Salzgehalt und Photosynthese bei marinen Pflanzen

Abstract

Marine plants — phanerogams as well as algae — show a proportional decrease of photosynthetic rate, when the salinity is lowered by dilution with distilled water. Using natural water instead of distilled water, it is absolutely indispensable to take into consideration the carbon supply. Normally, the photosynthetic rate decreases in freshwater with low alcalinity, in comparison to marine water. On the other hand, using water with high contents of bicarbonates, assimilation rate is higher than in marine water. These results show that salinity may indirectly affect photosynthesis due to differences in carbon supply. The direct influence is caused by exosmosis in hypotonic media and is irreversible. — The author cannot but agree with the statement by Ogata and Matsui (1965): “It may generally be said that the changes in salinity, osmotic pressure, pH, and also carbon dioxide supply, particularly in natural sea-water, are rather inseparably associated.”

Zusammenfassung

• 1. In einer früheren Arbeit (Gessner und Hammer, 1960) wurde an Versuchen mit Ulva und Posidonia —ausgeführt an der Biologischen Station Villefranche (Südfrankreich) — gezeigt, daß die Photosynthese nach Überführung aus Meerwasser in Leitungswasser sofort absinkt und hier mitunter negative Werte aufweist. Rückführung in Meerwasser führt in der Regel nahezu zur sofortigen Herstellung der Anfangsleistung. Jedem Verdünnungsgrad zwischen Meerwasser und Leitungswasser war eine bestimmte photosynthetische Leistung zugeordnet.

• 2. Das gleiche Verhalten konnte in dem darauffolgenden Jahr an marinen Pflanzen des Karibischen Meeres nachgewiesen werden. Diese Untersuchungen zeigten auch, daß der Leistungsabfall bei Überführung in destilliertes Wasser weitaus größer war, als in einer 1/1000 Mol Bicarbonatlösung.

• 3. Schon damals (1960/61) tauchte daher die Vermutung auf, daß in manchen Fällen der Salzgehalt über das CO₂-Bicarbonatsystem die Photosynthese beeinflußt. Beweise dafür konnten 1967 in Rovinj erbracht werden, wo das Leitungswasser infolge seiner hohen Alkalinität einen mehrfach höheren CO₂ und HCO₃-Gehalt hat, als das Leitungswasser in Villefranche. Dementsprechend zeigten Ulva und Posidonia bei Überführung in Leitungswasser gegenüber dem Meerwasser sogar eine erhebliche Leistungssteigerung und verhalten sich somit gegensätzlich zu den in Villefranche ausgeführten Versuchen.

• 4. Bei allen kurzfristigen Untersuchungen über den Einfluß des Salzgehaltes auf die Photosynthese ist das C-Angebot als entscheidender Faktor zu berücksichtigen. Für das Brackwasser lassen sich jedoch keine allgemein gültigen Regeln aufstellen, da dieses — ent sprechend der verschiedenen Alkalinität des Süßwasseranteils — ein höheres oder geringeres C-Angebot gegenüber dem Meerwasser aufweist. Da sich hier auch das Verhältnis von CO₂ und HCO₃ verschieben kann und die marinen Pflanzen andererseits diese beiden Komponenten verschieden gut auswerten können, erhöht sich erneut die Mannigfaltigkeit der Reaktionsformen.

• 5. Darüber hinaus übt natürlich der Salzgehalt —vornehmlich über den osmotischen Wert — eine direkte Wirkung auf die Photosyntheserate aus, da durch Exosmose das Gefüge des Zellinneren in mannigfaltiger Weise beeinflußt wird. Oft wird bereits nach kurzfristigem Aufenthalt in Leitungswasser oder destilliertem Wasser die normale photosynthetische Leistung im Meerwasser nicht mehr erreicht. Solche direkten Wirkungen des Salzgehaltes müssen sich natürlich besonders im langfristigen Versuch zeigen.