Widersprüche und Fehlerquellen

Die Wissenschaft von den Spurenelementen ist mit ungewöhnlich vielen Widersprüchen und Unstimmigkeiten belastet. Deshalb waren in früheren Zeiten einige Voreilige geneigt, das ganze Forschungsgebiet als "Schwindel" abzutun. Da konnte noch vor wenigen Jahrzehnten der Gelehrte A das Element X zum lebenswichtigen Spurenelement erklären; der Gelehrte B bestritt dies und behauptete, es wirke als Gift; der Gelehrte C hingegen fand, daß es nur zufällig mit dem Transspirationsstrom in die Pflanzen aufgenommen worden sei und keine biologische Bedeutung habe. Die einen "entdeckten" schließlich Dutzende von Spurenelementen (wie z. B. Selen, Gallium, Lithium, Aluminium, Natrium, Chlor, Germanium, Nickel, Rubidium, Strontium, Titan, Vanadium usw.), die anderen erklären hingegen, es gäbe im Pflanzenreich nur die Spurenelemente Bor, Kupfer, Zink, Molybdän, Mangan und Eisen.
Die meisten dieser Widersprüche lassen sich auf folgende Fehlerquellen zurückführen: Die Forscher verwendeten früher zu ihren Versuchen vielfach Wasser und Chemikalien von verschiedenen, meist unzulänglichen Reinheitsgraden. Da wurde z. B. Kupfer aus kupfernen Destillationsapparaten in das destillierte Wasser eingeschleppt; aus den zur Aufzucht der Versuchspflanzen verwendeten Glas- oder Metallbehältern traten Spuren von Bor, Zink, Molybdän, Eisen usw. in die Nährlösungen über; oder man beachtete nicht, daß große Samenkörner oft genug Spurenelemente enthalten, um die daraus hervorgehenden Pflänzchen auf einem großen Teil ihres Lebenswegs zu versorgen. Andere Forscher arbeiteten mit zu hohen Konzentrationen; sie fanden dann, daß z. B. Kupfer- oder Borverbindungen für die Pflanzen giftig seien - in Wirklichkeit sind die gleichen Verbindungen in geringeren Konzentrationen lebensnotwendig, getreu der alten Erkenntnis von Paracelsus (1493 - 1541): "Ein jeder Stoff ist Gift und ein jeder Stoff ist Arznei; es kommt ganz auf die Konzentration an." Schon seit langem hat man immer wieder Pflanzen und Tiere chemisch analysiert. Bei diesen Analysen waren viele Fehlerquellen zu berücksichtigen. Wenn man z. B. Pflanzenteile bei 450° vorsichtig verascht, können nach Reed und Cummings (1941) bis zu 50% des Kupfergehalts, ca. 30% des Kaliumgehalts und etwa 10% des Calciumgehalts verloren gehen; daher erwärmt man heute das abgewogene Pflanzenmaterial z. B. in Quarzglas- oder Pyrexglasbehältern zusammen mit Salpetersäure über einem Schwefelsäurebad auf 120 bis 140°, bis eine klare Lösung entsteht und gibt dann etwas 30%iges Wasserstoffperoxyd hinzu (erwärmen). In dieser Lösung kann man dann mit spezifischen organischen Einzelreagentien oder durch sonstige analytische Verfahren die Kernelemente und Spurenelemente nachweisen.
Viele Elemente werden (natürlich in Verbindungsform) von den Pflanzen mit dem Bodenwasser nur zufällig aufgenommen und in den Blättern, Stengeln und Früchten abgelagert; sie sind entbehrlich und spielen keine besondere physiologisch-chemische Rolle. Hierher gehören z. B. Aluminium, Silicium, Natrium, Strontium, Chlor, Brom, Edelmetalle usw. Für die Tiere und Menschen gilt ähnliches. So konnte z. B. der Russe Woinar 1952 in den Kernen der Nervenzellen aus der grauen Substanz der Großhirnrinde und des Kleinhirns von Menschen, Rindern und Hunden mit Hilfe der Emissionsspektralanalyse Spuren von folgenden Elementen feststellen: Aluminium, Gallium, Blei, Lithium, Eisen, Silicium, Nickel, Mangan, Zink, Chrom, Molybdän, Wismut, Barium, Titan, Silber, Kupfer und Kobalt (weniger konstant auch Germanium, Zinn, Kadmium und Strontium). Viele dieser Elemente sind zum normalen Leben nicht nötig, einige davon sogar giftig (z. B. Blei, Wismut, Barium usw.). In den Haaren des Menschen fand man nicht weniger als 19 Spurenmetalle. Die Entscheidung darüber, ob ein Element lebensnotwenig sei, kann nicht die chemische Analyse der Pflanzen- und Tiersubstanz, sondern nur der großangelegte Ernährungsversuch erbringen.
Nicht selten können sich die Spurenelemente gegenseitig stören oder teilweise ersetzen. Andere Elemente (z. B. Quecksilber) üben in gewissen Konzentrationen einen Wachstumsreiz auf die Pflanen aus, ohne lebenswichtige Spurenelemente zu sein. Man sieht: Es gibt hier Fehlerquellen, Fallstricke, irrtümliche Deutungsmöglichkeiten in großer Zahl, welche die Widersprüche in früheren Literaturangaben erklären können.