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Description / Table of Contents: Zusammenfassung 1. Für die Entstehung eines bleibenden physikalischen GEE ist die Präexistenz eines Membrandiffusionspotentials im System Vorbedingung. An der in der vertikalgestellten Konzentrationskette beobachteten Potentialänderung können grundsätzlich zwei verschiedene Faktoren beteiligt sein: a) eine Sedimentierung der spezifisch schwereren Lösungsstufe auf oder innerhalb der Membran, und b) eine schwerkraftbedingte Veränderung der Ionenbeweglichkeit innerhalb der Membran. 2. Zur Ermittlung des Anteils der Sedimentierung am Gesamteffekt wurde die verdünntere Kammer der Kette mit der für sie vorgesehenen Konzentrationsstufe dauernd durchströmt. Dadurch ließ sich die Ausbildung einer Sedimentationsschicht wirksam verhindern. 3. Vorversuche ergaben, daß die Durchströmung der verdünnteren Kammer das Membrandiffusionspotential der Kette erheblich ansteigen läßt. Die Zunahme ist bei permeablen Membranen (Pergamentpapier) stärker als bei dichteren (Collodium). 4. Für die beobachtete Potentialerhöhung ist in erster Linie das Wegspülen der durch die Membran diffundierten konzentrierteren Lösung verantwortlich, in geringerem Maß aber auch die Entstehung eines Strömungspotentials in den Membranporen. Dieser letztere Effekt tritt auch in einseitig durchströmten symmetrischen Membranketten auf. 5. In einer 10-2m/10-3m-KCl-Pergamentpapierkette wird der in ↑-Stellung entstehende GEE (=↑-GEE) bei Durchströmung der oberen, verdünnteren Kammer stark reduziert. Es verbleibt jedoch stets ein signifikanter Resteffekt, der auch bei stärkster Durchströmung nicht verschwindet. Diese Beobachtung läßt darauf schließen, daß der Anteil der Reaktion, den die Durchströmung aufhebt, die durch Sedimentierung bedingte Komponente darstellt, während der Resteffekt durch die Beeinflussung der Kationenbeweglichkeit im Schwerefeld verursacht wird. 6. Das Ausmaß des Resteffekts hängt weitgehend vom Gewicht des Kations der Konzentrationskette ab. In Vergleichsversuchen mit durchströmten 10-2m/10-3m-Pergamentpapierketten von LiCl, KCl und CsCl ergab sich für den ↑-GEE folgende Wirkungsreihe: Li〈K〈Cs. Die Aufwärtsbewegung des Kations der Kette wird demnach durch die Schwerkraft um so stärker gehemmt, je schwerer es ist. 7. Die auf der Entwicklung einer Sedimentationsschicht beruhende Komponente des GEE hängt vom spezifischen Gewicht der beteiligten Lösungen ab. Dementsprechend ist auch sie am größten beim CsCl, am kleinsten beim LiCl. In der Ammoniak-Kette, bei der die konzentriertere Lösungsstufe spezifisch leichter ist als die verdünntere, kehrt sich deshalb das Vorzeichen des gesamten GEE um: die positive Ladung der oberen, verdünnteren Kammer nimmt zu. 8. In der ↓-Stellung wirken die beiden Faktoren des GEE einander entgegen. Die Sedimentierung begünstigt die Durchdringung der Membran mit der konzentrierteren Lösung: Potentialabfall. Der Einfluß der Schwerkraft auf die Ionenbeweglichkeit äußert sich hier in einer Beschleunigung des Kations: Potentialanstieg. Durchströmung der unteren, verdünnteren Kammer reduziert demnach in allen Fällen den ersten Faktor und läßt dadurch den positivierenden Effekt des zweiten Faktors sichtbar werden. 9. Es wird die Frage diskutiert, ob in lebenden Pflanzenorganen die Bedingungen für die Entstehung eines physikalischen GEE auch unter natürlichen Bedingungen gegeben sind.

Description / Table of Contents: Zusammenfassung In den geschilderten Versuchen wurden die Beziehungen zwischen Wuchsstoffverteilung und der Entstehung elektrischer Potentialdifferenzen an Hypokotylen von Helianthus annuus, an Koleoptilen von Zea mays und an Keimwurzeln von Vicia faba analysiert. Zur Ableitung dienten unpolarisierbare Flüssigkeitselektroden, die Messung erfolgte mit einem Röhrenvoltmeter. A. Versuche mit Helianthus annuus. 1. Die Entfernung eines der beiden Kotyledonen erzeugt bei symmetrischer Ableitung mit 10−3m KCl-Lösung ein beträchtliches Potentialgefälle zwischen der intakten und der keimblattlosen Flanke. Dabei liegt der positive Pol stets auf der wuchsstoffreicheren intakten Seite. 2. Einseitige Zufuhr wäßriger Lösungen synthetischer Wuchsstoffe ruft im Hypokotyl vergleichbare transversale Potentialdifferenzen hervor. Die mit Auxin versorgte Flanke lädt ihre mit 10−3m KCl gefüllte Ableiteelektrode positiv gegenüber der Symmetriehälfte auf, der reines Wasser zugeführt wurde. Der elektrische Effekt der geprüften Auxine entspricht ihrer wachstumsfördernden Wirksamkeit: Gibberellinsäure 〈IAN〈2,4-D〈NES≪IES. 3. Zur Analyse des elektrischen Effekts wurde zunächst der Einfluß der Konzentration der Ableitelösung auf die Potentialbildung untersucht. Geprüft wurde die Wirkung von 10−3m, 10−2m und von 10−1m KCl auf die Reaktionen bei einseitiger Auxinzufuhr, bei Entfernung eines Kotyledos und bei geisch induzierter Auxinverlagerung. In allen Fällen wirkte die auxinreichere Flanke am stärksten positivierend auf die verdünnteste Außenlösung; konzentriertere Ableitelösungen reduzierten den Effekt, und die höchste Stufe kehrte schließlich dessen Vorzeichen um. Daraus ließ sich schließen, daß die gemessenen Spannungs-differenzen durch Membrandiffusionspotentiale erzeugt worden sind, deren Höhe und Richtung (a) vom Ionenkonzentrationsgefälle im System, und (b) von der Ionenselektivität der am Vorgang beteiligten Membranen bestimmt werden. 4. Die Bedeutung der Wuchsstoffverteilung im Organ für den Effekt ließ sich durch Zufuhr von TIBA nachweisen, das die Verlagerung des Auxins im Gewebe hemmt. Diese Vorbehandlung verhindert die elektrische Polarisierung des Hypokotyls fast vollständig. B. Versuche mit Koleoptilen von Zea mays. An den Koleoptilen wurde geprüft, wie sich die durch Spitzendecapitierung verursachte Auxinverarmung und die darauffolgende Regeneration einer “physiologischen Spitze” auf das elektrische Reaktionsvermögen des Organs auswirken. Dazu wurden die Keimlinge nach der Decapitierung zunächst bestimmte Zeiten lang (0–300 min) in Vertikalstellung belassen und dann 15 min in Horizontallage geisch induziert. Unmittelbar nach dem Wiederaufrichten wurde das Ausmaß des geoelektrischen Nachwirkungseffekts ermittelt. Mit zunehmender Wartezeit sanken die beobachteten Potentialmaxima zunächst drastisch ab. Nach 2 Std erreichte die elektrische Reaktionsfähigkeit ihr Minimum. Darauf setzte eine Regenerationsphase ein, die nach weiteren 3 Std zur Wiederherstellung der ursprünglichen Empfindlichkeit führte. Die Zeitkurve der Veränderung des Potentialbildungsvermögens entspricht weitgehend dem Verlauf der Zuwachsgröße nach der Decapitierung. C. Versuche mit Keimwurzeln von Vicia faba. Es wurde untersucht, wie sich bei Wurzeln einseitige Zufuhr niederer, wachstumsfördernder und höherer, bereits wachstumshemmender Auxinkonzentrationen elektrisch auswirkt. Es ergab sich, daß beide Konzentrationsbereiche zu gleichgerichteter Potentialbildung führen. Bei Ableitung mit 10−3m KCl kam es auch hier wieder stets zu einer Positivierung der mit IES versorgten Flanke. Wurde mit 10−1 KCl abgeleitet, so kehrte sich das Potentialgefälle bei beiden IES-Stufen um, die Ableiteelektrode der wuchsstoffbehandelten Seite lud sich jetzt negativ auf. Bei den geschilderten Wirkungen des Auxins auf die Membrandiffusionspotentiale in lebenden Geweben ist die Primärreaktion vermutlich eine Erhöhung der Eigenladung der verantwortlichen Grenzschichten, die deren Ionenselektivität steigert.