Aussaat nach Fleischer - klassisch im Glas?

Hallo norna,

Ich finde es sehr Interessant.

Danke für die veranschaulichung.


Lg Nopal

norna schrieb:Hej Leute,

ich hab mir heute (mit großem Genuss, jetzt, wo die Maschine wieder flott ist) diesen thread quer durchgelesen.
Dabei blieb ich am Thema "woher kommt das CO2 im Fleischerglas" hängen.
Ich hab mir dann mal eine halbe Stunde Mühe gemacht und gerechnet.
Das Ergebnis muss ich Euch jetzt einfach präsentieren, auch, wenn Ihr mich deswegen für ein wenig bescheuert haltet.

Also:
Luft hat eine spezifische Dichte von 1,2 kg pro m³.
Das heisst: 1000 Liter Luft "wiegen" 1,2 kg.
In einem 500ml-Einmachglas, welches zur Hälfte mit Substrat befüllt ist, befinden sich 250 ml Luft.
Diese 250 ml wiegen gerade mal 0,3 g bzw. 300 mg.
So, und nun aufgepasst: In der Luft sind 0,039 Volumenprozent (!) CO2 enthalten, aber das sind 0,058 Gewichtprozent.
0,058% von 300 mg sind lächerliche 0,174 mg CO2, die sich in unserem Fleischerglas befinden.
Von diesen 0,174 mg CO2 macht der Kohlenstoff (also nur das "C") 0,047, also gerundet 0,05 mg aus.
Wenn die Sämlinge nur diesen Kohlenstoff zur Verfügung hätten, könnten sie daraus bei der Photosynthese 0,125 mg Glucose (C6H12O6) bilden.
Das entspräche dann auch in etwa der Biomasse, die aus dem CO2 des Glases entstehen könnte.
Ihr seht: Geht nicht, reicht nicht mal für einen Stachel!
Es muss (!!!) CO2 aus der Umgebung ins Glas diffundieren, sonst wäre kein Wachstum möglich.
Dennoch, so ist zu vermuten, ist der Partialdruck des CO2 im Glas geringer (und damit photosynthetisch ungünstiger) als in der "normalen" Luft.
Und jetzt spielen unsere Kleinen ihr evolutionsbiologisches Trumpf-Ass aus: Den CAM (crassulacean acid metabolism).
Das CO2-bindende Enzym der normalen "C3"-Photosynthese heisst Rubisco und arbeitet nur mit ca. 10% der Leistung, mit der das Enzym der "CAM"-Photosynthese, die sog. PEP-Carboxylase, arbeiten kann.
"CAM"-Pflanzen wie unsere Kakteen können also bei schlechter CO2-Versorgung viel effktiver (ca. 10mal besser) Photosynthese betreiben als normale "C3"-Pflanzen.
Ich denke, hier liegt ein wichtiger Faktor für den Erfolg der "Fleischer"-Methode.
So, wenn Ihr jetzt möchtet, dass ich es in Zukunft sein lassen soll, solch ein wirres Zeug von mir zu geben, dann dürft Ihr es gerne äußern.
Und (nur theoretisch) falls jemand das spannend findet (so wie ich) und mehr wissen möchte, dann darf er mich gerne belästigen.  

Hallo Wolfram,
zu Deiner Rechnung eine Anmerkung; auch im Substrat dürften Karbonate vorhanden sein, die durch Bioprozesse gespalten werden und somit zum Zuckeraufbau sprich Wachstum beitragen.
Einen anderen Effekt der CAM-Pflanzen hast Du aber nicht erwähnt - ich meine das Verschieben der Photosynthese in die Nachtstunden usw.
Das ist alles sehr spannend, welche Mechanismen sich so gebildet haben
MfG
Dieter   

Hallo Wolfram,

also von mir aus darfst du gerne noch viele solcher interessanter Rechnungen hier aufstellen. Ich muss zwar auch ganz ehrlich gestehen, dass ich nicht allem so ganz folgen konnte aber die Überlegungen an sich sind schon sehr interessant.

Ganz sicher aber kommen da noch weitere Aspekte zum Tragen, welche man so auf den ersten Blick gar nicht bedenkt. Sukkulente Pflanzen sind Extremisten, welche sich an die widrigsten Umstände angepasst haben um dort überleben zu können, wo sie nun mal überleben müssen (nein, ich meine damit nicht unsere Sammlungen...). Daher ja auch die konvergente, von einander unabhängige Erfindung der CAM-Photosynthese über Kontinente und Pflanzengattungen hinweg.
Allein die Tatsache "das Licht speichern zu können" um dann eine nächtliche Photoynthese ohne Licht zu betreiben ist höchst bemerkenswert. Nur um eine Wasserverdunstung zu minimieren - wer weiß, was solche Pflanzen noch alles speichern können...?

Bei der klassischen Fleischermethode im Einmachbeutel findet mit Sicherheit durch die Plastikfolie immer noch ein minimaler Luftaustausch statt und wer weiß, ob bei jedem Einweckglas der olle, poröse Gummi auch wirklich absolut 100%ig luftdicht ist...
Zudem lebt ja auch, wie von Dieter schon angesprochen, ein bissl was selbst im mineralischen Substrat. Die werden dort auch gelegentlich mal rumpupsen, etc.
Kannst du jetzt eine neue Rechnung mit Berücksichtigung dieser Variablen aufstellen? ;-)

Viele Grüße und wie gesagt: Gerne noch mehr von solchen Gedankengängen!

Shamrock (aka Matthias)

Hej erstmal!

Lieber Dieter, lieber Matthias,
da habt Ihr wichtige und kluge Aspekte angesprochen, auf die ich gerne in den nächsten Tagen "häppchenweise" eingehen werde.
Heute muss ich mich mal wieder ums Bruttoinlandsprodukt kümmern.

Bis dann, hejdå,
Wolfram

So, weiter geht´s!

Es gilt als erstes Häppchen ein weitverbreitetes Missverständis zu klären:

Dieter schrieb:
"Einen anderen Effekt der CAM-Pflanzen hast Du aber nicht erwähnt - ich meine das Verschieben der Photosynthese in die Nachtstunden"

Nein, Photosynthese ist, wie der Namensteil "Photo" schon sagt, lichtbedürftig. Ohne Licht, also nachts, keine Photosynthese! (Mond und Sterne reichen von der Energie des Lichtes bei weitem nicht aus, um Photosynthese zu ermöglichen)
Auch CAM-Pflanzen brauchen das Tageslicht, um tags Photosynthese zu betreiben.
Man spricht von Photosynthese, wenn Licht als Energiequelle genutzt wird, um aus Kohlenstoffdioxid (CO2) Glucose (C6H12O6) zu bilden.
Dazu muss das CO2 erst mal aus der Luft in die Pflanzenzellen gelangen. Und genau dieser Schritt ist das geniale an CAM-Pflanzen.

Damit das CO2 in den Pflanzenkörper gelangen kann, haben Pflanzen kleine Öffnungen (sog. Spaltöffnungen), die sie (normalerweise) aktiv öffnen und/oder schliessen können.
Das Problem dabei: Ist die Spaltöffnung offen, kann zwar Luft mit CO2 hinein, gleichzeitig kann aber aus dem Pflanzeninneren Wasserdampf entweichen.
Für Pflanzen (wie die meisten KuaS), die mit Wassermangel zu kämpfen haben, ein Dilemma: Sollen sie verhungern (Spaltöffnungen zu, also kein CO2) oder verdursten (Spaltöffnungen auf, also großer Wasserverlust)?

Das CO2-bindende Enzym der (normalen) C3-Pflanzen (Rubisco) führt das gebundene CO2 direkt der Photosynthese zu. Es gibt keine Zwischenspeichermöglichkeit. Das klappt also nur tags, also müssen (!) die Spaltöffnungen tags geöffnet sein. Kein größeres Problem bei Pflanzen aus Gebieten mit normalem Niederschlag.

Das CO2-bindende Enzym der CAM-Pflanzen (PEP-Carboxylase) kann mit dem CO2 Apfelsäure (Malat) bilden, aber es führt das CO2 nicht direkt der Photosynthese zu! Diese Apfelsäure ist ein Zwischenspeicher und wird nachts (!) bei geöffneten Spaltöffnungen in großen Mengen gebildet und in den Pflanzenzellen "gelagert". Nachts ist der Wasserverlust durch die geöffneten Spaltöffnungen natürlich deutlich geringer als tags.
So, und wenn´s dann Tag wird, macht die CAM-Pflanze die Spaltöffnung brav zu und mobilisiert das in der Apfelsäure gespeicherte CO2, welches dann in den Zellen wiederum von Rubisco der Photosynthese zugeführt wird.
Dieser "Umweg" über den "Apfelsäure"-Speicher kostet zwar ein wenig Energie, aber die steht CAM-Pflanzen aufgrund der hohen Sonnenscheindauer am Standort ohnehin im Überfluss zur Verfügung. Der Vorteil des geringeren Wasserverlustes macht ein Überleben an extrem trockenen Standorten aber erst möglich.

Also Fazit: Auch CAM-Pflanzen machen die Photosynthese am Tag, "schnappen" sich das CO2 aus der Luft aber nachts!
Genial, oder?
Die Bezeichnung "crassulacean acid metabolism" kommt übrigens von den Crassulaceen und von der (Apfel-)Säure (acid), welche diese nachts bilden.

Dieser Vorgang per se hat keinen Einfluß auf die Fleischermethode. Einzig, die Fähigkeit der PEP-Carboxylase sich zehnmal effektiver an das CO2 "ranzumachen", als Rubisco das kann, sehe ich als Vorteil bei sinkenden CO2-Gehalten im verschlossenen Fleischer-Glas. In der Natur hat das aber einen weiteren Vorteil für unsere Pfleglinge: Durch das effektivere Wirken der PEP-Carboxylase müssen CAM-Pflanzen ihre Spaltöffnungen gar nicht so weit aufmachen wie C3-Pflanzen, was ein zusätzlicher Vorteil zur Nachtöffnung ist.

Bald folgt Häppchen zwei: "Die Carbonate im Substrat"

 

Hut ab, jetzt hab auch ich das mal restlos begriffen!!!

    

Liebe Grüße,
Tim

Hallo Wolfram,

ich finde Deine Beiträge hier sehr genial und gut erklärt.
Vielleicht hast Du ja Lust am Schluss, wenn Du fertig bist, aus den ganzen Teilen einen zusammenhängendes Thema zu erstellen und in die Fachbeiträge (klick) zu posten?
Einfach auf "neues Thema" klicken, weil in den Fachunterforen keine Schreibrechte bestehen. Ich verschiebe das dann.
Nur wenn Du Lust hast. Hat Zeit!

lG
Daniel

Genial erklärt! So macht das Lesen und Lernen Spaß!
Ich bin in der Tat bisher immer davon ausgegangen, dass sich die Spaltöffnungen nur Nachts öffnen um ja kein Wasser rauszulassen. Danke!   

Hallo Wolfram,
Du hast den Mechanismus der CAM-Pflanzen, zu denen ja nicht nur die Kakteen gehören, sehr anschaulich erklärt und damit für viele Leser einen Blick in die "Wunderkiste der Natur" ermöglicht.
Ich habe mit meiner Bemerkunkung "die Photosythese in die Nachtstunden verlegt" mich schlampig ausgedrückt, denn unter Photosythese meinte ich die vollständige Prozedur von der Co2-Aufnahme bis zum Glukoseaufbau. Das der erste Schritt der Synthese nur am Tag unter Lichteinwirkung stattfindet, war für mich immer selbstverständlich. Soweit meine "Entschuldigung".

Nun zurück zur Fleischer-Methode: Fleischer schreibt in seinem Buch "Kakteenpflege", die Einmachgläser (aus Glas natürlich) sollten wegen des CO2 eine Größe von 1 Liter haben, der Boden wird mit 2 cm Substrat angefüllt, worin ca. 15% Torf enthalten sind.
Wenn man statt Glas eine Plastik-Tüte nimmt, dann ist das Innere gegen Bakterien und Pilze geschützt, die Moleküle der Luft können aber durch Diffusion eindringen. Beispiel: eine leere Plasik-Getränkeflasche, dicht verschlossen, wird nach einigen Tagen vom Luftdruck zusammengedrückt, weil der Wasserdampf hinausdiffundiert.
Eine Nebenbemerkung kann ich mir nicht verkneifen: die unter diesen "künstlichen" Methoden kultivierten Sämlinge ( und die sind sehr überlebenswillig!!!) müssen in einem mehr oder weniger langwierigen Prozess auf normale Standordbedingungen adaptiert werden. Die Frage, mit wie wenig CO2 können die Sämlinge noch einigermaßen wachsen, dürfte nicht ohne erheblichen Aufwand zu lösen sein.
Grüße aus Kelkheim
Dieter   

Hallo Wolfram  
hallo an alle hier,

ich schneie gerade völlig unbedarft hier in dieses Thema und bin fasziniert von der "Schulstunde" von Wolfram. Wirklich sehr anschaulich erklärt, vielen Dank. Da bin ich sehr gespannt auf die Fortsetzung.