Stickstoffassimilation aus der Luft bei den Rhynchoten (Insecta)

Zusammenfassung

• 1. In vorliegender Arbeit wurde die von Tóth, Wolsky und Bátori (1942) gemachte Entdeckung — daß nämlich bei den Aphiden und Homopteren eine Assimilation des elementaren Stickstoffs aus der Luft stattfindet — auf breiter Basis geprüft, bestätigt und weitergeführt.

• 2. Als Versuchsobjekte dienten 20 verschiedene Arten der Insektenordnung Rhynchota. Die Tiere sind in einer physiologischen Oxalessigsäure-Lösung leicht zerquetscht, und aus dem so gewonnenen Preß-saft Proben in bestimmten Zeitabständen mit der Parnas-Wagner- schen Mikrokjeldahlmethode auf ihren Gesamtstickstoffgehalt analysiert worden.

• 3. Für die Stickstoffassimilation haben sich durch experimentelle Veränderung der Zusammensetzung des Mediums folgende Faktoren als optimal ergeben: Oxalessigsäurekonzentration n/75; p_H 7,5; Temperatur 26° C; osmotischer Druck einer Lösung von 0,5% Kochsalz + 0,5% Glucose entsprechend.

• 4. In unserem überlebenden System wird die Stickstoffbindung außer der Luft selbst („Nitrogen-Donator“) wahrscheinlich durch drei wesentliche Bestandteile bewerkstelligt. Diese sind: die stickstoffassimilierenden Mikroorganismen (Symbionten), Oxalessigsäure („Substrat“), schließlich noch eine bestimmte Substanz („Zwischenfaktor“), welche wahrscheinlich von Wirtstierzellen, in beschränktem Maße vielleicht aber auch von anderen Mikroorganismenarten geliefert werden kann.

• 5. Bei Abwesenheit von Oxalessigsäure unterbleibt die Stickstoffanreicherung fast vollkommen. Andererseits weisen die Symbiontenkulturen bei Anwesenheit von Oxalessigsäure, aber ohne die Wirtstierzellen, eine langsamere Stickstoffassimilation auf, und auch hierbei sind Kulturen mit einer Mikroorganismenform wiederum langsamer als Kulturen von zweierlei Symbionten. Diese Erscheinung wird als ein Mangel an „Zwischenfaktoren“ gedeutet.

• 6. Außerdem spielen aber bei der Stickstoffassimilation biologische Faktoren — wie Alter der Wirtstiere, richtiger gesagt physiologischer Zustand der Symbionten, oder Geschlechtsunterschied des Wirtstieres — eine wesentliche Rolle.

• 7. Die Fähigkeit Luftstickstoff zu assimilieren, konnte bis jetzt bei 21 untersuchten Rhynchoten-Arten nachgewiesen werden. Am stärksten ausgeprägt ist diese Eigenschaft bei den Tieren mit wohlentwickelten symbiontischen Einrichtungen (Mycetome), wie z. B. bei den Aphiden und bei den Homopteren, bei denen unter normalen Umständen die Stickstoffanreicherung weit über 100% steigt. Bei den Heteropteren, deren symbiontische Einrichtungen viel schwächer entwickelt sind, oder die sogar eine solche ganz vermissen, bleiben diese Werte weit unter 100%. Es besteht also zwischen Entwicklungsgrad der symbiontischen Einrichtungen und Leistungsfähigkeit der Stickstoffbindung ein deutlicher Zusammenhang.

• 8. Eine Ausnahme machen nur die Aleurodiden, bei denen trotz ihrer wohlentwickelten Mycetome keine Stickstoffanreicherung, sondern im Gegenteil ein deutlicher Stickstoffschwund aus dem Preßsaft festgestellt wurde. Als Erklärung wurde darauf hingewiesen, daß diese Tiere eventuell aminosäurespaltende Enzyme (Amidasen) enthalten, die die Aminosäuren des überlebenden Systems unter Ammoniakbildung aufspalten.

• 9. Das Vorhandensein von Stickstoffbindungsvermögen bei zoophagen Arten kann nicht mit „Zweckmäßigkeit“, sondern nur mit phylogenetischen Überlegungen erklärt werden.