CO2-Kompensationspunkt?

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2 Antworten

Zur Zeit enthält Luft ca. 0,038, vor 50 Jahren waren es ca. 0,033.

Pflanzen betreiben nicht nur Photosynthese (CO2-Fixierung), sondern auch Atmung (CO2-Abgabe).  Du kennst sicher den Unterschied zwischen Brutto und Netto.

Beim CO2 Kompensationspunkt halten sich CO2-Fixierung durch Photosynthese und CO2-Abgabe durch Atmung und Photorespiration die Waage. Die Pflanze hat also keinen Zuwachs mehr, sondern erhält sich gerade noch so. Die Nettophotosynthese liegt dann bei 0.

Läge der CO2-Kompensatiosnpunkt über 0,035 wäre  pflanzliches Leben und in Folge auch das tierische Leben längst ausgestorben.

http://www.u-helmich.de/bio/stoffwechsel/reihe4/reihe41/414-Kohlendioxid/IndexCO2.html

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Hi,

zu dem bereits Gesagten, was die Frage im Prinzip schon beantwortet, vielleicht noch einige kleine Ergänzungen.

Der CO2-Kompensationspunkt liegt in echt viel niedriger als die CO2-Luftkonzentration (0,035 Vol.-%), man kann sagen, bei ca. 10-30% davon, also etwa bei 0,003 Vol.% - 0,01 Vol.-% CO2. 

D.h. bis zur CO2-Luftkonzentration ist noch ein Puffer von ca. einem Faktor 3-10 drin. Pflanzen können daher unter natürlichen Bedingungen relativ entspannt CO2 fixieren und organische Substanz aufbauen. Dass der CO2-Kompensationspunkt über 0,035 Vol.-% liegen würde, ist also eine rein hypothetische Fragestellung.

Diese Gleichgewichtskonzentration, ab der eine Pflanze netto Photosynthese betreibt, also mehr CO2 fixiert und einbaut, als gleichzeitig durch Atmung abgibt, ist eine Kennzahl für die Leistungsfähigkeit des Photosyntheseapparates. Je niedriger diese Kennzahl ist, desto besser ist die CO2-Fixierung an die äußeren Bedingungen angepasst. 

Es gibt Pflanzen, die durch eine ganze Reihe von anatomischen, physiologischen und biochemischen Anpassungen, den CO2-Kompensationspunkt bis auf unter 0,001 Vol.-% CO2 bis fast 0 nach unten drücken und damit einen vergleichsweise leistungsfähigen Photosyntheseapparat entwickelt haben. Wegen der etwas anderen CO2-Fixierungsmethode im Calvin-Zyklus nennt man diese Pflanzen "C4-Pflanzen". 

Diese Unterschiede in der Leistungsfähigkeit fallen erst auf, wenn man zwei Pflanzen, eine "normale" C3-Pflanze (z.B. Soja, Glycine max) und eine optimierte C4-Pflanze (z.B. Mais, Zea mays) in einem abgeschlossenen Glasbox mit abgeschlossenem Luftreservoir zusammen hält und in Abständen die CO2-Luftkonzentration in der Glasbox über einige Tage misst. 

Die CO2-Konzentration der Luft in der Glasbox sinkt zunächst auf den Kompensationspunkt der C3-Pflanze ab, auf ca. 0,01 Vol.%. Unter diesen Bedingungen können beide Pflanzen noch mehr oder weniger netto-Photosynthese betreiben. Danach sinkt die CO2-Konzentration der Luft weiter ab, bis nach mehreren Tagen auf nahe 0, bei genauerem Hinsehen, auf den CO2-Kompensationspunkt von Zea mays. D.h. Zea mays macht hier immer noch positive netto-Photosynthese, während die C3-Pflanze positive Netto-Atmung macht, also ständig Kohlenstoff an die C4-Pflanze verliert, während die C3-Pflanze weiter wächst. 

Unter dieser CO2-Konkurrenz wird die Bedeutung der speziellen Anpassungen von C4 deutlich. Die C4-Pflanze "hungert" die C3-Pflanze langsam "aus", Mais wächst noch, während Soja vergilbt, Proteinabbau einleitet und seine Blätter abwirft. D.h. C4-Pflanzen überleben an Orten und ggf. sogar auf Kosten von C3-Pflanzen, denn das was C4 zum Schluss einbaut ist das, was C3 ausatmet, also an Orten wo C3 nicht mehr überleben könnte. 

Läge der CO2-Kompensationspunkt jemals über der Luftkonzentration von CO2 (also über 0,035 Vol.-%), könnte gar keine Pflanze mehr den CO2-Kompensationspunkt je erreichen, also keine Netto-Photosynthese betrieben, das bedeutet sie würden verhungern und es käme in der Folge zu einem Massensterben von Arten, wie agrabin schon angesprochen hat. Gruß, Cliff

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Gina64 11.10.2017, 22:50

Danke für die ausführliche Erklärung!

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