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GESCHICHTE DER BIOLOGIE

Die Entstehung der Agrachemie (18)

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Der Beginn der Ernährungswissenschaft, Boussingault, Liebig - 19. Jh.

Wie sehr auch die Darwinsche Evolutionstheorie einer durch natürliche Selektion bedingten Entwicklung vielen verankerten Glaubensinhalten der Menschheit zuwiderlief, so wurde doch das Wunder des Lebens durch sie erst verdeutlicht. Aus ganz einfachen Anfängen heraus hatte das Leben unter dem Zwang der Umwelt unaufhörlich danach gestrebt, immer größere Vielfalt und Kraft zu entfalten. In der veränderungslosen Welt des Unbelebten gibt es nichts, was sich damit vergleichen ließe. Gebirge können entstehen, aber Jahrmillionen vorher hat es schon andere Gebirge gegeben. Dagegen sind die Formen des Lebens immer neu.

Die Darwinsche Theorie kann daher bei oberflächlicher Betrachtung zugunsten des Vitalismus, der großen, von der menschlichen Vorstellung vollzogenen Trennung zwischen Leben und Materie, ausgelegt werden. Tatsächlich erreichte die Popularität des Vitalismus in der letzten Hälfte des neunzehnten Jahrhunderts einen neuen Höhepunkt.

Die große Gefahr für den Vitalismus des neunzehnten Jahrhunderts lag weniger in der Evolutionstheorie als in den Fortschritten der organischen Chemie. Gegen die Chemie verteidigten sich die Vitalisten mit dem Eiweißmolekül und hielten ihre Stellung fast bis zum Ende des Jahrhunderts. Im übrigen beschäftigte sich auch die Biochemie des neunzehnten Jahrhunderts sehr stark mit jenem Eiweißmolekül.

Die Bedeutung von Eiweiß (Protein) für das Leben wurde erst durch den französischen Physiologen Francois Magendie (1783 bis 1855) geklärt.

Die wirtschaftlichen Veränderungen infolge der Napoleonischen Kriege hatten eine Periode der Lebensmittelknappheit verursacht. Bei den Regierungen erwachte ein Verantwortungsgefühl für die Lage des Volkes, und eine Kommission mit Magendie an der Spitze wurde eingesetzt, um zu prüfen, ob gehaltvolle Nahrungsmittel aus einem Stoff hergestellt werden könnten, der ebenso billig und leicht erhältlich wie Gelatine war.

1816 begann Magendie seine Untersuchungen damit, dass er Hunden eine eiweißfreie Kost verabreichte, die nur aus Zucker, Olivenöl und Wasser bestand. Die Tiere verhungerten. Kalorien allein reichten also nicht aus. Eiweiß war ein wesentlicher Bestandteil der Nahrung. Es ergab sich weiter, dass nicht alle Eiweiße gleich brauchbar waren, denn unglücklicherweise starben die Hunde auch dann noch, wenn Gelatine das einzige Eiweiß in ihrer Nahrung war. So wurde die moderne Ernährungswissenschaft begründet, die sich zum Ziel gesetzt hat, den Zusammenhang zwischen Nahrung, Leben und Gesundheit zu erforschen.

Die Eiweißkörper unterschieden sich dadurch von den Kohlehydraten und Lipiden, dass die ersteren Stickstoff, die letzteren aber keinen enthielten. Aus diesem Grunde konzentrierte sich das Interesse auf den Stickstoff als notwendigen Bestandteil des lebenden Organismus.

In den vierziger Jahren des 19. Jahrhunderts begann der französische Chemiker Jean Baptiste Boussingault (1802-87) den Stickstoffbedarf der Pflanzen zu untersuchen. Dabei ergab sich, das einige Pflanzen, wie z. B. die Hülsenfrüchte (Erbsen, Bohnen etc.), ohne weiteres auf stickstofffreiem Boden gediehen, wenn sie mit stickstofffreiem Wasser begossen wurden. Sie wuchsen nicht nur, sondern ihr Stickstoffgehalt nahm zu. Boussingault konnte daraus den Schluss ziehen, dass sie ihren Stickstoff aus der Luft entnahmen. Wir wissen heute, dass dies von den Pflanzen nicht direkt bewirkt wird, dass vielmehr einige Stickstoff bindende Bakterien dafür verantwortlich sind, die in Wurzelknollen wachsen.

Boussingault zeigte weiter, dass Tiere den Stickstoff nicht durch die Luft, sondern nur durch die Nahrung aufnehmen. Er verschärfte die Resultate von Magendie, indem er den Stickstoffgehalt von einigen Nahrungsmitteln genau analysierte und ihn mit der Wachstumsgeschwindigkeit verglich. Bei Benutzung nur eines Nahrungsmittels als Stickstoffquelle konnte tatsächlich ein funktioneller Zusammenhang festgestellt werden. Dieser Zusammenhang führte aber bei verschiedenen Nahrungsmitteln zu verschiedenen Wachstumsraten bei gleichem Stickstoffgehalt.

Aus diesem Sachverhalt durfte man folgern, dass einige Eiweißarten für die Ernährung des Körpers besser geeignet waren als andere
. Später konnte Boussingault aufgrund empirischer Ermittlungen eine Liste aufstellen, welche die relative Brauchbarkeit verschiedener Nahrungsmittel als Eiweißquelle enthielt.

Diese Untersuchungen wurden von dem deutschen Chemiker Justus von Liebig (1805-73) weitergeführt, der in den folgenden Jahrzehnten ausführlichere Listen dieser Art herstellte. Liebig glaubte, dass der Grund für das Nachlassen der Fruchtbarkeit des Bodens nach jahrelanger Bebauung in dem allmählichen Verbrauch gewisser Mineralien des Bodens läge, die für das Wachstum der Pflanzen notwendig waren. Pflanzliche Gewebe enthielten geringe Mengen an Natrium, Kalium, Kalzium und Phosphor, die von löslichen Verbindungen aus dem Boden stammen mussten und die von der Pflanze absorbiert werden konnten. Seit Menschengedenken war es üblich, die Fruchtbarkeit des Bodens durch Stallmistdüngung zu verbessern. Für Liebig bedeutete dies nicht die Anreicherung des Bodens mit irgendwelchen „Lebensstoffen“, sondern den Ersatz der ihm entzogenen Mineralstoffe durch den Mineralgehalt des Düngers. Warum nicht dem Boden die Mineralien in reiner, sauberer und geruchloser Form beigeben, und die Verwendung des Stallmistes einstellen?

Liebig war der erste, der mit chemischen Düngemitteln experimentierte. Seine landwirtschaftlichen Produkte erwiesen sich zunächst als Fehlschläge, da er sich zu sehr auf die Aussagen von Boussingault verließ, wonach einige Pflanzen ihren Stickstoff aus der Luft nähmen. Als Liebig erkannte, dass die meisten Pflanzen doch Stickstoff aus löslichen Stickstoffverbindungen (Nitraten) des Bodens beziehen, fügte er diese seinem Gemisch hinzu und erhielt damit brauchbare Düngemittel.

Boussingault und Liebig gelten heute als Begründer der Agrarchemie.

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