c h e n

Tur-

b i n e n , die als eine Anwendung der Schraube betrachtet werden können.

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

227

D a s Wasser geht bei ihnen parallel gemäß der A x e von oben nach unten (Axialturbinen). Wenn

wir

von

diesen

Konstruktionsverhältnissen

zum

Bau

der

Pflanzenzelle zurückkehren, erkennen wir sofort, daß die spiraligen Trichter der Dinoflagellaten nicht als Fallschirme zu deuten sind, wie man das bisher getan hat, sondern, daß sie dem Laufrad einer Turbine entsprechen,

Abb. 130. Erste Francis-Turbine mit Drehschaufelregulierung. (Deutsches Museum München.)

nur mit dem Unterschied, daß es fest mit dem ganzen Organismus verbunden, diesen selbst durch .den Rückfluß in drehend spiralige Bewegung setzen muß, durch den sich die Zelle im Wasser, entgegen dem sie treffenden Stoß diese

nach

vorwärts

Konstruktion

bzw. aufwärts dem

schraubt.

Am

Henschel-Jonval'sehen

ehesten

entspricht

Turbinentypus.

Bei

(Abb. 131) manchen Formen wird der T y p u s der gegenwärtig fast allge15"

228

Die statischen und mechanischen L e i s t u n g e n - d e r Pflanzenzelle.

mein herrschenden F r a n c i s t u r b i n e (Abb. 130) angenähert und es wird n u r Sache der Techniker sein, an Hand dieser Hinweise nachzurechnen ob und inwieweit die K r ü m m u n g der Schaufelflächen bei (Abb. 137) und seinen Verwandten

Abb. 131.

mit der unserer

Ornithocercus

Turbinenschaufeln

Turbinenformen der Pflanzenwelt (Peridineen des Stark vergr. (Nach F r a n c e . )

Süßwassers)..

übereinstimmt oder sie eventuell an rationeller Ausnutzung der Wirkungsflächen vielleicht übertrifft. Der T e c h n i k e r , der sich die Formen der P l a n k t o n t e n Standpunkt

des

Schiffturbinen-

und

Schraubenbaues

n ä h e r a n s i e h t , g e r ä t d a m i t in e i n e W u n d e r w e l t v o n und A n r e g u n g f ü r ihn.

vom' hin

Belehrung

Noch nie hat jemand daran gedacht, die Ge-

D i e statischen und m e c h a n i s c h e n Leistungen der Pflanzenzelle.

staltung der

Algen,

im b e s o n d e r e n d e r

Flagellaten

vom

229

schwimm-

t e c h n i s c h e n S t a n d p u n k t aus zu b e r e c h n e n . Soweit m a n sie n i c h t von d e m g a n z u n w i s s e n s c h a f t l i c h e n u n d

der

m o d e r n e n Biologie eigentlich g a r n i c h t w ü r d i g e n S t a n d p u n k t d e r „ K u n s t f o r m e n d e r N a t u r " a u s b e t r a c h t e t e , h a t m a n sich auf einige, s e h r wenig besagende Bemerkungen über „Fallschirme, raffiniert angebrachte Stützen u n d H ä u t e " u. dgl. b e s c h r ä n k t , w e n n m a n ü b e r h a u p t n i c h t g a n z g e d a n k e n los

die

Gestaltung

blos als M e r k m a l e s y s t e m a t i s c h e r

Einteilungen

be-

schrieb. Es ist sehr auffällig, u m mich auf eine beliebig h e r a u s g e g r i f f e n e , mir aber b e s o n d e r s g u t b e k a n n t e G r u p p e zu b e s c h r ä n k e n , wie t y p i s c h m a n n i g f a l t i g die F l a g e l l a t e n sind, die T y p e n d e r T u r b i n e n ,

und

Schiffs-

k i e l e u n d S c h i f f s s c h r a u b e n in ihrer G e s t a l t v a r i i e r e n , b e k a n n t e Modelle d e r T e c h n i k v o r w e g n e h m e n , andre" noch n i c h t e r r e c h n e t e u n d k o n s t r u i e r t e sozusagen i m T r o p f e n W a s s e r vor Augen stellen. D a s sind

v o r allem

die bereits g e n a n n t e n

Dinoflagellaten,

die

aus Kieselsäure u n d Zellulose f e s t e K o n s t r u k t i o n e n e r b a u e n ( A b b . 131), die i h n e n

Balanziervorrichtung

u n d A n t r i e b s a p p a r a t zugleich

L ä n g s t b e k a n n t seit E h r e n b e r g ist d a s S y s t e m v o n Q u e r - u n d furchen, achtet, eine

das

ihr K ö r p e r c h e n

d a ß sich diese

schwingende

umzieht;

auch

G ü r t e l in einer

Geißel

eine

hat

man

Spirallinie

in

unterhält.

Wasserlauf wird d a d u r c h in einer d e r m a ß e n b e r e c h n e t e n

Längs-

es bereits

anordnen,

Wasserströmung

sind. be-

denen Dieser

Schraubenlinie

g e l e n k t , d a ß sein R ü c k s t o ß die Zellen in einer d e m E n e r g i e ö k o n o m i e g e s e t z e n t s p r e c h e n d e n W e i s e n a c h v o r w ä r t s t r e i b t , w o d u r c h sie wie eine S c h i f f s s c h r a u b e f o r t w ä h r e n d rotieren.

Diese h a t also a u c h ihr Modell in den

Pflanzenzellen u n d es g e w ä h r t b e s o n d e r e n G e n u ß , ihre einzelnen A b a r t e n in d e n v e r s c h i e d e n e n Zellformen w i e d e r z u f i n d e n . 2 — 4 s c h r a u b e n f ö r m i g gestellte

Die P r o p e l l e r

Flügel, die auf d e m

äußeren

haben

Ende

der

S c h r a u b e n w e l l e so befestigt s i n d , . d a ß d e r P r o p e l l e r g a n z ins W a s s e r t a u c h t . D a s W a s s e r d i e n t also f ü r diese S c h r a u b e als M u t t e r .

D u r c h ihre D r e h u n g

wird sie sich in d e m M e d i u m n a c h v o r w ä r t s bewegen rascher, je steiler die S c h r a u b e n f l ä c h e

ist.

und zwar desto

Steigung, Form,

Durch-

messer, Fläche d e r Flügel sind h i e r f ü r d a s m a ß g e b l i c h e u n d n u r d a n a c h u n t e r s c h e i d e t m a n die w i c h t i g e n f ü n f H a u p t f o r m e n ( A b b . 132). Von diesen bedingt

die

Yarrowschraube,

die

den

englisch-amerikanischen

von

sowie

die

Thornykroftschraube,

Schiffen g e f ü h r t wird,

besondere

230

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Geschwindigkeit,

ebenso

Hirschschraube, Widerstand

leistet

die als

die dem die

jetzt

als

seitlich

die

vorteilhafteste

geschätzte

geworfenen

Wasserstrahl

mehr

Griffithschraube.

Bedingung

ihrer

W i r k s a m k e i t ist wie bei d e r H e n s c h e l - J o n v a l ' s c h e n T u r b i n e (vgl. S. 226) nur,

daß

die S c h r a u b e

wird

von

den

um

Pflanzenzellen

Abb. 132.

ihre durch

Längsaxe ihre

Diese

Rotation

Geißelbewegung

rotiert.

bewirkt.

Eine der größten Schiffsschrauben der W e l t . (Deutsches Museum München.)

(Die Geißel h a t s e l b e r w i e d e r s p i r a l i g e n B a u u n d v e r w i r k l i c h t

technisch

noch k a u m verwendete u n d wenig studierte mechanische Momente). ist n u n s e h r m e r k w ü r d i g , d a ß m a n bei e i n z e l n e n die t e c h n i s c h e n

Typen

unserer gebräuchlichen

Flagellatenformen

Propellertypen

Es alle

verfolgen

k a n n , wie in d e n G e g e n ü b e r s t e l l u n g e n v o n A b b . 126, 132, 136 a n g e d e u t e t ist.

Man

m u ß sich d a b e i n u r v o r A u g e n

halten,

in w e l c h e r L a g e

R i c h t u n g sich d i e b e t r e f f e n d e n L e b e w e s e n zu b e w e g e n

pflegen.

und

Spheno-

D i e statischen u n d m e c h a n i s c h e n Leistungen der Pflanzenzelle.

231

monas z. B. ein zierlich ansehnlicher Flagellat, zieht mit seiner Geißel nur am Vorderende wirbelnd seine Bahn, wobei er sich ständig um die Längsaxe dreht.

Da sein Querschnitt vierkantig, eigentlich vierflügelig ist

gleich der Thornykrofftschraube (man beachte die Übereinstimmung der

A b b . 133.

A n w e n d u n g e n des S c h r a u b e n p r i n z i p s zu F l u g m e c h a n i s m e n

die P f l a n z e .

Oben = A h o r n f r u c h t .

durch

U n t e n = F r u c h t s t a n d der L i n d e , der

m i t H i l f e des s c h r a u b i g g e d r e h t e n H o c h b l a t t e s f l i e g t .

(Originalaufnahme

v o n Frau Dr. A . F r i e d r i c h - M ü n c h e n . )

Schraubenflächen), wird

dadurch

Propellerwirkung

erzielt.

Das

heißt

— und dies gilt fiir sämtliche dieser Propeller- und Turbinenformen — d u r c h eine r e l a t i v g e r i n g e K r a f t a n s t r e n g u n g wird ein schwerer Körper

r a s c h e r a l s es s o n s t

Die Erfindung trägt dadurch genug Nutzen.

möglich

wäre,

relativ bewegt.

232

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. Ähnlich liegen die Verhältnisse deren

für

die

drei a n -

Propellertypen;

sie

sind so durchsichtig, daß es Platzverschwendung sie

angesichts

Sachlage

noch

wäre,

der

klaren

außer

den

Abbildungen auf S. 2 2 3 zu erörtern.

Merkwürdig

ist

nur, d a ß oft dabei K r e i s e l formen

( A b b . 126 A,

gebildet

werden,

B)

deren

Mechanik im W a s s e r wenigstens mir derzeit noch

un-

klar ist.

Besonders hübsch

ist

Anwendung

die

gleichen

des

Propellerprinzipes

nicht

durch

Formen,

einzellige

sondern

Vielzeller, wie

durch

Platydorina,

die auch gleich mit S t e u e r rudern

ausgerüstet

sind,

u m die F a h r t dirigieren zu können. kiele

Solche

sind

häufige

Ruder-

eine

durchaus

Erscheinung

bildung 1 3 4 — 1 3 6 ) ;

(Ab-

oftmals

sind sie wie bei der reizenden Pyramidochrysis

sogar

in Mehrzahl v o r h a n d e n und stimmen

dann

Steuern

der

mit

den

Luftschiffcr

überein (vgl. A b b . 133). Allerliebst ist es, Abb. 134. von Phacus longezcichnet

vom

Schwimmforni gicauda. (Nach der Natur Verfasser.) Stark vergr.

Nutzen

dieser

den

technischen

V e r v o l l k o m m n u n g e n zu beobachten.

Man

kann

es

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. unmittelbar

u n t e r d e m M i k r o s k o p v e r f o l g e n , wie

elegant

eine

so

während

sich

Propeller-

Arten,

denen

oder

Turbinenform

diese

zielsicher, durchs

rasch

Wasser

E i n r i c h t u n g e n .fehlen,

A.

233

wie

und zieht,

z. B. die

B.

Abb. 135. Optimale Schwimmformen' der Einzeller. A. = Euglena^ tripieris, B. -- Phacus sp. (Originalzeichnung"*nach der N a t u r vom Verfasser.) Sehr stark vergr.

überall Wasser dings dem

auffindbaren wälzen, auch

bei

uvella

gleich

einem

diesen

Formen

Gleichgewicht

MaUomonas.

Synura

plump,

treibenden

nachgeholfen;

wenigstens so

bei

zitternd,

Ball.

Gewöhnlich

durch dem

langsam

im

Kiele

oder

Plankton

durchs

ist

aller-

Borsten häufigen

234

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. Ganz

typisch

Propellerform.

ist

der

Zusammenhang

zwischen

Begeißelung

Durchaus sind es nur die eingeißeligen

Formen

und (im

besonderen die gut schwimmenden, flinken Euglenineti)

(Abb. 135), bei

denen

Gestaltung

sich

die

Schraubenformen, f ü r deren

vielfache

Techniker in Abb. 136 eine Musterkarte findet, als geeignet

der

erweisen.

Die zwei und mehr Geißeligen haben eben eine andere Art von Geißelbewegung und d a m i t eine andere Vorbedingung der Gestaltung. Algenforscher bat dadurch lung und

Gestaltung

einen

F i n g e r z e i g , wie er

in Z u s a m m e n h a n g

Der

Begeiße-

zu b r i n g e n

h a t , über-

h a u p t den Anreiz, nun Werke zu schaffen, welche die Körpergestaltung der niederen Pflanzen dem Kausalverständnis näher bringen. Heute ist er noch meilenweit davon entfernt als Nachwirkung einer historisch wohlverständlichen s y s t e m a t i s c h e n Ä r a , die froh sein mußte, sich zuerst in dem geradezu sinnverwirrenden

Formenreichtum zurecht

zu finden. J e t z t aber ist auch f ü r die Algenkunde die Zeit höher gestecktcr Ziele gekommen. Ein besonders hübsches Studienobjekt f ü r den Biotechniker ist die Flagellatengattung

Anisonema

f ü r sie der gleiche Übelstand, Arbeitsmodelle.

und

ihre

wie f ü r

Die vorhandenen

Verwandten. alle

Es

gilt

diese Kleinschwimm-

Abbildungen sind nicht

zwar und

authentisch,

vor allem sie sind nicht technisch korrekt, da bei ihrer A u f n a h m e die Forscher keine A h n u n g von den bestehenden Beziehungen der Teile zu einander hatten, also alles n u r a u f ' s Geratewohl zeichneten. Aufgabe

der

neu

orientierten

Forschung m u ß sein,

mit

Die erste technischer

Genauigkeit Grundrisse und Aufrisse der in Betracht kommenden Formen zu schaffen, zuerst Mikrophotographien, nach wclchen berechnete Konstruktionen entworfen werden können.

Bis solches geschaffen ist, müssen

wir uns nur auf Vermutungen und Hoffnungen beschränken. Mit diesem Vorbehalt kann ich aber immerhin von der mir sehr genau durch eigene Untersuchungen bekannten Anisonema Die Zelle besitzt zwei Geißeln.

folgendes aussagen: Eine, die wie bei allen

Eugleninen

während der Bewegung grade nach vorn gestreckt wird und n u r schraubenförmig gebauten

Ende schlägt.

Der so entstandene

am

Wasser-

strom wird entlang der Geißel an das ovale Ende der Zelle geleitet und gelangt dort in ein spiraliges Rinnensystem nach Art des Leitrades der Turbinen, aus dem eine tiefe Rinne in einer steilen

Schraubenwindung

A b b . 136. F ü h r u n g s l i n i e n u n d o p t i m a l e S c h w i m m f o r m e n von Pflanzenzelien (Euglena-Arten). M a n b e a c h t e besonders A b b . 198, 201, 202, 207 u n d 208). (Nach P a s c h e r . )

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzen/.elle.

236

ihn dem Körper e n t l a n g ableitet.

In d i e s e r R i n n e liegt n o c h eine b a n d -

förmige, spiralig

(Schleppgeißel)

ausführt.

tordierte

Geißel

die n u r

Torsionen

Ihre B e d e u t u n g s c h e i n t m i r d a r i n zu liegen, d a ß sie d e n M e c h a -

n i s m u s s t e u e r t u n d a u ß e r d e m d i e W i r b e l b i l d u n g h i n t e r i h m so w e i t v e r hindert,

Abb. 137.

wird.

daß

dadurch

die

Schnelligkeit

der

Bewegung

Orrtitliocercus, eine T u r b i n e n f o r m der Pflanze m i t (Nach O l t m a n n s . )

Die A n i s o n e m e n

gleiten wirklich

nicht

gehindert

Schwimmkielen.

schnell, gleichmäßig

und

i m W a s s e r d a h i n ; m a n ist e r s t a u n t , m i t w e l c h e m M i n i m u m v o n aufwand der relativ schwere Seine

Mechanik

vereinigt

K ö r p e r so s i c h e r b e w e g l i c h e r h a l t e n

Propeller,

Turbinen

und

ruhig Kraftwird.

Steuereinrichtungen

v o n s e l t e n e r V o l l k o m m e n h e i t in s i c h . W e n n m a n d i e auf S . , 2 3 5 a b g e b i l d e t e n F o r m e n d u r c h m u s t e r t , d r ä n g t sich d i e

Überzeugung auf, d a ß die meisten

Einrichtungen

auf

Krafter-

Die statischen u n d mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

237

sparnis gerichtet sind, denn die Torsion, die Schraubenform des Körpers scheint das oberste Prinzip aller dieser Konstruktionen zu sein.

Viele

von ihnen haben ausgesprochene T o r p e d o f o r m , und es ist f ü r den Mariner k o n s t r u k t e u r eine wahre Erleuchtung, sich daran zu erinnern, d a ß die G y r o s k o p e , durch die m a n die Torpedos zwingt, die ihnen beim Lanzieren

Abb. 138. Torpedo des älteren Typs (vgl. dazu Abb. 135). (Aus den Sammlungen des Deutschen Museums München.)

aufgegebene Anfangsrichtung innezuhalten, eigentlich viel einfacher in ihrer Wirkung durch

die fast allen vegetabilen Torpedoformen eigene

Torsion (vgl. Abb. 135, 136) ersetzt sein könnten, die noch den Vorteil mit

sich

bringt,

die

Bewegung

entsprechend

ihrer

Schraubenlinie

hemmungsfreier, also rascher (oder bei gleicher Schneligkeit weniger K r a f t erfordernd und weiter reichend) zu gestalten. Gewöhnlich h a t m a n den Torpedos die Gestalt eines Fisches gegeben ( F i s c h t o r p e d o ) , deren am Schwanzstück sitzende

Propellerschrauben,

D ' e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

238

d u r c h die e i n g e b a u t e M a s c h i n e in B e w e g u n g g e h a l t e n w i r d u n d d a s G e s c h o ß b e f ä h i g t , e t w a 1 0 0 0 — 3 0 0 0 m m i t einer G e s c h w i n d i g k e i t v o n 3 5 Seemeilen zurückzulegen

( A b b . 138).

also ein e r h e b l i c h e s

Jedes Meterdutzend

Übergewicht der neuen

mehr an

Strecke

Konstruktion

würde

sichern.

E s k a n n u n s n a t ü r l i c h n u r g a n z f e r n liegen, d i e s e t e c h n i s c h e n Möglichk e i t e n , die sich e b e n s o g u t erörtern,

auf die U n t e r s e e b o o t e

a b e r ü b e r einige zu s e h r in d i e A u g e n s p r i n g e n d e

k a n n ich u n m ö g l i c h alle B e m e r k u n g e n Da

wäre

vor

zwischen gewissen

allem

vergleicht,

Einzelheiten

unterdrücken.

die f r a p p a n t e

prinzipielle

Flagellaten und den

wichtsverlagerung. warum

s e l b s t b e z i e h e n , zu

Identität

des

Baues

F i s c h t o r p e d o s in B e z u g auf

Ge-

W e n n m a n Fig. 201, 207 auf A b b . 136 m i t A b b . 138

erübrigen

sich

weitere

Erörterungen

alle diese T o r p e d o f o r m e n d e r N a t u r

und

man

versteht,

an g a n z b e s t i m m t e r

Stelle

auffällig große S t ä r k e k ö r n e r

h e r v o r b r i n g e n , die f ü r die e i n z e l n e n A r t e n

(besonders

und

Pftacus

pleuronectes

longicauda)

ganz

typisch sind.

Sic

s i t z e n d o r t , w o w i r d e n s c h w e r s t e n Teil d e s T o r p e d o s , die M a s c h i n e e i n z u setzen

für

Balance

praktisch

befunden

haben

und

sind

hier

wie d o r t f ü r die

unentbehrlich.

Z w e i t e n s s e h e n w i r in e i n e r F ü h r u n g d e s T o r p e d o s d u r c h linien n a c h A r t d e r E u g l e n e n

Schrauben-

(vgl. A b b . 136), d e n n d e r a r t i g e s

schwebt

u n s zu a l l e r e h e s t v o r , ein M i t t e l , u m die g r ö ß t e Sorge d e s M a r i n e t e c h n i k e r s , n ä m l i c h die s e i t l i c h e V e r b i e g u n g d e s T o r p e d o s d u r c h d e n s t a r k e n d r u c k im M o m e n t

des Abschießens,

zu

diesen

auf

Weise,

Übelstand

verschiedene

zösische K r i e g s m a r i n e ,

die

und

Schirme

halbrohrförmige

wahren. Pilatus

Das pyrum

mindern.

Jetzt

zumeist

so

Wasser-

begegnet wie

die

bei i h r e n U n t e r w a s s e r t o r p e d o r o h r e n

anströmende

vorbaut,

Wasser

kann

um

die

seitlich

mulden-

Schußrichtung

einen

die steile S c h r a u b e n f ü h r u n g an d e m

so e n t l a n g g e l e i t e t , d a ß es d a d u r c h beschleunigenden

Vehikel

nur

zu e i n e m d a s

Körper

Vorwärtsgleiten

wird.

Im ü b r i g e n m a c h t m a n v o n d i e s e n T a t s a c h e n , d u r c h p r a k t i s c h e sichten darauf gelenkt, bereits Gebrauch, wenn m a n gezogene verwendet, ja m a n

Zeiten, seitdem Unter

zu

schwimmenden

(vgl. A b b . 135) o d e r eine ä h n l i c h e F o r m n i e m a l s a b l e n k e n ,

d e n n es w i r d s e l b e r d u r c h

rohre

man fran-

man

einem

k e n n t sie in p r a x i e i g e n t l i c h s c h o n seit

Drehpfeile

gezogenen

konstruiert

Geschütz

Ein-

Kanonenden

hat.

versteht

der

Artillerist

eine

K a n o n e , in d e r e n „ S e e l e n w a n d " f l a c h e „ Z ü g e , " d a s h e i ß t V e r t i e f u n g e n

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

spiralig eingeschnitten worden, um dem Geschoß auf seiner

239

Flugbahn

eine Drehung zu geben. Diese Flugbahn im Wasser: S c h w i m m b a h n ist es, der zuliebe von der Pflanzenzelle so viele Einrichtungen aufgeboten werden.

Sie hängt

von der Richtung, Geschwindigkeit, dem Widerstand des Mediums, der Schwerkraft und der Drehung des schwimmenden

Objektes ab.

Alle

L a n g g e s c h o s s e (Abb. 139) und konsequenterweise alle nicht kugeligen Zellen, würden sich aber überschlagen, wenn dies nicht durch besondere

A

C

B

D

Abb. 139. Geschoßformen, die durch Pflanzen verwirklicht sind. A = deutsches 24 cm-Stahlvollgeschoß mit Kappe, B = Miniegeschoß, C = Dreyres Langblei für Zündnadelgewehre, d = das Geschoß, D = Stauchgeschoß.

Einrichtungen verhütet wird.

Der

Geschützkonstrukteur

hat als

bewährteste hierfür eben die Anbringung der Züge erprobt. wird dem Geschoß die stete

Drehung um

das

Dadurch

die Längsachse erteilt und

seine Bahn gesichert. Man kann diesen Effekt im allgemeinen auf zweierlei Weise erreichen. Entweder man versieht das Geschoß mit den von uns oben angedeuteten Führungslinien bzw. spiraligen Flügelkanten.

Dies ist der Fall bei den

D r e h p f e i l e n des Mittelalters, neben deren Bild des Vergleichs halber ruhig ein Schema einer entsprechenden organischen Form, nämlich Flagellaten Pyramidochrysis

gesetzt werden darf.

des

Die Drehpfeile haben

240

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

ü b r i g e n s b e k a n n t l i c h in d e n F l i e g e r p f e i l e n d e s W e l t k r i e g e s ihre W i e d e r erstehung erlebt. Eine zweite A n w e n d u n g dieses Prinzipes sind die T u r b i n e n g e s c h o s s e , die P r e u ß e n z u e r s t v o r 6 0 J a h r e n f ü r s e i n e 12- u n d 2 4 - P f ü n d e r e i n f ü h r t e ( A b b . 140 C), n a c h d e m zielung

zur

Er-

d e r L ä n g s d r e h u n g e n t s p r e c h e n d e s p i r a l i g e L ä n g s s t r e i f e n an

schon

den

Bleigeschossen a n b r a c h t e . Am

Vorteilhaftesten

Re-ichenbach

vor

100

Jahren

( A b b . 140 B). bewährte

sich

jedoch

die

Aufzwängung

einer

F ü h r u n g bei d e n G e s c h o s s e n d u r c h d i e E i n f ü h r u n g d e r Z ü g e , die s e i t d e m auch

den

Handfeuerwaffen

nicht

mehr

A Abb. 140.

B

Geschoßformen.

des Bodens, B

A = deutsches

fehlen.

C

Stahlmantelgeschoß,

b

Ansicht

= Langgeschoß von Reichenbach,[ C - Turbinengeschoß.

Die N a t u r h a t bei d i e s e r A n w e n d u n g d e s S c h r a u b e n p r i n z i p s —

denn

u m d i e s e s h a n d e l t es sich d o c h — d e n ä l t e r e n W e g n i c h t v e r l a s s e n ,

und

b r i n g t d i e „ Z ü g e " n a c h w i e v o r a n d e n sich b e w e g e n d e n O b j e k t e n

an.

P r i n z i p i e l l ist es d a b e i g a n z gleich, o b d i e T o r s i o n d u r c h die oder die S c h r a u b e b e w i r k t

„Mutter"

wird.

U n d so s t e h e n w i r w i e d e r e i n m a l auf d e m G e b i e t d e r G e s c h ü t z t e c h n i k , auf d e m m a n es g a n z g e w i ß n i c h t v e r m u t e t e , N a t u r in W e t t b e w e r b

mit

d e m M e n s c h e n g e i s t t r e t e n u n d i h m in m a n c h e m s o g a r v o r a u s e i l e n zu s e h e n . Die T u r b i n e n g e s c h o s s e m ö g e n d e n B o t a n i k e r n o c h in e i n e r b e s t i m m t e n Beziehung besonders interessieren.

Sie, so wie die f r a n z ö s i s c h e n

Minié-

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

241

G e s c h o s s e (Abb. 139 B), benutzen als Führungsmittel auf ihrem Zylindermantel spiralige Einkerbungen, die sich in Form eines Schuppenpanzers bei

einer

Flagellatengruppe

(nämlich

den

sogen. M a 11 o m o n a d e n)

wiederholen, die durch ihre pelagische Lebensweise ganz besonders auf Überwinden eines ständigen Schwimmwiderstandes eingestellt ist. Gerade diese Mallomonaden besitzen noch eine Erfindung, die nicht unwesentlich ihr Schweben im Wasser erleichtert.

Wie schon bei geringer

Vergrößerung ersichtlich, ist ihr Hinterende, oft jedoch auch der ganze Körper

mit

(Mallomonas)

Stacheln b e s e t z t , die ihnen verschafft haben.

den

Namen

Pelzmonaden

Schon die ersten Forscher, die einiger-

maßen nach einem Kausalverständnis der lebendigen Form rangen, waren sich darüber klar, d a ß es sich dabei um Mittel zur Erhöhung der Reibung zwischen Oberfläche und Wasser handelt und man bezeichnete herkönunlicherweise alle diese Borsten, die für Planktonten, seien es nun Tiere oder Pflanzen, typisch sind, als B a l a n c i e r - oder S c h w e b e s t a n g e n .

Ihre

Beschreibung

aus-

erübrigt

sich,

wenn

man

die Abb. 124—126,

die

gewählte Vertreter zusammenstellen, betrachtet. Hier wäre gewiß die beste Gelegenheit gewesen, um die Betrachtung auf

die

aufdringliche

Übereinstimmung

menschlicher

und

organischer

Erfindungen hinzulenken, denn nichts liegt näher als der Vergleich dieser Gebilde mit den A u s l e g e r n der Boote primitiver Völkerschaften oder den P o n t o n s , in manchen Fällen sogar mit den R u d e r n , wenn, wie es bei dem R ä d e r t i e r mus mit

veritablen

Rudern

Polyarthra

auch richtige

namentlich,

der Fall ist, der Organis-

Ruderschläge ausführt,

um

sich schwebend zu erhalten. (Vgl. Abb. 124 u. 137). Die

Auslegerboote

der

malayo-polynesischen

Völker

bedienen

sich des gleichen Prinzipes, die Schwimmfähigkeit ihrer Fahrzeuge durch lange dünne B a u m s t ä m m e die parallel mit den Booten im Wasser liegen (Abb. 141) zu erhöhen.

Manchmal, und dies ist der Fall bei den Booten

der M a r s h a l l i n s u l a n e r , wurden sehr eigenartige Balanciervorrichtungen ersonnen, die f r a p p a n t sogar äußerlich an den Körper gewisser P l a n k t o n k r e b s e (z. B. Polyphemus

oder Bythotrephes)

erinnern.

In manchen Fällen sind es Kränze von Fächern, welche eine vollkommene Schwebefähigkeit herstellen; und dann kombiniert sich die eine Erfindung manchmal mit der anderen, wie dies bei der vielstudierten Planktonkieselalge

Planktoniella,

g a t t u n g Deutschlandia France,

auch

bei

der

Coccolithoporiden-

der Fall ist, d a bei beiden die Fächer in einer

Die Erfindungen der Pflanzen

16

242

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

f l a c h e n S c h r a u b e n l i n i e a n g e o r d n e t s i n d , also d e r W e l l e n b e w e g u n g g e g e n ü b e r w i e d e r wie ein T u r b i n e n r a d

wirken und

durch

den

Rückstoß

die

Zelle v o r w ä r t s t r e i b e n ( A b b . 126). S c h l i e ß l i c h , u n d d a m i t sei diese B e t r a c h t u n g d u r c h d e n H i n w e i s auf einen der allermerkwürdigsten Mechanismen der Pflanzenzelle abgeschlossen, t r e f f e n wir d a s T u r b i n e n p r i n z i p a u c h z u r a k t i v e n B e w e g u n g v o n L e b e n s f o r m e n in r u h e n d e m W a s s e r

angewendet.

Abb. 141. Auslegerboot von den S moa-In ein, eine Erfindung des primitiven Menschen. (Aus den Sammlungen des Deutschen Museums in München.)

O . M ü l l e r 1 h a t d e n n a c h s e i n e n U n t e r s u c h u n g e n auf A b b . 142 w i e d e r gegebenen feineren Bau der R a p h e

bei d e n D i a t o m a c e e n

festgestellt

u n d als e r s t e r d a r a u f h i n g e w i e s e n , d a ß die s c h r a u b i g v e r l a u f e n d e n S p a l t e n , welche den sind, dessen 1

Kieselpanzer

d i e s e r Zellen d u r c h s e t z e n ,

von

Plasma

erfüllt

B e w e g u n g d u r c h d i e R e i b u n g a m W a s s e r d a n n als

Rück-

Vgl. O. M ü l l e r s zahlreiche Aufsätze in den Berichten der Deutschen botanischen Gesellschaft (seit 1885).

D i e statischen und mechanischeil Leistungen der Pflanzenzelle.

243

Wirkung die bekannten G l e i t b e w e g u n g e n d e r K i e s e l a l g e n nach sich zieht.

(Vgl. Abb. 135).

Kein Techniker wird daran zweifeln, d a ß er hier das Leitrad einer Naturturbine

vor sich h a t ; dem

R i c h t u n g aufgedrängt, deren

Flüssigkeitsstrom wird dadurch

Rückwirkung sich in einem

eine

Fortschieben

A b b . 142. Die R a p h e b i l d u n g e n von' Pinnularia, eine Turbinenbijdung der P f l a n z e . 1 = E p i t h e k und H y p o t h e k übereinander, u m d e n Verlauf der Raphe zu zeigen (ekn = E n d k n o t e n ) . 2 = Verbindung der R a p h e k a n ä l e i m Zentralk n o t e n , 3 = E n d k n o t e n m i t äußeren ( a s p ) und inneren ( i s p ) Spalten und Trichterkörper (tk), sowie P o l s p a l t e n (psp), 4 = dasselbe in der V e r b i n d u n g beider Schalen 5 = Querschnitt durch die Zelle, u m den Verlauf der Spalten zu zeigen. ( N a c h O . M ü l l e r und L a u t e r b o r n . )

des ganzen Apparates äußern m u ß .

Wenn irgendwo, ist hier die echte

Reaktionswirkung eines S e g n e r s c h e n W a s s e r r a d e s verwirklicht.

Und

so liegt M ü l l e r s oft angefeindete Hypothese durchaus im Rahmen unserer Beweisführung. Ich bin mir dessen bewußt, d a ß sie lückenhaft ist und nur eine Skizze darstellt, hoffe aber, d a ß es mir doch gelungen ist, die Richtigkeit des verfochtenen Prinzipes klar zu machen und nur darauf kam es mir an. 16*

244

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Neben der Oberflächenvergrößerung und geeigneten

Schwimmform

kommt es f ü r die Planktonten des weiteren auch auf besondere Leichtigkeit an. Erreicht wird sie durch mehrerlei Mittel. Durchgängig sind ihre Zellwände so weit verdünnt, als es ihre Stabilität noch zuläßt und in dieser Beziehung

bestehen

wieder weitgehende

Übereinstimmungen

Naturformen und moderner S c h i f f s b a u t e c h n i k .

zwischen

Bei beiden Konstruk-

tionen wird durchgängig das härteste Material ohne Rücksicht auf sein Gewicht

verwendet.

Wir

bauen

mit

Eisenblcch

und

panzern

die

Schiffe mit Stahlplatten, die Schwebepflanzen arbeiten ausnahmslos mit Bergkristall oder Kalk. tonten laten

sich und

aus

Es ist

den

kein

Kreisen

der

Coccolithoporiden

Zufall, d a ß alle

Phytoplank-

Bacillariaceen,

Silicoflagel-

rekrutieren

und

daß

die

wenigen

nicht Kiesel- oder Kalkpanzer tragenden Gruppen (im engeren S c h i z o phyceen

und C h l o r o p h y c e e n )

nach

dem

anderen

Anpassungstypus

konstruiert sind. Die Kiesel- oder Kalkwände sind aber äußerst zart. Daher das Glasklare, Durchsichtige, Ätherische aller Planktonten. Nicht bei den Planktonpflanzen zeigt sich das am

auffälligsten, sondern bei Tieren mit sonst

schweren Gehäusen, wie z. B. pelagische M o l l u s k e n ,

deren Schale ganz

durchsichtig wird und ihren gesamten Kalkgehalt aufgibt. Auch bei den pelagischen C e p h a l o p o d e n ist die Schale bis auf ein ganz durchsichtiges dünnes Plättchen rückgebildet. Das zweite Mittel ist die Erleichterung des Gewichtes durch Produktion von Substanz, die leichter als das Wasser ist. sich im Süßwasser bei Volvox und Eudorina, Gallerte ausgefüllt ist; auch

viele der

Spaltalgen.

Im Kreise der Kieselalgen

gesprochene Schwebeformen (Abb. 143) wie Fragilaria, Cyclotella

ein Mantel aus Gallertfäden gesponnen.

die Gallertmassen der Phaeocystis der nordischen Ozeane.

mit leichter

limnetischen Desmidiaceen

in Gallertmäntel eingekleidet, desgleichen fast alle als bekannten

Solches findet

deren Kugel

Pouchetii

sind

„Wasserblüte" ist um so

aus-

Asterionella

oder

Im Meere bedecken

(Abb. 74) oft die Oberfläche

Dichte Gallertmäntel kennzeichnen die R a d i o -

l a r i e n des Süßwassers (Heliozoen) und des Meeres. Das merkwürdigste und originellste Mittel kommt

wieder an

Technik des Menschen heran, dessen K u l t u r f ü r Anwendung von lerten als Schwimmittel keine Möglichkeit kennt. wohlbewußt, d a ß Öl und

Fett

die Gal-

Ihm ist es aus E r f a h r u n g

auf dem Wasser schwimmen

und

die

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Entrahmungsmaschinen,

245

sowie zahlreiche Apparate der chemischen

Industrie sind auf diesem Prinzip aufgebaut. Die Pflanzenzelle macht davon ebenfalls Gebrauch. wegs

Gesetz

für

alle

Schwebepflanzen,

daß

Es ist sie

durch-

Fette

d u z i e r e n , die dann als h y d r o s t a t i s c h e A p p a r a t e wirken.

pro-

Das be-

sonders Raffinierte und technisch Wunderbare daran ist, daß sie nicht etwa nur Erleichterung gewichtes

anstreben.

bis zum Unterbieten des spezifischen Sie

würden

dann

alle

als

passive

Wasser-

Schwimmer

A.

B.

Abb. 143.

Gallertebildungen der B.

gleich dem

Rahm

Tabellaría

Kieselalgen. A . - Fragilaria

flocculosa.

(Nach

auf der Wasserfläche sich

crotonensis,

Oltmanns.)

ansammeln, sich

seitig schädigen und in der Ausnützung der Nährstoffe hemmen.

gegenSol-

ches ist j a zeitweise tatsächlich der Fall bei dem „ B l ü h e n d e r

Seen"

wenn sich Clathrocystis oder Microcystis,

Spalt-

Anabaena

oder andere

algen in Massen rahmartig an dem Wasserspiegel ansammeln, dort zu Fischsterben, Fäulnis und zur eigenen Zersetzung führen. ihr Interesse.

Das ist nicht

Sie müssen vielmehr „schweben", d. h. sich in der oberen,

noch durchleuchteten Schicht des Wassers frei und gleichmäßig verteilen. Eine ganz besondere technische Aufgabe ist ihnen damit gestellt, welche von den Zellen in geradezu bewunderungswürdiger Weise gelöst wird.

246

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle. Sie bauen nämlich ihren Körper so, d a ß sie um ein wenig schwerer

als das Wasser sind, also von N a t u r aus ständig sinken müssen. erzeugen dadurch Turbinen-

bzw.

Auftriebskraft

Sie

auch im ruhigen Wasser einen Strom, den nun ihre Schraubeneinrichtungen

umformen.

Oder

aufnehmen

wenn

solche

und

nicht

wieder

zur

hervorgebracht

werden können, d a n n scheiden sie r e g u l a t i v (hierauf liegt die Betonung) so viel Erleichterungssubstanz aus, ist.

Als Erleichterungsmittel

bis wieder der nötige Auftrieb erlangt

gelten

Gallerte,

Fett (Öl) und

ähnliche

leichte Flüssigkeiten, sowie Gase. Diese F e t t r o p f e n fehlen daher niemals in den pelagischen K i e s e l a l g e n und P e r i d i n e e n , (Abb. 131) (auch nicht in den Planktontieren) und es ist kennzeichnend, wenn auch bisher noch wenig beachtet, d a ß die Fettproduktion mit der Dichtigkeit des Wassers ab- und zunimmt. Ganz besonders interessant ist f ü r uns die Herstellung des Schwebens durch

Gasproduktion.

Wir haben diese Seite der Pflanzenteclinik schon einmal von dem Standpunkt Anabaena

des Chemikers aus b e t r a c h t e t .

circinalis

und

Damals wurden die Alge

ihre Verwandten

als Beispiele einer

Pflanze

erwähnt (vgl. hierzu S. 107), die S c h w e f e l w a s s e r s t o f f , also ein überaus leichtes Gas in besonderen Vakuolen ausscheidet. phoren,

wie man

die entsprechenden

Apparate

Solche P n e u m a t o in

der

Planktologie

b e n a n n t h a t , sind aber weit verbreitet und oft kompliziert ausgestattet. Sie fehlen auch den P l a n k t o n t i e r e n

nicht und bedingen als hydro-

statische Einrichtungen das geregelte Schweben der

Siphonophoren.

Bei ihnen ist die Gasblase von einem durch die Zellen der Blasenwand abgeschiedenen besteht.

Gasgemisch

erfüllt,

das

zu

85,90%

Einzelne dieser Tiere, so z. B. Physalia,

aus

Stickstoff

ragt mit ihrem ballon-

artigen G a s b e h ä l t e r gewöhnlich weit aus dem Wasser hervor (Abb. 144). Hier haben wir das unmittelbare Vorbild aller L u f t b a l l o n s . brauchen dieserhalb nicht erst im Tierreich um

Beispiele zu

Und suchen,

da auch das Pflanzenreich solche ins Große gesteigerte Vorbilder bietet. In

den

pest" machte.

Sümpfen dermaßen,

Floridas

wucherte

vor

die

„Wasser-

daß

dort

Schiffahrt vielenortes

unmöglich

sie

die

Jahrzehnten

Seitdem ist die hübsche Pflanze, welche den Namen W a s s e r -

h y a z i n t h e (Pontederia

= Eichhornia

crpssipes)

erhielt, in die Gewächs-

häuser der Gärtner gelangt und wird gerne gepflegt als reizendes Pflänzchen (Abb. 145), das sich auf dem Wasser trotz seinem

ansehnlichen

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

247

Gewicht s c h w i m m e n d e r h ä l t , weil seine B l a t t s t i e l e ( c r a s s i p e s l ) zu ballonarigen

Luftbehältern

Krümmungsfläche, fluß

der

cher

die wie eine

Insolation

ein Vorbild

angeschwollen erwärmte

sind,

wenn

infolge

ihrer

u n t e r dem

Ein-

Eichhornia

Physalia deren

sich,

natürlich

befindet.

Konstruktionseigentiimlichkeit,

längst d e m

denen

Linse wirkt,

Luft

der Montgolfiferen,

in

im

ist

demnach

Prinzip und

Herausfinden

Leser überlassen kann, ein T y p u s m a r i n e r

ich

in m a n nunmehr

Zeppeline

dar-

stellt.

Abb. 144.

Das

Staatsquallen

Nonplusultra

doch gewisse m a r i n e suchungen genannt

sei.

nadelskelet ist

als

mantel allein sinken,

von

das

(Siphonophoren) m i t ihren

derartiger

Radiolarien,

Schewiakoff Sie

außen

und

können wodurch

die Zellen sie

ihre

das

einen

Gewicht

Brandt

bieten

besitzen

dichten

Gallertmantel,

des

einziehen

Meerwassers.

und

wieder

Unterseeboot

an

je-

Unter-

Acanthomia

Formen

Wasserverdrängung

moderne

Apparatur

als deren Beispiel n a c h den

und

verwandte

angeheftet

spezifische

können

hydrostatischer

Schwimmballons.

tetracopa ihrem der

Kieselleichter

Diesen

Gallert-

ausspannen;

dadurch

ändern,

aufsteigen

sein t e c h n i s c h e s

und Natur-

D ' e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

248

vorbild g e f u n d e n h a t .

Aber n i c h t g e n u g d a r a n , auch das System der

Hilfsballons, wie es im den

Thassalicollen

Bau der Zeppeline

benützt.

angewendet

In ihrem ä u ß e r e n

ist, wird

P l a s m a sind

zahlreiche

Vakuolen v o r h a n d e n , die mit einer bisher noch n i c h t g a n z genau kannten

Flüssigkeit gefüllt sind.

be-

Aus ihrer W i r k u n g läßt sich a b e r er-

schließen, d a ß sie leichter als d a s Meerwasser ist. Bereich der Reiztätigkeit der Zelle, diese

Es s t e h t ganz im

Vakuolen zu entleeren

d a d u r c h schwerer zu w e r d e n ) oder ihre Zahl u n d

Abb. 145. Eichhornia

von

Größe zu

(und

vermehren.

crassipes mit ihren Schwimmballons. (Original.) »/gverkl.

Bei der E n t l e e r u n g s i n k t die Zelle, bei der Sekretion neuer

Vakuolen-

fliissigkeit steigt sie wie ein neugefülltes Luftschiff in die Höhe. Ein a n d e r e s Radiolar (die Acanthometriden) richtung,

welche

auf

den

physikalischen

bedient sich einer

Gesetzen

der

wie sie der Histologe am G e f r i e r m i k r o t o m oder der P h o t o g r a p h Auslösung der K a m e r a v e r s c h l ü s s e v e r w e n d e t , Die Zellen besitzen ein stoßenden

Kieselnadeln

geordnet sind);

um

jede

der

nach

dem

Stacheln

zur

beruht.

Skelet von 20 im M i t t e l p u n k t

(die

Ein-

Gummibällt:,

Miiller'schen sind

zusammenGesetz

zarte, hyaline u n d

ankon-

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

249

traktile Fäden so angebracht, daß ihr eines Ende mit dem Stachelende, das andere mit den äußeren Ektoplasmaschichten verbunden ist. Wenn die Fasern sich zusammenziehen, verringert sich der Umfang der Zelle und das im Gallertmantel befindliche Wasser wird herausgepreßt; erschlaffen die elastischen

Fasern, schwillt das Körperchen wieder an.

Dementsprechend sinkt es aber oder steigt empor (Abb. 146).

Abb. 146.

Radiolar mit seinem hydrostatischen Apparat.

(Nach

Claus.)

In beiden Fällen sieht sich der Techniker vor N a t u r e r f i n d u n g e n , denen er teilweise gerade nur Errungenschaften der neuesten Zeit an die Seite stellen kann. Montgolfifcren produziert die Pflanzenzelle übrigens nicht bloß im Wasser.

Ein W a r m l u f t b a l l o n von ziemlicher Leistungsfähigkeit wird

von den einheimischen Nadelbäumen, im besonderen von den K i e f e r n (Pinus)

hergestellt.

Pinus

ist ein W i n d b l ü t l e r , der im Mai in seinen

kolossale Mengen

von

Pollenkörnern

bildet.

Jede

Staubblüten dieser

Zellen

250

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

(Abb.

147) ist in e i n e r d e r b e n

Luft gefüllte Säckchen

trägt.

H ü l l e e i n g e s c h l o s s e n , die b e i d e r s e i t s Die P o l l e n k ö r n e r fallen a u s d e n

mit

Staub-

b e u t e l f ä c h e r n auf die O b e r s e i t e d e r d a r u n t e r s t e h e n d e n S t a u b b l ä t t e r , w o sie liegen b l e i b e n ( A b b . 147 C). bekannten zeit

in

physikalischen

praktische

Abb. 147.

Die M o r g e n s o n n e b e s c h e i n t sie u n d zufolge d e s Gesetzes, das

Erinnerung

auch

gerufen

wird,

jedem

Luftschiffer jeder-

erwärmt

sich

im

Innern

Kiefernblüten (Pinus silvestris)-trieb ( A ) mit Po'len ( E und E'), die Warmluftbehälter (/) mit sich führen. Schematisch.

d e s B a l l o n s die e i n g e s c h l o s s e n e L u f t r a s c h e r als die u m g e b e n d e .

Das Staub-

korn wird schon v o m leisesten L u f t z u g abgeholt u n d steigt sofort e m p o r . Man

kann

über dem steht. im

sich

an

windstillen

Kiefernwald

Gelegentlich

einer

Gebirge weiß ich, d a ß

noch

in M a s s e n 1

zufälligen der

Pollen

leicht

davon

überzeugen,

goldgelbe Wolke feinen Beobachtung an

1

Während

an

der besonnten

schwebt.

allerdings lagen sonders günstig.

Maitagen

eine l e u c h t e n d

dem

30—50 m

an

einer

Felswand

Felswand

über den

Tagesmaximum

daß

Staubes Wipfeln

bleiben

sie

die Verhältnisse

be-

Die statischen u n d mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

251

auch oben schweben und sinken erst in den Abendstunden, entsprechend der Abkühlung langsam nieder.

Gerade auf die S a m e n b l ü t e n , die sich

frei auf der Spitze der Langtriebe erheben. Pinus

führt also im Dienste seiner Arterhaltung regelrechte L u f t -

s c h i f f a h r t e n aus; mehr an technischer Leistung kann wohl einer Pflanze nicht zugemutet werden. Die Pflanzenzelle hat damit einen gewissen Kreis von Anpassungen durchmessen, in dem ihre vielseitigen Leistungen sich auf das Erstaunlichste spiegeln.

Ihre Membran hat sich als ein Material erwiesen, das

bei jeder technischen Prüfung als Sieger hervorging.

f Abb. 148.

In Bezug auf

«

Kiefernpollen, eine n a t ü r l i c h e Montgolfière.

(Original.)

Druck- und Zugfestigkeit, Biegungsfestigkeit und Tenazität ist sie ein kaum übertroffenes Material.

Nur in einer letzten Beziehung ist sie

uns noch nicht näher bekannt-geworden.

Und das ist ihre E l a s t i z i t ä t .

Mit ihrer Betrachtung ist dann etwa das abgerundet, was mir über die technischen Leistungen der Pflanze so klar ins Bewußtsein getreten ist, daß ich es versuchen durfte, in einem Bilde nutzbringend

auch für

andere zusammenzufassen. Die

Elastizität

der Pflanzenmembran

ist dem

Urmenschen

und

den Kindern geläufiger, denn der Kulturmenschheit, die es verlernt hat mit Pfeil und B o g e n umzugehen, obzwar im russischen Heer noch um 1813 tscherkessische Bogenschützen

antraten und das

in der Schweiz, in Flandern und England Sport ist.

Die Pfeilbogen der

Bogenschießen

noch immer ein

Antike waren

beliebter

zwar zumeist Antilopen-

252

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

hörner,

die der

Orientalen

aber

Holz oder Bambus, deren Elastizität

damit seine höchste Anerkennung f a n d .

Unübertrefflich galt hierin im

deutschen

das E i b e n h o l z

und

englischen

Kulturkreis

(Taxus),

mit

dem Schußleistungen bis auf 800 in keine Seltenheit sind. Interessanterweise kann die Pflanze hierzu nicht nur das Rohmaterial liefern, sondern verwendet die Elastizität als technisches Prinzip zur Herstellung von Bögen selbst im Organismus der S c h l e i m p i l z e ( M y x o myceten) In den

und L e b e r m o s e (Hepaticae). den

Sporenkapseln

Sporen

Elateren,

eingelagert deren

der

allenthalben

Elastizität

dazu

schleudern und dadurch auszusäen. kapseln des

Schleimpilze

Brunnenlebermosoes

feine

dient,

finden sich

elastische

die

Sporen

zwischen

Zellfäden,

sog.

auseinander

zu

Gleiches findet man in den Sporen(Marchantía),

An dessen

Elateren

findet sich eine feinere Struktur, die zu besonders elastischen Leistungen befähigt. In der Elaterenzelle sind in der Wand zwei elastische W a n d verdickungen eingelagert die in regelmäßigen Spiralen einen Achsenstab so umschlingen,

wie

am

Stab

des

Merkur die zwei Schlangen

Kaduceus.

Es ist

also das Prinzip der S c h e r e n s p r e i z e n

Federung,

von dem z. B. der K a m e r a b a u

den

und der

neuerer Zeit so viel Ge-

brauch macht, im Bau der Pflanze ebenfalls angewendet (Abb. 149). Benutzt ist hierbei das Bestreben der festen Körper, nach erlittener Gestaltsänderung wieder ihre ursprüngliche Form anzunehmen. finiert die Mechanik den Begriff der Elastizität. erstreckt sich hierbei sowohl auf V e r s c h i e b u n g s elastizität.

So de-

Die Materialprüfung wie

auf

Volum-

Wird z. B. ein Silberdraht von 1 m Länge und

1 min2

Querschnitt so aufgehängt, daß er an seinem unteren Ende mit dem Gewicht eines Kilogramms beschwert ist, so verlängert er sich erfahrungsgemäß um 0,14 mm. Doppelte.

Ein doppeltes Gewicht verlängert ihn um das

Auch die Verlängerung des Drahtes zieht eine proportionale

Verlängerung nach sich, allerdings nur innerhalb einer gewissen Grenze. Andererseits s t e h t die durch die nämliche K r a f t hervorgebrachte längerung zum

Querschnitt

des Drahtes

im umgekehrten

Ver-

Verhältnis.

Nach diesen Gesetzen ist also das elastische Verhalten eines Körpers vollständig

bekannt,

wenn

Länge ein D r a h t von 1 m m

man 2

weiß,

um

Querschnitt durch

verlängert wird. Diese Ziffer wird durch den angegeben.

welchen

Bruchteil

seiner

eine Zugkraft von 1 kg

Dehnungskoeffizienten

Und dieser beträgt bei Silber 1 / 7300 , bei Gold

1

/ 8000 , bei Eisen

Die statischen und mechanischen Leistungen der PFlanzenzelle.

V21000'

Stahl

7I9OOO>

bei T a n n e n h o l z

aber

Vuw

Je

253.

kleiner

der

Koeffizient ist, desto elastischer ist die betreffende Substanz, so d a ß also Holz in dieser Tabelle am besten abschneidet und die Pflanze wieder einmal Sieger geblieben ist.

Umso mehr, als K a u t s c h u k , der elasti-

scheste aller Körper ist, weil sein Elastizitätskoeffizient gar nur V300—V^o beträgt.

Und d a ß der B a s t in Bezug auf das Tragvermögen bei der

Abb. 149. Scheerenspreizen einer modernen photographischen Kamera.

Elastizitätsgrenze nicht nur dem Schmiedeeisen, sondern m i t u n t e r sogar den besten Qualitäten Stahl zur Seite gestellt werden kann, haben wir bereits gehört (S. 200 u. ff.). Mit solchem Material k o n n t e die Pflanze es allerdings wagen, auch b a l l i s t i s c h e P r o b l e m e zu lösen, und sich nicht n u r Schleudern, sondern auch K a t a p u l t e , wahre pflanzliche Geschütze zu bauen. meisthin in den Dienst

ihrer Fortpflanzung gestellt.

Sie sind

Ist dies doch so>

254

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

ziemlich die einzige Gelegenheit, bei d e r f ü r sie d a s B e d ü r f n i s gegeben ist, rasch

auf einen w e i t e r e n

Kreis i h r e r

U m g e b u n g m i t ihrer

Pollen-

u n d S a m e n v e r b r e i t u n g zu w i r k e n . Und

so seien

anschwellenden vegetabilen

hier

zur

Abrundung

Tatsachenmateriales

ballistischen

unseres

langsam

schließlich

Konstruktionen

noch

überreichlich

drei

Fälle

von

in

denen

die

beschrieben,

P f l a n z e ein Vorbild m e n s c h l i c h e r K u l t u r b e s t r e b u n g e n gewesen ist. Eine

große

Anzahl

von

Gewächsen

bringt

Schleuderfrüchte

h e r v o r , deren Zweck es ist, die S a m e n oder Sporen m ö g l i c h s t weit entfernt wegzuschleudern, deihen

günstige

um

die neue G e n e r a t i o n

Umgebung

zu

bringen

und

in f r e m d e , ihrem

den

von

Ge-

der M u t t e r

be-

siedelten L e b e n s r a u m v o n der K o n k u r r e n z der N a c h k o m m e n s c h a f t frei zu Zu diesem Zweck wird in den e i n f a c h e r e n Fällen d e r

halten.

in A n s p r u c h g e n o m m e n . (Abb. 2 b),

F ä d e n den o s m o t i s c h e n die

Sporen

wird,

was

cristallinus

E n d k e u l c h e n seiner

D r u c k a u t o r e g u l a t i v so steigert, d a ß d a s obere

Köpfchen der

bis

einen

Kleinheit

des

Meter nur

weit

weggeschleudert

kaum

3 — 4 Millimeter

G e s c h ü t z e s eine ballistische L e i s t u n g e r s t e r O r d n u n g

Diese

denen

tragende angesichts

messenden -

So z. B. v o n d e m Pilzchen Pilobolus

d a s auf einem v o n Zellsaft geschwellten

Turgor

Sporenartillerie

einzelne

eignet

gelegentlich

einer

solcher

ganzen

Zahl

Entladungen

von

sogar

ist.

Pilzen,

knallen

von

(z. B.

Sphaerobolus). In a n d e r e n Turgorsteigerung, membran. Diese

Fällen g e s c h i e h t d a s A b w e r f e n von S p o r e n n i c h t sondern

Solches

Pflanzen

gilt

durch

Ausnutzung

z. B.

von

umschließen

ihre

den

Sporen

der

Elastizität

Sporangien mit

einer

der

Kapsel,

W a n d u n g ein R i n g v o n Zellen so e i n g e b a u t ist, d a ß d u r c h ihre

Elastizität

bis

an

die

Grenze

in

Anspruch

der

durch ZellFarne

in

deren

Krümmung

genommen

ist.

Da

n u n der E l a s t i z i t ä t s k o e f f i z i e n t steigt, je weniger s a f t r e i c h die P f l a n z e n faser ist, der

m u ß bei d e m A b s t e r b e n u n d d a d u r c h b e d i n g t e n

Sporangien

mit

Sicherheit

der

und

Inhalt

Grenze

überschritten

der

Federn

auseinanderschnellenden

Teile

Moment durch der

kommen, die,

Austrocknen

in

dem

gleich

diese

elastischen

Sporenkapselwand

verstreut

werden muß. W i e d e r s e h e n wir hier d a s P r i n z i p

der e l a s t i s c h e n

Feder

(vgl.

auch S. 51) in A n w e n d u n g , d e m wir s c h o n e i n m a l u n t e r den t e c h n i s c h e n Leistungen d e r P f l a n z e b e g e g n e t e n .

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

255

Da nicht n u r der Aufbau, sondern auch die Zerstörung von Kulturwerten

zu dem

Kreis menschlichen

Kulturlebens zu gehören

haben die Menschen von je besondere Aufmerksamkeit den

scheint,

Gesetzen

d e s W u r f e s zugewandt, auf denen letzten Endes alle Kriegführung b e r u h t .

Abb. 150. Schlagwerk des Salbeis in schematischem Längsschnitt (3) in Funktion ( 4 — N a c h K e r n e r .

Es

kann uns nicht zugemutet werden, hier ein Kompendium

Ballistik

aufzurollen, obzwar dies n u r dazu dienen würde, auf

der das

Erstaunlichste nachzuweisen, bis in welche Einzelheiten hinein die Pflanze diese Gesetze beherrscht und zu ihrer Anwendung Vorsorge t r i f f t . Einige der wichtigeren Tatsachen werden genügen, um die nötige Beweiskraft f ü r das Gesagte aufzubringen.

256

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

Es ist vorteilhaft, das Geschoß beim Abfeuern in eine Drehbewegung zu

versetzen.

Dies ist uns schon

Schwimmformen

der

Flagellaten

entgegengetreten, Gegenstücke

als wir in den

der

Projektile

er-

die

Flugbahnen

der

kannten (vgl. S. 241). Eine

zweite

Erfahrungstatsache

lehrte

uns

Geschosse so zu berechnen, d a ß sie mit einem Winkel von 45° beginnen. Es wird dadurch die günstigste Möglichkeit ausgewertet.

Wiesensalbei (Salvia)

Abb. 151.

Drittens

trachtet

mit seinem Staubfädenschlagwerk. (Schwach vergr.)

man,

allen

Geschossen

eine

Flugform zu geben, die aus den beigegebenen rascher zu ersehen ist, Besonders

(Original.)

möglichst

Abbildungen

denn aus einer theoretischen

günstige 139—140

Betrachtung.

beachtet man, daß der L u f t w i d e r s t a n d

mit der Ge-

schwindigkeit des Geschosses wächst, und d a ß schwerere Geschosse mit kleinem besten

Querschnitt überwinden.

geschosse

und einer Zuspitzung am Vorderende diesen Dies h a t zur allgemeinen E i n f ü h r u n g der

(Abb. 140 A — B )

schnittsbelastung

besitzen.

geführt,

weil

diese

eine

hohe

am

LangQuer-

Als günstige Formen haben sich dabei

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

257

m e h r als 2, sogar 4 (und bei A r t i l l e r i e g e s c h o s s e n sogar 5)

Kaliber

ergeben. Alle diese Einsichten und noch vieles, was hier gar nicht gestreift wurde,

hätte

können.

der Geschützkonstrukteur

längst

der

Pflanze

ablernen

Wo es ihr darauf a n k o m m t , mehr rasante Bahnen zu erzielen,

also weit wegzuschleudern, wendet sie gezogenes Geschütz an, d. h. sie versetzt

die

springens

in

Fruchtklappen

Geschoß mitteilt.

Abb. 152.

oder F r u c h t k ö r p e r

Drehbewegungen,

wodurch

sich

im die

Moment

des Auf-

Längsdrehung

Dies ist der Fall bei den Pilzen Penicillium,

dem

Botrytis,

Frucht von Hura crepitans, eine „ B o m b e " der Pflanzenwelt. (Nach W e t t s t e i n . )

oder bei Wistaria

sinensis,

die dadurch ihre

Früchte

10 m weit

ab-

schießt. Mehrfacher

Kaliber

ist

im

allgemeinen

als die Form der S c h r o t k ö r n e r ,

die

ebensowenig wie T u r b i n e n g e s c h o s s e

häufiger

allerdings

auch

(Abb. 139 C,) nicht

fehlen,

(Abb. 140 C j ) , als welche wohl

Früchte gelten können, die durch ihre Form in einer Bogenlinie abfallen. Die Zuspitzung am Vorderende kehrt bei vielen geschleuderten Samen wieder (Abb. 140 B ^ und auch der A b g a n g s w i n k e l von 4 5 ° ist bei den meisten

derartigen

vegetabilen

F r a n c 6, Die Erfindungen der Pflanzen.

Geschossen

genau

vorgesehen. 17

Die

258

Die statischen und mechaniscnen Leistungen der Pflanzenzelle.

Studien von C. S t e i n b r i n c k 1 bieten hierüber der Militärwissenschaft eine schier unerschöpfliche Fülle von belehrenden Tatsachen, wenn sie auch dort noch nicht genügend ausgewertet sind.

Abb. 153.

Springkiaut ( l m p a t i e n s ) mit seinen elastischen (Nach W a r b u r g . )

Fruchtmechanismen.

Es werden dadurch von vielen Pflanzen mit Schleuderfrüchten, so gute Flugbahnen

erzielt, daß sich die Pflanze mutatis mutandis sogar

neben den artilleristischen Leistungen des Weltkrieges sehen lassen kann. Die

Frucht

der

Spritzgurke

(auch eine noch unausgewertete

(Momordica) ein

„Turgorgeschütz"

technische Möglichkeit) explodiert bei

der geringsten Verletzung und spritzt ihre Samen meterweit. 1

C. S t e i n b r i n c k , Untersuchungen.

1878.

Die Cyclan-

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

therm

(Abb. 152) sind w a h r e B o m b e n ,

die m i t heftigem Knall

dieren, wobei ihnen eine federnde Klappe die Auslösung b e s o r g t Frucht

des

Sandbüchsenbaumes

ballistische Leistung. Die Früchtchen die der Geraniaceen Federn

( H u r a crepitans)

hat

expliv Die

die

beste

Abb. 153),

sowie

Sie schießt 14 m weit. des S p r i n g k r a u t e s

(Impatiens,

sind eigentlich B o g e n s c h l e u d e r e r , denen g e s p a n n t e

die A n t r i e b s k r a f t ihrer

Geschosse verleihen.

Von ihnen ist es

Abb. 154. Die Minenwerfer des Sauerdorns. Berberis-Blüten bewegungen (rechts) ausführenden Staubfäden. (Oiiginal.) (Vgl. Abb. 155.)

nur m e h r ein Schritt Blüten

259

zu so

hervorgebracht

haben

vollkommenen und

die

mit ihren ReizSchwach vergr.

A p p a r a t e n wie

den

Beschluß

sie

einige

unserer langen

Liste d e r P f l a n z e n t e c h n i k e n machen mögen. Gemeint der

ist hierbei

der

Staubfaden

des

Sauerdorns

mit einem lebenden S c h l e u d e r m e c h a n i s m n s

(Berberis),

versehen, eines der

klassischen Beispiele mechanischer Zelleistungen ist. Berberis mit

h a t bewegliche S t a u b f ä d e n (Abb. 154), die an ihrer Basis

Sinneshaaren

versehen,

durch

deren .Reizung

osmotischen Bewegungen v e r a n l a ß t werden.

zu

plötzlichen

B e r ü h r t m a n den F u ß des

S t a u b f a d e n s mit einer Nadel, so springt sofort' der ganze 17*

Staubfaden.

260

Die statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

mit merklichem Ruck nach vorn, und da er in zwei seitlich angehängten löffelartigen Staubbeuteln Blüte ein.

Pollen trägt, s t ä u b t

er den Störenfried

der

Das ist der Zweck der ganzen Vorrichtung, die immer von

der Botanik als eines der merkwürdigsten Beispiele pflanzlichen Sinneslebens gewertet wird, während sie ein nicht minder merkwürdiges f ü r ein in unserer Technik nicht existierendes o s m o t i s c h e s Denn mit den Waldeseln

(Abb. 155) mittelalterlicher

kunst, die in den S t e i n s c h l e u d e r e r n

Onager

ist.

Belagerungs-

tiroler Landesschützen und den

Abb. 155. Ein Onager (Steinschleudermaschine) des Mittelalters. (Vgl. Abb. 154.)

M i n e n w e r f e r n ihre moderne Auferstehung erlebten, kann man auf Einrichtung und Wirkung hin die Staubfäden von Berberis

in eine Paral-

lele stellen. Nur in der Wirkung gleich, anders jedoch im mechanischen Prinzip funktionieren endlich die S c h l a g w e r k e des S a l b e i (Salvta) (Abb. 150/51) — die' der Mechaniker nur zu sehen braucht, u m sofort zu wissen, d a ß er hier eine im

Anwendung

ungarischen

des

Hebelprinzipes

Dorfbrunnen

den kürzeren Arm

niederdrückt,

wieder wird

vor sich h a t , wie es

verwendet

ist.

Wenn

man

der längere einen entsprechend

D i e statischen und mechanischen Leistungen der Pflanzenzelle.

ansehnlicheren

Weg

beschreiben,

im

Fall

der Blüte

mit dem gefüllten Eimerchen voll Blütenstaub in Fall des D o r f b r u n n e n s

den

dem

261

Blütengast

den Pelz fahren,

im

Eimer bis zum Wasserspiegel hinabsenken,

u m zu schöpfen. Es weiß eben die Pflanze vom ersten Augenblick an, in dem ihr zum Leben

erwachenden

Keimling

den

ersten

Lösungsvorgang

in

seinen

N ä h r s t o f f v o r r ä t e n einleitet, bis zu dem Moment, in dem sie mit Blühen und Verbreitnng ihrer Nachkommenschaft den Kreis ihres Einzellebens abschließt, stets das ganze Register aller chemischen und physikalischen Gesetze zu handhaben,

auf dessen teilweiser Meisterung wir s o stolz

sind, d a ß wir oft im Übermut unsere Technik gleichsam als die Krone unserer K u l t u r und das echteste Zeichen der die N a t u r Intelligenz des Menschen einschätzen wollten.

überragenden

V. Schlußzusammenfassung. Als wir i)n die vorliegenden wir uns als P r o b l e m :

Untersuchungen

herantraten,

stellten

Entwicklung als ein Werdendes, d a s Leben als

Aktivität aufzufassen und gelangten dadurch zur Nötigung, der Pflanzenzelle ein „ K u l t u r d a s e i n " mit technischen, stungen zu vindizieren. mußte

es gelten,

wenn

künstlerischen,

sozialen

Lei-

Als Beweis f ü r die Richtigkeit unserer Ansicht es gelang,

Zeugnisse

dieser

Aktivität aufzu-

treiben. Und in einem

Untersuchungsgang, dessen Mühsal den

kaleidosko-

pisch sich aufdrängenden Bildern kaum anzusehen ist, haben wir nun wenigstens das eine dieser Gebiete, das der technischen Leistungen durchschritten.

Die anderen (das der künstlerischen Leistungen wurde We-

nigstens in der Frage der Baustile gestreift), sind nicht weniger dankbar, erfordern aber ebenso mühsame

Untersuchungen f ü r sich und

werden

nicht ausbleiben. Nun bin ich mit der mir gestellten Aufgabe zu Ende und anderes bleibt mehr zu tun,

als in einem plastischen

arbeitete nochmals zu überblicken

und

auf

seinen

nichts

Bilde das

schon

Er-

fließenden

Nutzen, auf seine Tragweite hin, durchzudenken. Und Wort

da

darf

aussprechen:

man

voll

Stolz

Unermeßlich

und

den wir n u n m e h r sichern können. Leistungen. aber

Daran

jemand

Leistungen gesteigert, überlegen

so

haben

daran

wir

allumfassend, wie

freudigem

unausdenkbar

Erstaunen ist

Die P f l a n z e b e s i t z t nicht

gedacht,

komplizJert, sind,

und

daß

der

ausgedehnt,

Nie

nachgewiesen

hat

technischen

unerhört,

dermaßen dem menschlichen

hier

Gewinn,

technische

gezweifelt. diese

das

hochKönnen

ist.

Zu allen diesen Epitheta gibt uns das überreiche Tatsachenmaterial wohlberechtigten Anlaß, das in den vorausgehenden Seiten ruht.

Schlußzusammenfassung.

263

Jede Art von technischem Können ist damit als Kultureigenschaft des Pflanzenplasmas nachgewiesen. Das

Mechanische

vorgebracht,

die auf

Können

dem

der

Pflanze

hat

Prinzip des K r e i s e l s

spiel diene die Flagellatengattung Errera (S. 233). sich

als

Kieselalge

nach

dem

r a d e s (S. 243, Abb. 142). nach Die

Art

der

Prinzip

haben

her-

Als

Bei-

Die Pflanze bewegt

Segner'schen

Wasser-

Sie schuf sich in den Elateren Organe, die

Scherenspreizen

Kieselalgen

des

Formen

beruhen.

ihren

funktionieren

(S. 252,

Bergkristallpanzer

Abb.

149).

ausgespreizt wie wir

einen K o f f e r s p r e i z e n (Abb. 13); sie verwenden an seinen Ecken Beschläge Art

(S. 4 0 Abb. 20).

der K u g e l l a g e r

In den Z e l l e n

(S. 168 Abb. 83)

sind

die Zellorgane

angeordnet.

Die

der Spaltöffnungen sind dein Wesen nach a u t o m a t i s c h e (Abb._42 S. 51). S. 51),

ebenso

Pflanze

hat

In in

das

ihnen den

sind

elastische

Schlev.derfrüchten

Prinzip

der

nach

Schließzellen Verschlüsse

Federn

tätig

(Abb. 152

(Abb. 42

S. 259).

Evakuationspumpe

Die

(S. 28 Abb. 12)

angewendet und erfunden. Aus

dem

Können

des

Maschineningenieurs

Pflanze

folgende

Konstruktionen:

Röhre

in

Gefäßen

den

gelegentlich A b b . 24) den

des

Saftsteigens (S. 27),

in

den

Gefäßen

und

tungen

mit

Hydathoden,

technische sie sich

(S. 176

mit

ihren

(S. 20

Menschentechnik Tigger

die

Kammerfilterpressen Abb. 108), mit

(S. 92'

(S.-225

der

Hebewerke

Pressen

(Abb. 60 S. 122), - E n t und den

Stofftreiber, Abb. 46), sie

in

Kühleinrich(S. 27),

Zyphellen der

leistet dasselbe wie in der

sie verwendet

Abb. 128),

(S.48

Röhrenkühler

Abb. 82),

Leucobryum

Holländer, Abb. 32),

Grundform

Transpirationseinrichtungen

Abb. 3), ihre Zirkulation

(S. 71

-Mannigfaltigkeit

in

die

baut

hydraulische schuf

Kohlensäurebetrieb in Dischidia

Oberflächenkondensatoren

und

sie

Interzellularen

wässerungsanlagen Flechten

Die

(S. 29 Abb. 8),'

verwendet

Turbinen'

verwendet

denen sie Gebilde konstruiert

Waschtrommeln

Dichtungen

nach

(S. 53),

in

größter

I-Träger Art der

(S. 196 Gitter-

b r ü c k e n (S. 202 Abb. 113) und P a u l i s c h e n B r ü c k e n (S. 207 Abb. 111), sie steift ihre Röhren mit D i a p h r a g m e n aus (S. 207 Abb. 115), schafft sich

in

drüsen"

Marchantia Kesselstein

Schornsteine ab

(S. 121), lagert

(S. 125) und

in den L i a n e n (S. 22 Abb. 5).

in

den

bildet T a u e zum

„Kalk-

Festhalten

Schlußzusammenfassung.

264

Die Formen unserer i n d u s t r i e l l e n und

manchmal

tungen an.

Technik

sogar w i e . unzulängliche Kopien

m u t e n vielfach wie von

Pflanzeneinrich-

So wiederholen die G r a d i e r w e r k e das Prinzip der Blätter

(S. 135 Abb. 65), die p h o t o g r a p h i s c h e P l a t t e verwertet den photocheniischen

Prozeß,

die

Reduktionstechniker

arbeiten

nicht

rationell wie die Pflanzenzellen (S. 130), die A l k o h o l i n d u s t r i e

so

bedient

sich des chemotechnischen K ö n n e n s der Hefepilze (S. 131), das f r a k t i o nierte

Filtrieren

(S. 95),

unsere

linse

der

des

Bierbrauers

Glockenblumen

ihr Vorbild in

wiederholt

Beleuchtungslinsen (S. 162

sind

Abb. 76),

der Pflanzenwelt (S. 83),

eine biologische Technik (S. 84), eine

Vorbilder,

biologischer

Filzen,

Parfümen

Vorgänge

Bergkristall-

Zementbereitung

das F ä r b e n , (S. 86) sind

Nachahmung

der

hat

die A b w a s s e r r e i n i g u n g ist

die Herstellung von G a l l e r t e n Samten,

biologische

Kopien

imitiert

die

Lackbereitung,

als kolloidale

auch

die

Leistungen

Techniken

Herstellung der

von

Pflanzenzelle

(S. 192 Abb. 103). Die

Pflanzenzelle

kann

Wärme

erzeugen

(S. 140),

kann

vollkommener als wir herstellen (S. 144), ihre osmotischen werden nur unvollkommen nachgeahmt bei der

Licht

Leistungen

Melasseentzuckerung

(S. 106). Sie verwendet in PAacus B a l a n c i e r g e w i c h t e (S. 238 Abb. 136), benutzt

Kristallisationsschalen

lytische Vorgänge als

wir

(S. 89)

(S. 77

Ab. 35),

kennt

(S. 127), bereitet im Viszin bessere

und

unsere

Korkindustrie

steht

elektro-

Klebestoffe

ganz

auf

ihrer

Mithilfe. Auch gewebe

auf

Schiffskonstruktionen

ein.

Man

Pyramidochrysis

findet

(S. 239)

bereits und

Abb. 126); alle gebräuchlichen noch

einige dazu

sind

lassen

an

Einzellern

Steuerruder Propellertypen

verwirklicht,

Prinzip der T u r b i n e n s c h i f f e (S. 242

sich

ebenso

die Kiele,

(Rhizosolenia

Abb. 125),

Unterseebooten tomeen

das

(S. 247

so

bei

S. 232

(S. 229

Abb. 133)

und

bei den

Kieselalgen

das

Abb. 142); einzelne Algen sind

veritable B o j e n (Abb. 246 S. 144), sie haben A u s l e g e r ceras, S. 241

Pflanzen-

(z. B.

verwenden T a u c h e i n r i c h t u n g e n

Chaeto-

gleich den

Abb. 146), wenden in den Septen der Dia-

Schottensystem

an (S. 207

Abb. 43)

und

bilden f ü r

Landreisen S e g e l (z. B. die U l m u s f r ü c h t e , und K a b e l in den W u r zeln (Abb. 100). Überraschend

viele Einzelheiten sind

durch

die Pflanzenzelle dem

Schlußzusammenfassung. Artilleriekonstrukteur

vorweggenommen:

265

Es gibt im Pflanzenreich

Gebilde nach Art der T u r b i n e n g e s c h o s s e (Mallomonas, S. 241 Abb. 140 und

Früchte (Abb. 152)), T o r p e d o f o r m e n (Phacus, S. 237

Drehp.feile

und

gezogenen

Geschütze

werfer

und

Fliegerpfeile

Onager

Rotation

der

ist

sind

(S. 239

Abb. 140); das

angewendet tätig

Geschosse

(S. 238

(S. 260

(S. 257),

Abb. 138), Prinzip

Abb. 136),

Abb. 148); man man

kennt

der

Minen-

kennt

die

explodierende

B o m b e n (S. 259), das Prinzip der elastischen F e d e r n (S. 254 Abb. 150) und S i c h e r u n g s b a u t e n

nach Art der P a n z e r t ü r m e

bei Kieselalgen

(S. 34 Abb. 13). Auch der L u f t s c h i f f e r wird seine technischen Leistungen wieder finden.

Anisonema

steuert

ihren

„Flug"

nach dem Prinzip eines S c h l e p p t a u e s ist

ein

wahrhafter

golfière

durch

(S. 234

eine

Schleppgeißel

Abb. 131),

G a s b a l l o n (S. 107), der P/nuspollen

(S. 215

Abb. 121)

und

Fallschirme

Anabaena

eine

(S. 217

Mont-

Abb. 123)

werden von F r ü c h t e n sonder Zahl in höchst raffinierter Konstruktionen angewendet, H ö h e n s t e u e r von den Flagellaten. Dem C h e m i k e r

sind die technischen

des Neides und ein Vorbild. Anwendung

von F i l t e r n

Leistungen ein

Gegenstand

In ihnen findet er L ö s u n g e n (S. 65), die (S. 89),

Kolloiden

(S. 82),

die

Vorgänge

der S u b l i m a t i o n (S. 78), D e s t i l l a t i o n (S. 120), O x y d a t i o n (S. 128), R e d u k t i o n (S. 130), E l e k t r o l y s e (S. 127); die Pflanze h a t

besondere

Techniken f ü r A n a l y s e n in der F ä u l n i s und f ü r S y n t h e s e n ,

durch

die sie in Zucker, Stärke, Fett, Eiweiß, K a u t s c h u k und Enzymen zusammengesetzte Körper darstellt, die ihm versagt blieben. Schließlich

hat

auch

der A r c h i t e k t

der Pflanze wiedergefunden. (S. 37

Abb. 15),

spannungen

seine

Gerüstbauten,

sind denen

seine

Leistungen

in

denen

Sein E i s e n h o c h b a u kopiert ihre Gesetze der

Verspreizungen

Dasycladiaceen

und

nicht überlegen

Ver-

(S. 88),

sein F a c h w e r k ist ebensowenig etwas Neues wie die Anwendung von Ziegeln,

deren Prinzip

von

den

kolloidalen

Zellen (S. 84 Abb. 40)

viel vollkommener vorweggenommen wurde, so wie der M ö r t e l die

Adsorption

(S. 83) der Zellflächen.

Die Pflanze

hat

durch

Gebilde,

die in den H o h l z i e g e l n u n d K o h l e z i e g e l n (S. 173) imitiert werden, sie kennt V e r b l e n d u n g e n (S. 176), I - T r ä g e r , d a s Mauerwerk der Antike aber

auch

ganz neue verzahnte

Formen

(S. 180

Abb. 92), den

Be-

griff der F e n s t e r , der T ü r r a h m e n in den Schließzellen (S. 51 Abb. 26),

266 sie

Schlußzusam menfassu n g.

hat

Füllungen

und

aller S ä u l e n (S. 184

Pilaster

(Abb. 30 S. 61),

ist

das Vorbild

Abb. 104) mit A r c h i t r a v und B a s i s , sie erbaut

G e w ö l b e in ihrem Zellengefüge (S. 178 Abb. 181), hat in den Lenticellen das Prinzip der D a c h l u c k e n , bei Marchantia angewendet

(S. 177

und

baut

vor

das des S c h o r n s t e i n e s

allem

in

ganz

bestimmten

Stilen. Mehr

findet sich

im vorliegenden Werk nicht nachgewiesen,

ob-

wohl es ein Leichtes wäre, die Zahl der Belege zu vervielfache^, mit einer umfassenderen technischen Kenntnis als der meinen noch viele Brücken zwischen

historischen

und

aktivität zu schlagen.

modernen

Techniken

sowie

der

Pflanzen-

Um aber das Gesetz zu finden, dazu genügt das

bisherige, und darum halte ich dieses Buch, den Vorläufer einer ganzen Literatur und Forschungsrichtung dennoch für abgerundet. Schon

jetzt

ist

Frage

über

Frage,

Problem über Problem aufgetürmt.

Anregung

über

Anregung

Es ist .möglich, über t e c h n i s c h e

P h y l o g e n i e der Pflanze und des Menschen zu forschen, eine Ph i I o s o p h i e der

Erfindungstätigkeit

Telelogieproblem

zieht

in

ihren

von allen

wird

Seiten

Grundlagen neu

sichtbar,

beleuchtet,

das

die Auf-

auf sich, die neue Wissenschaft der B i o t e c h n i k ist be-

merksamkeit

gründet und fordert die analytische Durchpflügung ihres Gebietes. Alles

das

ist

Sache

einer

erfolgverheißenden

und

arbeitsreichen

Zukunft. Um aber auch jene, die — und zwar mit

Berechtigung —

von

einer neuen wissenschaftlichen Idee fordern, daß sie durch ihre H e u r i s t i k ihre Zumutung beweise, von uns so viele neue Arbeit und geistige Umstellungen zu fordern, von dem heuristischen Wert der hier dargestellten neuen Forschungsrichtung zu überzeugen, will ich noch auf zwei Parallelreihen hinweisen: auf die n e u e n

Problem^,

die

meiner Wissen-

s c h a f t d e r B o t a n i k nunmehr gestellt sind und auf jene die überreich im Fluß der D'arstellunu für den Techniker auftauchten. Neue

botanische

Möglichkeit, eine

Fragestellungen

zeigten

sich

uns in der

Ökonomie der Nahrufigsverteilung im Zellstaat fest-

zustellen (S. 149). ;*Neu zu schaffen ist erne c y t o l o g i s c h e (vgl. S. 170), an der es heute völlig fehlt. loidale

Natur

mechanischen

der

Pflanzenmembran

Leistungen, der

Zellwand

Mechanik

Fruchtbar ist es, die k o l als Erklärungsprinzip

heranzuziehen

was bisher kaum in Angriff genommen wurde.

(vgL

der

S. 157),

267

Schlußzusammenfassung. Höchst gungen

fruchtbar

der

Gesichtspunkten; ständnis

erscheint

das

Stadium

der

Schwimmbewe-

E i n z e l l e r (vgl. S. 234) nach den von u n s a u s g e f ü h r t e n

der

man

wird

damit

zu

Formgestaltung

einem

mechanischen

Ver-

auf einem Gebiet k o m m e n ,

wo es

bislang nöch g a n z f e h l t . "Neu w a r im R a h m e n der D a r s t e l l u n g f ü r den B o t a n i k e r das nun erlangte (S. 93)

tiefere V e r s t ä n d n i s als

linsen als

Teile

einer

für

Beleuchtungsapparate

einrichtungen

im

die F u n k t i o n

Kammerfilterpresse,

Tüpfel

A u f f a s s u n g der

(Abb. 163), der

Pflanzenstaat

D e u t u n g der H y d a t h o d e n

der g e h ö f t e n

die

Zell-

Nachweis von K ü h I -

(S. 123),

neu

war

endlich

die

als h y d r a u l i s c h e P r e s s e n (S. 47).

Völlig reformierend auf die p h y s i o l o g i s c h e

Pflanzenanatomie

m u ß n a t ü r l i c h auch die hier nachgewiesene B e r e c h t i g u n g einer A u s d e h n u n g der O r g a n p r o j e k t i o n gestaltung Freut

als allgemeines

Erklärungsprinzip d e r

Organ-

wirken.

es den

Verfasser,

damit

innerhalb

seiner

eigenen

Wissen-

s c h a f t Erfolge erzielt zu h a b e n , so h a t es aber vielmehr allgemeinen und namentlich

p r a k t i s c h e n W e r t , d a ß er auch d e m T e c h n i k e r neue Wege

u n d Möglichkeiten von der B o t a n i k her aufzeichnen k o n n t e . Neue P r o b l e m e stellt die P f l a n z e d e m T e c h n i k e r m i t ihren unbekannten

Turbinen-

und

Propellerformen

A u s l e g e r n u n d T o r p e d o f o r m e n (vgl. S. 236). praktisch das S t u d i u m der V a k u o l e n h a u t

sowie

bisher

besonderen

Besonders wichtig ist

(vgl. S. 105) als Grundlage

einer U m w ä l z u n g im Bau von Behältern (Kesseln), die hohe S p a n n u n g e n zu e r t r a g e n h a b e n . ökonomischeren

N e u e Möglichkeiten zeigt die Pflanzenzelle bei der

Gestaltung

von

Röhrenwandungen

(S. 29),

sind die Aussichten auf bessere V e r w e r t u n g der kolossalen in der Q u e l l u n g r u h e n (vgl. S. 105).

U n g e h o b e n e Schätze bergen die

E r k e n n t n i s s e ü b e r K o l l e n c h y m (S. 192), die Möglichkeit Maschinen,

von W a c h s g e f ä ß e n

(S. 112) ü b e r

u n d G e r ü s t b a u t e n (S. 35), im P f l a n z e n k ö r p e r .

die

osmotischer Verspannungen

Der A r c h i t e k t h a t neue

Anregungen, die zur V e r w e n d u n g k o l l o i d a l e r B a u m a t e r i a l i e n , S. 191) f ü h r e n k ö n n t e n ; vor allem des

Organstiles

ein

neu

K r ä f t e , die

aber reißt sich ihm m i t der

u n g e h e u r e s Problem

voll

tiefster

(vgl. Frage

künstlerischer

und organischer E i n s i c h t e n a u f . Eine n e u e W e l t von Arbeit, Möglichkeiten u n d E r k e n n t n i s s e n liegt schimmernd

da, s i c h t b a r geworden d u r c h die glückliche

Idee den

Ent-

268

Schlußzusammenfassung.

wicklungsgedanken

konsequenter

zu

fassen und

die

Pflanzenzelle

als

ein Werdendes und Arbeitendes zu werten. Es ist aber auch eine neue Welt, in die dieser f r u c h t b a r e Gedanke tritt,

in

einem

Zeitalter

voll

tiefer Zerstörung

in einer Menschheit, die darauf angewiesen ist:

von

Vergangenheiten,

die heimische

Natur,

tiie Weltkräfte ü b e r h a u p t nun bei dem Neubau der K u l t u r des X X . J a h r hunderts ganz anders auszunutzen wie bisher. Es ist mir ein tiefes Gefühl von Genugtuung, d a ß ich, mit dieser Gabe, meiner Pflicht, beizutragen an dem großen Kampf um die

Ideale

des Seins, gerade in den großen J a h r e n der Erneuerung unseres Volkes nachkommen konnte.

Register. A b a k u s , A n o r d n u n g des 195. A b d i c h t u n g pflanzlicher Röhren 54. A b i e t i n e n , K r i s t a l l h ä u t e im Bast von 76. a b s o r b i e r e n d e S a l z e bei Pflanzen 62. A b s o r p t i o n der Bodenlösung d u r c h P f l a n z e n 150. A b w a s s e r r e i n i g u n g als Gegenstück zu N a t u r v o r g ä n g e n 56. — d u r c h P e k t i s a t i o n 84. A c a n t h o l i m o n , K a l k d r ü s e n an 126. A c a n t h o m i a t e t r a c o p a , hydrostatische E i n r i c h t u n g e n von 247. A c t i n o p t y c h u s als architektonisches Vorbild 36. A c a n t h u s , B o t a n i k als Vorbild des 184. A d l e r f a r n , Q u e r s c h n i t t d u r c h 181. A d s o r p t i o n als E i g e n s c h a f t der Kolloide 83. A e r o b i o n t e n , Begriff der 129. A g a r i c u s g a r d n e r i , L e u c h t e n von 142. — m e I l e u s als Ursache des G l i m m lichtes im f a u l e n d e n Holz 143. — m u s c a r i u s , Speicherung von Trehalose in 110. A g a t h i s , H a r z g e w i n n u n g aus 55. A g a v e , Beispiel f ü r B l u t u n g s d r u c k 25. A g a v e n , Wassergewebe bei 53. A g g l u t i n a t i o n , Begriff von 86. A g g l u t i n i n e , Begriff der 86. A g g r e g a t z u s t a n d , Ä n d e r u n g e n d e s 78. Aggregatzustände, verschiedene, desselben E l e m e n t s 82. ä g y p t i s c h - a r a b i s c h e W ü s t e , salzbildende P f l a n z e n d e r ' 5 8 . A h o r n e als S t ä r k e b ä u m e 117.

A h o r n f r u c h t als pflanzliche S c h r a u b e 231. A k t i v i t ä t d e r P f l a n z e als biologisches Problem 7. A l a u n , H e r s t e l l u n g von 75. A l b u m o s e n , Begriff der 111. A l c a r r a z a s , P r i n z i p der 135. A l c h i m i l l a , H y d a t h o d e n bei 45. A l e u r o n , Begriff des 111. — kristallinische F o r m e n des 76. A l e u r o n k r i s t a l l e in Leguminosen 76. A l g e n , kolloidaler B a u der M e m b r a i von 157. A l k a l i e n als P f l a n z e n p r o d u k t e 108. A l k a l o i d e , A u f b e w a h r u n g der pflanzlichen 112. A l k o h o l (6 w e r t i g ) als P f l a n z e n p r o d u k t 109. A l k o h o l e in Pflanzen 110. A l k o h o l i n d u s t r i e i m Deutschen Reich 64. a l k o h o l i s c h e G ä r u n g d u r c h Hefepilze 64. A l k o h o l s o l e , Begriff der 83. A l l i u m c e p a , Dextrose in 110. A l p e n r o s e m i t d u r c h Viscin verklebten P o l l e n k ö r n e r n 91. A l p e n r o s e n , Viscin bei 89. a l t ä g y p t i s c h e r B a u s t i l , pflanzliche Vorbilder f ü r 184. als Pflanzeu— Säulenkapitelle kopien 185. a l v e o l ä r e S t r u k t u r e n des P r o t o p l a s m a s 158. A m b r o n n , H . 191. a m e r i k a n i s c h e A g a v e , Verwendung der 54.

Register

270 A m i d e in P f l a n z e n Aminosäuren

Armleuchteralgen,

110.

als E n d s t u f e der t i e r i -

schen Eiweißverdauung Amylase

kalien d u r c h Zirkulation

145.

A m y l o d e x t r i n , k u n s t l i c h e Stärkekör-

Arndt

Vorkeimen

von

89.

Aroideen,

ner aus 80. eines

in den

73.

bei S t ä r k e u m b i l d u n g 80.

Amylodextrinskeiett

A b g a b e von A l -

108.

Stärke-

B a u der Wurzelhüllen v o n

L u f t w u r z e l n der 121 Kristalldrusen bei 76

korns 80. A n a b a e n a , Oberflächensammlung von

Kristallnadeln bei 77 W ä r m e p r o d u k t i o n der 136

245. circmalis,

Ausscheidung

von

S c h w e f e l w a s s e r s t o f f in Analyse,

Begriff der

W a s s e r e n t f e r n u n g bei 46 Artemisia,

S c h w e f e l w a s s e r s t o f f bei 2 4 6 .

s c h o ß f o r m 257.

144

a n a l y t i s c h e V o r g ä n g e in der P f l a n z e

Ar u m

43.

als Beispiel

historischer

A n a e r o b e B a k t e r i e n , Begriff der 129 Anionen,

Begriff der

H a b i t u s v o n 234.

Anpassung

durch

der

von

Form der

der

Pflanze

als

Er-

als O x y d a s e

Begriff des Anthophysa,

Aspergillus

110

als Beispiel für

höchsten

o s m o t i s c h e n Druck 98.

f i n d u n g e n 7. Anthokyan

Aufbewahrung

111.

in P f l a n z e n

P f l a n z e 11. Anpassungen

A s s i m i l a t i o n der K o h l e n s ä u r e 66.

130.

Astasia,

112. Eisenspeicherung

von

Photosynthese von

Asterionella,

148.

G a l l e r t f ä d e n b i l d u n g bei

244.

108. v e g e t a n s als U m w a n d l e r v o n E i s e n verbindungen

E n t s t e h u n g von

als P f l a n z e n p r o d u k t

108.

und

im

Zellsati

130. Zachariase

Ausleger

von

223

E n t s t e h u n g der 109.

Arachnoidiscus

111. 9

128.

Atmungschromogene Attheya

A p p r e t u r durch W a c h s 56. Arabinose,

66.

ä t h e r i s c h e Ö l e in P f l a n z e n der P f l a n z e

112.

Ä p f e l , H a u t s c h u t z g e g e n Luft bei 57. Apfelsäure

H a b i t u s von 58.

als L ö s u n g s m i t t e l

. A t m u n g des P r o t o p l a s m a s

rost 165. Antipyrin,

Astragalus, Äther

165.

v e g e t a n s als Speicherer v o n E i s e n -

lungen

27.

Asparagin,

Reizbarkeit

S p o r e n v e r b r e i t u n g der

102. Askenasy

127

Anisonema,

138

Verwen-

d u n g kolloidaler Metalle zur 83. Ascomyceten,

186.

durch

T e m p e r a t u r s t e i g e r u n g bei Arzneimittelfabrikation,

184.

neinorosa

Längsschnitt

137.

A n e m o n e als Beispiel g o t i s c h e n P f l a n zenstiles

Temperatursteige

138.

maculatum,

D e x t r o s e in 110.

A n d r o m e d a , S u m p f a n p a s s u n g von

Stile

italicum.

rung bei

144 Ananas,

W o l l f i l z an 56

A r t i l l e r i e g e s c h o s s e als g ü n s t i g e