Ich gehe mal davon aus, dass Sie die Seite "Fotosynthesefaktor Lichtintensität" oder zumindest den Lexikon-Beitrag "Lichtkompensationspunkt" gelesen haben. Dann werden Sie die obige Graphik sicher schnell verstehen.
Wenn kein Kohlendioxid im Wasser gelöst ist, kann die Wasserpest natürlich keine Fotosynthese betreiben. Die Brutto-Fotosynthese hat also den Wert Null. Damit die Pflanze trotzdem ATP für ihre verschiedenen Stoffwechselprozesse zur Verfügung hat, muss sie Glucose aerob oxidieren, was natürlich zu einem Verbrauch an Sauerstoff führt. Die Netto-Fotosynthese, also das, was die geschickte Experimentatorin am Ende messen kann, liegt daher im negativen Bereich.
Brutto-Fotosynthese
Die in der Pflanze ablaufende Fotosynthese.
Netto-Fotosynthese
Die messbare Fotosynthese, gemessen über Sauerstoff-Freisetzung oder Kohlendioxid-Verbrauch. Die Netto-Fotosynthese kann auch negative Werte haben, wenn der Einfluss der Atmung größer ist als der Einfluss der Brutto-Fotosynthese.
Netto-Fotosynthese = Brutto-Fotosynthese - Atmung
Erhöht man die CO2-Konzentration im Wasser, indem man beispielsweise etwas Kohlendioxid haltiges Mineralwasser in das Becherglas schüttet (Grundversuch siehe: Bläschenzählmethode), dann beginnt die Pflanze mit der Fotosynthese (falls genug Licht eingestrahlt wird, versteht sich). Ab einer bestimmten Kohlendioxid-Konzentration wird genau so viel Sauerstoff durch Fotosynthese freigesetzt, wie durch die ständig ablaufende Atmung verbraucht wird. Die Kohlendioxid-Konzentration (bzw. die Kohlensäure-Konzentration), bei der dies passiert, bezeichnet man als CO2-Kompensationspunkt (in Analogie zum Lichtkompensationspunkt).
CO2-Kompensationspunkt
Die Kohlendioxid-Konzentration, bei der die messbare Netto-Fotosynthese den Wert Null hat.
Interessanterweise liegt der CO2-Sättigungspunkt (analog zum Lichtsättigungspunkt) weit über den auf der Erde herrschenden Kohlendioxidkonzentrationen. Das nutzen die Gärtner gerne aus, indem sie ihre Gewächshäuser mit Kohlendioxid begasen. So steigern sie die natürliche, bei ca. 0,038% liegende CO2-Konzentration der Luft und erhöhen so die Fotosyntheserate ihrer Kulturpflanzen.
Nun noch eine interessante Aufgabe für die Klausurschreiber und Abiturienten unter Ihnen:
Aufgabe
Eine grüne Pflanze wird hermetisch in ein Gefäß eingeschlossen, in dem sich kein Kohlendioxid in der Luft befindet. Wasser und Licht sind dagegen ausreichend vorhanden, Mineralstoffe auch. Was wird im Laufe der Zeit passieren?
Lösungsvorschlag
Die Pflanze wird nicht eingehen! Da kein Kohlendioxid vorhanden ist, wird sie zunächst ausschließlich Atmung betreiben, um so ihre Energieversorgung sicher zu stellen. Allerdings sollte die Pflanze dazu mit genügend Reservestoffen wie Stärke ausgestattet sein, sonst geht sie doch ein. Wenn die Pflanze nun Atmung betreibt, wird automatisch Kohlendioxid freigesetzt. Da das Gefäß aber hermetisch verschlossen ist, sammelt sich das Kohlendioxid in der Luft an. Ab einer bestimmten Konzentration kann die Pflanze Fotosynthese betreiben und aus dem Kohlendioxid neue Reservestoffe gewinnen, die sie dann in der Atmung wieder aufbraucht, um erneut Kohlendioxid freizsetzen, das die dann wieder für die Fotosynthese benötigt, und so weiter. Mit anderen Worten - die CO2-Konzentration im Glas pendelt sich auf einen mehr oder weniger konstanten Wert ein. Sobald einmal zu viel Kohlendioxid vorliegt, steigert die Pflanze ihre Fotosynthese, und der CO2-Gehalt geht zurück. Ist dann wieder mal zu wenig CO2 vorhanden, macht sich die Atmung verstärkt bemerkbar und der CO2-Gehalt steigt wieder.