Summary
In blue light (350–500 nm) the rate of photosynthesis (oxygen evolution) of Acetabularia is almost constant after a short period of transition (Fig. 1). In red light (600–700 nm), however, it decreases within 2–3 weeks almost to zero (compensation point). The photosynthetic apparatus is not damaged irreversibly by red light, because transfering the cell from continuous red light (2 weeks) to continous blue light results in an increase of the rate of photosynthesis within 3 days up to the level in blue light (Fig. 5). Photosynthesis can also be stimulated if continuous red light is interrupted daily by short breaks of blue light. The rate of photosynthesis at the end of the induction period depends upon the amount of blue light per day (Fig. 5 and 6) and is probably proportional to the logarithm of this amount.
Cell growth (Figs. 2, 7, 8) and formation of dry matter (Figs. 3, 9) in continuous red light, in blue light and in continuous red light supplemented by blue light is controlled by the rate of photosynthesis under these light condition.
Zusammenfassung
Die Photosynthese-Rate von Acetabularia mediterranea stellt sich in blauer Strahlung (350–500 nm) auf ein bestimmtes Niveau ein, in roter Strahlung (600–700 nm) fällt sie dagegen innerhalb von 2–3 Wochen bis ungefähr auf den Kompensationspunkt ab (Abb. 1). Der Photosyntheseapparat wird jedoch durch Rotlicht nicht irreversibel geschädigt, denn nach Bestrahlung mit Blaulicht steigt die Photosynthese-Rate in ca. 3 Tagen wieder auf den Ausgangswert an (Abb. 5). Dem Anstieg geht eine lag-Phase von mehreren Stunden voraus (Abb. 10). Photosynthese kann auch induziert werden, wenn die Bestrahlung mit Rotlicht kurzfristig täglich durch Blaulicht unterbrochen wird. Die erreichte Photosynthese-Rate hängt von der täglichen Blaulichtmenge ab und ist wahrscheinlich proportional dem Logarithmus der Blaulichtmenge.
Die Wirkung roter und blauer Strahlung und zusätzlicher blauer Strahlung zum Rotlicht auf das Zellwachstum und die Substanzproduktion läßt sich zwanglos durch den Einfluß der Strahlung auf die Photosynthese-Rate der Zelle erklären.
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Literatur
Bergmann, L., u. Ch. Berger: Farblicht und Plastidendifferenzierung in Zellkulturen von Nicotiana tabacum var. “Samsun”. Planta (Berl.) 69, 58–69 (1966).
Beth, K.: Experimentelle Untersuchungen über die Wirkung des Lichts auf die Formbildung von kernhaltigen und kernlosen Acetabularia Zellen. Z. Naturforsch. 8b, 334–342 (1953).
—: Beziehungen zwischen Wachstum und Formbildung in Abhängigkeit von Licht und Temperatur bei Acetabularia. Z. Naturforsch. 10b, 267–267 (1955).
Clauss, H.: Über quantitative Veränderungen der Chloroplasten- und cytoplasmatischer Proteine in kernlosen und kernhaltigen Teilen von Acetabularia mediterranea. Planta (Berl.) 52, 334–350 (1958).
—: Über den Einfluß von Rot- und Blaulicht auf das Wachstum kernhaltiger Teile von Acetabularia mediterranea. Naturwissenschaften 50, 719 (1963).
Clauss, H.: Beeinflussung der Morphogenese, Substanzproduktion und Proteinvermehrung von Acetabularia mediterranea durch sichtbare Strahlung. Protoplasma (1697), (im Druck).
—, u. K. Keck: Über die löslichen Kohlenhydrate der Grünalge Acetabularia mediterranea und deren quantitative Veränderungen in kernhaltigen und kernlosen Teilen. Planta (Berl.) 52, 543–553 (1959).
Gleichmann, U., u. D. W. Lübbers: Die Messung des Sauerstoffdruckes mit der Pt-Elektrode unter besonderer Berücksichtigung der Messung im Blut. Pflügers Arch. ges. Physiol. 271, 431–455 (1960).
Hämmerling, J.: Nucleo-cytoplasm interactions in Acetabularia and other cells. Ann. Rev. Plant Physiol. 14, 65–92 (1963).
Hauschild, A. H. W., C. D. Nelson, and G. Krotkov: Concurrent changes in the products and the rate of photosynthesis in Chlorella vulgaris in the presence of blue light. Naturwissenschaften 51, 274 (1964).
———: On the mode of action of blue light on the products of photosynthesis in Chlorella vulgaris. Naturwissenschaften 52, 435 (1965).
Richter, G.: Die Wirkung von roter und blauer Strahlung auf die Morphogenese von Acetabularia. Naturwissenschaften 49, 238 (1962).
—: Regeneration und Photosynthese-Leistung kernhaltiger Zell-Teilstücke von Acetabularia in blauer und roter Strahlung. Z. Pflanzenphysiol. 54, 106–117 (1966).
Schweiger, E., H. G. Wallraff u. H. G. Schweiger: Über tagesperiodische Schwankungen der Sauerstoffbilanz kernhaltiger und kernloser Acetabularia mediterranea. Z. Naturforsch. 19b, 499–505 (1964).
Terborgh, J. W.: Effects of red and blue light on the growth and morphogenesis of Acetabularia crenulata. Nature (Lond.) 207, 1360–1363 (1965).
—: Potentiation of photosynthetic oxygen evolution in red light by small quantities of monochromatic blue light. Plant Physiol. 41, 1401–1410 (1966).
Warburg, O., G. Krippahl u. W. Schröder: Katalytische Wirkung des blaugrünen Lichts auf den Energieumsatz bei der Photosynthese. Z. Naturforsch. 9b, 667–675 (1954).
———: Wirkungsspektrum eines Photosynthese-Ferments. Z. Naturforsch. 10b, 631–639 (1959).
Zetsche, K.: Regulation der UDP-Glukose 4-Epimerase Synthese kernhaltigen und kernlosen Acetabularien. Biochim. biophys. Acta (Amst.) 124, 332–338 (1966).
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Schael, U., Clauss, H. Die Wirkung von Rotlicht und Blaulicht auf die Photosynthese von Acetabularia mediterranea . Planta 78, 98–114 (1967). https://doi.org/10.1007/BF00406644
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