Stoffwechsel des Baumes

  • Assimilation: (Stoffwechsel des Baumes)
  • Pflanzen besitzen die Fähigkeit, anorganische Stoffe in hochkomplizierte organische Verbindungen umzuwandeln. Der Prozeß der Kohlenstoffassimilation unter Einwirkung der Sonnenenergie wird als Photosynthese (griech. photos – Licht; synthesis – Zusammenfügung) bezeichnet.
  • Die Pflanzen decken den Bedarf an Kohlenstoff aus dem in der Atmosphäre zu etwa 0,03% enthaltenen Kohlendioxid, das hauptsächlich von den auf der Unterseite des Blattes befindlichen Spaltöffnungen (ca. 20.000 pro cm2) aufgenommen wird. Über die chemischen Abläufe der Kohlendioxid-Assimilation besteht noch keine vollkommene Klarheit.
  • Nachfolgend sollen deshalb nur die wichtigsten Vorgänge der Photosynthese erklärt werden. 1. Das gasförmige Kohlendioxid (CO2) wird nach Aufnahme durch die Spaltöffnungen beim Passieren der chlorophyllreichen Zellen des Assimilationsgewebes (Chlorenchym) gelöst und innerhalb des Plasmas gebunden.
  • Es entsteht eine hochmolekulare Karbonsäure. 2. Die Karbonsäure dringt in den Chloroplasten (dem plasmatischen Träger des Chlorophylls) ein. 3. Durch die vom Chlorophyll im Chloroplasten absorbierte Lichtenergie wird im Chloroplasten Wasser in Wasserstoff (H) und Hydroxylgruppen (OH) gespalten (Photolyse). 4.
  • Der Wasserstoff reduziert die Karbonsäure unter Wasserabspaltung zu Kohlenhydratvorstufen, die zu Hexosen (Frucht- und Traubenzucker) umgebaut werden.  5. Aus den OH-Gruppen bildet sich Wasser unter Freiwerden von Sauerstoff, der von der Zelle ausgeschieden wird. Der Gesamtvorgang kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden: 6 mol CO2 + 12 mol H2O + Energie (675 kcal) Þ 1 mol C6H12O6 + 6 mol O2 + 6 mol H2O. Ebenso, wie der Kohlenstoff nicht direkt in den pflanzlichen Körper eingebaut, sondern in pflanzeneigene Substanzen umgewandelt wird, werden auch die Elemente der Nährsalze wie Stickstoff, Schwefel und Phosphor in Form von Ionen aufgenommen und assimiliert.
  • Dabei ist die Stickstoffassimilation von großer Bedeutung, da die wichtigen Eiweißstoffe Stickstoffverbindungen sind. Diese Produkte werden ebenfalls hauptsächlich in den Blättern gebildet und dienen dem Baum als Betriebsstoffe, Baustoffe und Wirkstoffe (Bio-Katalysatoren). Die Zucker gelten als wichtigste Assimilationsprodukte. Sie sind die Ausgangsstoffe für die meisten organischen Kohlenstoffverbindungen (Stärke, Zellulose) und dienen im Baumstoffwechsel als Energielieferer.
  • Da die Assimilate von den Blättern an die Orte des Wachstums und der Speicherung transportiert werden müssen, ist ihre Wandlung in eine gelöste Form notwendig. Dies wird durch Enzyme (Fermente) bewirkt. Der Transport der gelösten organischen Verbindungen erfolgt auf längeren Strecken in den Siebröhren und Gefäßen, auf kürzeren Strecken durch die Tüpfel oder durch Diffusion.
  • Dissimilation:(Stoffwechsel des Baumes)
  • Die Dissimilation stellt die “Atmung” der Pflanze dar. Das Wesen dieser Vorgänge besteht darin, dass die bei der Assimilation aufgenommene und gespeicherte Energie rückgewandelt wird. Es sind Vorgänge, bei denen hochmolekulare organische Stoffe oxidieren und zu einfachen chemischen Verbindungen abgebaut werden.
  • Als Oxidationsmaterial dienen Kohlenhydrate, aber auch Fette und Eiweiße. Zum Beispiel erfolgt der oxidative Abbau der Hexosen zu Kohlendioxid und Wasser nach folgender Gleichung: 6mol C6H12O6 + 6 mol O2 Þ 6 mol CO2 + 6 mol H2O + Energie (675 kcal).
  • Die Gleichung zeigt, dass die bei der Assimilation aufgenommene Energie von 675 kcal bei der Dissimilation wieder frei wird und daß an Stelle der 6 mol aufgenommen Sauerstoffs 6 mol Kohlendioxid abgegeben werden.
  • Der in der Gleichung dargestellte Abbau des Einfachzuckers ist in Wirklichkeit keine Einzelreaktion, sondern eine komplexe Folge verschiedener chemischer Prozesse unter Einwirkung von Enzymen, die (nach Auffassung des Verfassers) der Stabilität des Flüssigkeitshaushaltes der Pflanzen dienen.