Die Wälder der Antarktis

Forests of Antarctica Antarctica is a continent of extremes, demanding a lot from the organisms living there. Antarctic macroalgae, as an important component of the coastal ecosystem of the Southern Ocean, have adapted their metabolism to permanent cold and to long periods of darkness. Due to the long cold‐water history and the isolation of the continent, a high number of endemic species developed in Antarctica. Antarctic macroalgae are important primary producers and serve as food for many organisms. Their more detailed investigation began relatively late and is far from complete. Climate change is visible in Antarctica as well, threatening the fragile ecosystem. Increased UV radiation e. g. can lead to changes in the depth zonation and increased temperature to changes in the geographical distribution of the individual macroalgal species.     

Zur Kinetik der Nebenproduktbildung bei der Überproduktion von Citronensäure durch Saccharomycopsis lipolytica

After exhaustion of the N-sources the yeast S.l. excretes citric and isocitric acid with high rates without interferring in the postlogarithmic phase the intracellular production of reserve materials like polysaccharides and especially lipids. The synthesis of citric acids and of reserve materials are therefore autonomically proceeding processes inside of the cells With increasing lipid content the ergosterol content increases The utilization of the ergosterol rich yeasts as valuable byproduct of the citric acid production is discussed.     

Die Bedeutung der Attraktion von Gibberellin durch Indolylessigsäure bei der apikalen Dominanz

Zusammenfassung Aus den Versuchen mit 20 cm langen Segmenten von etiolierten Erbsenepikotylen, die mit 0,5% Gibberellinpaste und außerdem entweder in der Nähe des apikalen oder des basalen Pols mit 0,5% Indolylessigsäurepaste ringförmig angestrichen wurden, ergab sich nach 24 Std in allen Fällen ein bedeutend stärkerer Gibberellintransport zu der mit IES-Paste behandelten Region der Epikotylsegmente, gleichgültig ob es sich um den apikalen oder den basalen Pol handelte. Da sich die Wurzel an der Gibberellinbiosynthese wesentlich beteiligt, hängt der akropetale Gibberellintransport in der intakten Pflanze auch wesentlich damit zusammen, daß dieser Regulator durch das im Apikalmeristem aktivierte Auxin angezogen wird. Auf diese Weise mag dann sowohl das stärkere Wachstum des Apikalteiles der Pflanze als auch die apikale Dominanz zustande kommen.

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Attraction of gibberellin by indoleacetic acid as a factor in apical dominance

Summary Experiments with 20 cm long segments of etiolated pea epicotyls treated in the middle with 0,5% gibberellin paste (GA₃) in the form of a ring and also with a 0,5% indoleacetic acid (IAA) paste either near the apical or near the basal pole showed that in all cases after 24 hours there was a stronger transport of GA₃ to the IAA treated pole without regard to the polarity. Because the root participates significantly in the biosynthesis of gibberellin, the acropetal transport of gibberellin from this organ in an intact plant is probably connected with the attractive force of auxin activated in the shoot apex. This factor may be responsible for the more intensive growth of the apical part of shoot and therewith also for the apical dominance.

     

Die Rolle von Ascorbinsäure und Cytokininen in Pflanzen unter Streßeinwirkungen

Sowohl nach verschiedenen Salzstressen als auch nach einem Wasserstreß oder nach exogener ABA-Behandlung läuft in den Pflanzen (zumindest in Pennisetum typhoides und Phaseolus aconitifolius) ein sehr sinnvoller, gleichartiger Mechanismus ab, der es den Pflanzen ermöglicht, den für sie wertvollen Stickstoff zunächst festzuhalten. Die durch die gehemmte Proteinsynthese oder die geförderte Proteinhydrolyse vermehrt anfallenden Aminosäuren werden zunächst zu Glutaminsäure umgebildet. Von hier aus wird dann Prolin synthetisiert. Für die Prolinakkumulation scheint letztlich dann die gehemmte Prolinoxidation verantwortlich zu sein. Verschiedene Ionen können auf die Prolinsynthese unterschiedlich wirken. Daraus geht hervor, daß neben der endogen gebildeten ABA in gestreßten Pflanzen auch noch spezifische Ionen einen zusätzlichen Effekt ausüben können. Die dargestellten Vorgänge laufen in gestreßten Pflanzen ab. In ungestreßten Pflanzen kann der Mechanismus in der geschilderten Weise nicht stattfinden, da das Verhältnis von Cytokininen zu ABA so ist, daß die durch ABA hervorgerufenen Stoffwechselveränderungen durch die Cytokinine wieder rückgängig gemacht werden. Erst wenn der Cytokininspiegel unter Streßeinfluß absinkt, wird der durch ABA gesteuerte Mechanismus wirksam. Der durch ABA gesteuerte Prolinanstieg führt allem Anschein nach zu einer erhöhten Resistenz von Pflanzen gegenüber einem Streß. Es konnte verschiedentlich gezeigt werden, daß die Resistenz von Pflanzen mit ihrem Prolingehalt korreliert ist (Barnett und Naylor 1966, Hubac und Guerrier 1972). Da nach unseren Ergebnissen die Prolinbildung streng mit dem Abscisinsäuregehalt in gestreßten Pflanzen korreliert ist, und weiterhin gezeigt werden konnte, daß die Trockentoleranz von zwei Maisvarietäten von deren endogenem ABA-Gehalt abhängig ist (larque-saavedra und Wain 1974) — eine trockenresistente Art enthielt viermal soviel ABA wie eine intolerante Art —, ist offensichtlich die ABA in gestreßten Pflanzen für eine erhöhte Resistenz der Pflanzen gegen ungünstige Umweltbedingungen verantwortlich zu machen (siehe auch Boussiba et al. 1975). Ein interessanter Aspekt für zukünftige Arbeiten ergibt sich aus der Tatsache, daß vor allem Kaliumionen die Prolinakkumulation fördern können. Es ist schon lange bekannt, daß Kaliumionen positive Wirkungen auf die Trockentoleranz von Pflanzen haben (cf. Huber und Schmidt 1978). Da Prolin ähnliche Wirkungen hat (siehe oben) und die Prolinbildung wiederum vom ABA-Gehalt der Pflanzen abhängig zu sein scheint, bietet sich mit den erwähnten Maisvarietäten ein System an, bei dem es möglich sein sollte zu prüfen, ob Zusammenhänge zwischen ABA-, Kalium- und Prolingehalt und der Trockentoleranz des Maises bestehen. Die vermehrte Prolinbildung als Reaktion auf Streßeinwirkungen wird auch dadurch begünstigt, daß der Kohlenhydratstoffwechsel, und zwar speziell die Saccharosesynthese, durch ABA oder NaCl gleichermaßen positiv beeinflußt werden. Diese Verflechtung des Kohlenhydratstoffwechsels mit der Prolinakkumulation soll in Zukunft auch in bezug auf die Salze überprüft werden, die schon beim Aminosäurestoffwechsel als Streßfaktoren verwendet wurden. Gleiches gilt für die Photosynthese, bei der ebenfalls weitgehend übereinstimmende Wirkungen von ABA und NaCl festgestellt werden konnten. Gerade die Veränderung des CO₂-Fixierungsvermögens durch Phytohormone oder Streßeinwirkungen vom C₃-Mechanismus zum C₄- oder CAM-Mechanismus ist von erheblichem Interesse. Die Bedeutung liegt vor allem darin, daß solche Umstimmungen eventuell zu Ertragssteigerungen führen könnten. Abschließend soll noch einmal festgestellt werden, daß Phytohormonen — speziell ABA oder Cytokinine — eine wichtige Funktion bei der Ausbildung von Resistenzmechanismen gegenüber Streßeinwirkungen auf Pflanzen zukommt. Dabei erstrecken sich die Wirkungen der Phytohorrnone offensichtlich nicht nur auf die Stornata oder die Wasseraufnahme (siehe oben), sondern es werden auch direkt wichtige Stoffwechselwege über die Regulierung von Enzymen beeinflußt. Die hier genannte Funktion der Phytohorrnone soll in Zukunft vor allem an Pflanzen an natürlichen Standorten überprüft werden, wodurch die Beziehungen zwischen der Ökologie und den biochemischen Untersuchungen im Labor geknüpft werden sollen.     

Radio-gaschromatographische Untersuchungen über die Herkunft der Glykolsäure in photosynthetisch aktiven Chlorella-Suspensionen

Chlorella-Massenkulturen, die bei 27 C im Algenanzuchtthermostaten mit automatischer Verdünnungseinheit mit 1% CO₂ und 21% O₂ im Dauerlicht (310 Mikroeinstein · m^?2 · s^?1) heranwuchsen, sowie teilsynchronisierte Kulturen sind abzentrifugiert, in frischer Nährlösung wieder aufgenommen und schließlich in der Versuchsküvette zehn Minuten mit 101 ppm ¹⁴CO₂ oder 543 ppm ¹⁴CO₂ und jeweils 80% O₂ equilibriert und dann im offenen Gasstrom belichtet worden. Im Dunkeln war in diesen Algen kein Glykolat nachzuweisen. Nach einer kurzen Anlaufphase erreichte die Glykolsäure-Exkretion im Starklicht (1400 Mikroeinstein · m^?2 · s^?1) schnell große Werte. Bei hohen Atmungsraten, die keine (101 ppm CO₂) oder nur eine geringe (543 ppm CO₂) Netto-Photosynthese zuließen, sind im Licht bis zu 37% des assimilierten ¹⁴C im Glykolat wiedergefunden worden. Die spezifische Radioaktivität der Glykolsäure hing von der Kohlendioxid-Konzentration während der ¹⁴CO₂-Fixierung als auch von der Anzucht und Vorbehandlung der Algen ab, überstieg jedoch auch nach 20- bis 30minütiger Photosynthese nicht 28% der spezifischen Radioaktivität des assimilierten ¹⁴CO₂. Da die Kinetik der spezifischen Radioaktivität der 3-PGS außerdem anders verlief als die der Glykolsäure, wird die Glykolsäure in Chlorella vulgaris nicht nur aus soeben assimilierten Intermediaten des Photosynthese-Zyklus, sondern vermutlich auch aus älteren Reservestoffen gebildet. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für eine großzügige Sachbeihilfe. Fräulein Lieselotte Schäfer sei für ihre bewährte technische Assistenz gedankt.