Pflanzenzucht bei elektrischem Lichte

Pflanzenzucht bei elektrischem Lichte.

Von Carus Sterne.

Einer der Fremden, in deren Gesellschaft der Schreiber dieser Zeilen vor langen Jahren einmal die Glücksbrunner Höhle bei Bad Liebenstein besuchte, wurde daselbst von einer schönen Pflanzendecoration, die zu Ehren eines voraufgegangenen fürstlichen Besuches mit besonderer Pracht am Ufer des unterirdischen Sees arrangirt war, so überrascht und verblüfft, daß er den Charon unserer acherontischen Fahrt fragte, ob diese Palmen, Myrthen, Dracänen etc. immer dablieben und so schön gediehen? Wir lachten damals über den biedern Sohn der Thüringer Berge, der nicht zu wissen schien, daß grüne Pflanzen nur im Lichte gedeihen können, allein wie die seit Februar dieses Jahres angestellten Versuche des Herrn Wilhelm Siemens in London, eines Bruders des bekannten Berliner Elektrikers, gezeigt haben, wäre eine solche unterirdische Pflanzen- und Blumenzüchterei in ewig dem Sonnenlichte entzogenen Grotten doch am Ende sehr wohl ausführbar gewesen.

Die Tageszeitungen haben mit großem Getrommel darüber berichtet, daß Herr Siemens am 4. März vor der Londoner königlichen Gesellschaft der Wissenschaften Tulpenknospen in weniger als einer Stunde durch elektrisches Licht zum Aufblühen gebracht habe, und das Berliner „Mikroskopische Aquarium“ zeigt dieses schon mehr an die „höhere Physik“ erinnernde Kunststück seitdem alltäglich seinen erstaunten Besuchern. Weder den Posaunisten, noch Herrn Siemens selbst scheint es bekannt gewesen zu sein, daß man dieses Experiment unter der wärmestrahlenden Glocke jeder Petroleumlampe ebenso gut, ja sogar im Dunkeln bewerkstelligen kann, da die geschlossenen Blumen mehr durch die steigende Wärme, als durch das Licht zum Ausbrechen gereizt werden. Mehr als einmal habe ich im Hochgebirge des Abends die geschlossenen tiefblauen Gentianen, die ich am Tage in der Nähe des ewigen Schnees gepflückt hatte, durch Lampenwärme zum Oeffnen gebracht; es ist das eine höchst einfache Zauberei, die mich Dr. Hermann Müller vor Jahren gelehrt hat. In verschiedenen Gegenden Deutschlands, namentlich Thüringens, z. B. in der Gegend von Hildburghausen, herrscht die schöne Sitte, kurz vor dem ersten Advent starke Aeste von Waldkirschen, Birken, Apfelbäumen, Flieder, sowie von anderen Gehölzen in die Zimmer zu holen, sie in großen Behältern mit feuchtgehaltenem Sand in eine Zimmerecke zu stellen und dort treiben zu lassen. Hier in den niedrigen Bauernstuben, in der dunkelsten Zeit des Jahres und in einer keineswegs begünstigten Zimmerecke erfüllt sich das in so vielen Volkssagen und Märchen geschilderte Wunder: die Apfelbäume, durch welche die Sünde in die Welt gekommen, erblühen um Weihnachten, wenn nicht aus Freude über die Geburt des Erlösers, so doch kraft der Strahlen des wohlgeheizten Zimmerofens; man freuet sich der Frühlingspracht blühender Apfel- und Kirschbäume und der Fliederblüthe, die sonst das Pfingstfest schmückt, in den Weihnachtsfeiertagen.

In den Großstädten beginnt das Treiben der Frühlingsblumen im Spätherbste nach großem Maßstabe; schon vor Weihnachten hat man daselbst frische Veilchen, Maiblumen, Tazetten etc., und manche dieser Pflanzen, wie z. B der Flieder, werden in völliger Dunkelheit getrieben. Trotzdessen zeigen sie wohlausgebildete und schöne Blüthen zum Beweise dafür, daß die Blüthenentwickelung ganz ohne Licht vor sich gehen kann, was ja auch schon der Umstand beweist, daß die vollkommene Ausbildung der Blüthe sich in der dicht geschlossenen Knospe vollzieht. Dagegen zeigen die Blätter im Dunklen getriebener Gewächse, Salatpflanzen u. dergl. eine auffallende, bei den letzteren ihre Zartheit vermehrende und deshalb geschätzte Eigenthümlichkeit: sie sind nicht grün gefärbt, sondern von einem gelblichen Elfenbeinweiß, etiolirt (vergeilt), wie der Kunstausdruck sagt. Man sieht also, die Pflanzentriebe besitzen das Vermögen, ohne Mithülfe des Lichtes, bei genügender Wärme aus den angesammelten, in Wurzeln, Stengeln oder Zwiebeln angehäuften Nahrungs-(Reserve-)Stoffen Blätter und Blüthen zu treiben, nur vermögen die meisten derselben nicht ohne Mithülfe des Lichtes den grünen Farbstoff, das Blattgrün oder Chlorophyll, auszubilden, der mit der Forternährung der Pflanzentriebe in sehr nahen Beziehungen steht.

Ich sagte mit Absicht, die meisten Pflanzen; denn einige der ältesten Pflanzen, die schon auf der Erde erschienen sind, als das Sonnenlicht wahrscheinlich noch durch eine dichtere Atmosphäre sehr gedämpft war, so die Farnkräuter und Nadelhölzer, besitzen das Vermögen, auch ohne Licht Blattgrün wenigstens in einem beschränkten Grade, zu erzeugen, und einige derselben gedeihen nur im Schatten und scheuen das ungemäßigte Sonnenlicht geradezu; ja sie sollen zum Theil in demselben ebenso erbleichen, wie andere Pflanzen im Dunklen. Man hat bis zum vorigen Jahre ganz allgemein geglaubt, dieser grüne Farbstoff, welcher mit Ausnahme einiger, ausschließlich auf fremde Kosten lebender Schmarotzerpflanzen keinem höheren Gewächse fehlt, bewirke die Ernährung der Pflanzen, indem er es sei, der die Kohlensäure im Lichte binde und zersetze, um den Kohlenstoff, den Grundbestandtheil der meisten Stoffe des Pflanzenleibes, abzuscheiden und in Gestalt verschiedener Verbindungen den einzelnen Theilen und Geweben zuzuführen.

Allein geistreiche Versuche, welche der ausgezeichnete Botaniker Professor Pringsheim in Berlin im vergangenen Jahre angestellt hat, scheinen diese seit langen Jahren angenommene Ansicht zu erschüttern und vielmehr die Vermuthung nahe zu legen, daß das grüne Kleid der Pflanzen nur ein übergeworfener grüner Schleier sei, der wie ein Lichtschirm oder eine gefärbte Schutzbrille wirke, um den Pflanzen das volle Sonnenlicht erträglich zu machen und die eigentlich die Nahrungsaufnahme (Assimilation) bewirkenden Zellstoffe vor ihrer versengenden Wirkung zu behüten. Erst hinter dieser grünen Außenfläche der Zellkörper bewirke das durch sie gemilderte Licht die Neubildung der Stärke-, Zucker-, Eiweißstoffe etc., welche die Pflanze aufbauen und später gegen das Ende der Vegetationsperiode in eigenen Vorrathsorganen aufgespeichert werden, um das Material zum nächsten Blüthen- und Blatttriebe zu liefern.

Sei dem nun, wie ihm wolle, so viel ist sicher, daß jene Entwickelung der Pflanze ohne Licht nur so lange möglich ist, wie noch Reservestoffe vorhanden sind, während ein Ersatz derselben und das darauf beruhende Weiterleben nur im Lichte geschehen kann, wobei dann auch das immerfort vom Lichte zersetzte Chlorophyll immer wieder neu gebildet wird. Nun haben sich die Naturforscher seit lange gefragt, ob hierzu unbedingt das Sonnenlicht nöthig sei, oder ob auch künstliches Licht ausreiche. Schon im Jahre 1806 hatte der berühmte Genfer Botaniker Decandolle mit dem Lichte von sechs Argand’schen Lampen experimentirend gefunden, daß im Dunkeln getriebene weiße Pflanzen sich an dieser Lichtquelle grün färbten, also Chlorophyll bildeten, aber er konnte ebenso wenig wie spätere Untersucher finden, daß die Pflanzen bei diesem schwachen Lichte Kohlensäure zersetzen, was sich leicht an der dadurch herbeigeführten Ausscheidung von Sauerstoffgas, der Lebensluft der Thiere, erkennen lassen würde. Sie ergrünten, aber ohne merkliche Ernährungserscheinungen zu zeigen.

Man glaubte nun eine lange Zeit hindurch, daß der Mangel der gewöhnlichen künstlichen Lichtquellen an sogenannten chemischen Strahlen – der geneigte Leser wolle über dieselben „Gartenlaube“ 1880, Nr. 1 nachlesen – es sei, welcher sie unfähig mache, die Ernährungsprocesse in der Pflanzenzelle anzuregen. Allein genauere Untersuchungen der deutschen Botaniker Sachs, Kraus und Pfeffer (1866 bis 1872) zeigten, daß es nicht die dunklen chemischen Strahlen des Sonnenspectrums, welche sich bei der Photographie so wirksam erweisen, sondern im Gegentheil die leuchtendsten gelben Strahlen sind, welche die stärkste Kohlensäurezersetzung hervorrufen. Wenn sie eine Anzahl Wasserpflanzen derselben Art in ganz mit Wasser gefüllten Glocken in den rothen, gelben, grünen, blauen und violetten Raum des Sonnenspectrums brachten, so schieden stets die in den gelben Raum gestellten Pflanzen die größte Sauerstoffmenge ab.

Schon früher hatte man indessen bemerkt, daß beim Gedeihen der Pflanzen doch auch die chemischen Strahlen eine wichtige Rolle spielen, indem sie es sind, welche die Bewegungen der Pflanzen regeln und sie nach der Sonne richten. Pflanzen, die im Schatten wachsen, schießen bekanntlich sehr schnell in die Länge, wo aber der Stengel von den chemischen Strahlen des Lichtes getroffen wird, hindern dieselben dieses geile Wachsthum und es entsteht eine Gewebespannung, welche natürlich bewirken muß, daß sich der auf der dunklen Seite stärker verlängerte Stengel dem Lichte zuwendet. Unter den verschieden schnellschwingenden Strahlen des Sonnenlichtes besteht also dem Pflanzenleben gegenüber eine merkwürdige Arbeitstheilung. Die langsamsten (Wärmestrahlen) befördern die innere Weiterverarbeitung der aufgespeicherten Stoffe, das Wachsen, Treiben und Entfalten, die schneller schwingenden rothen, gelben und grünen Lichtwellen regen die Stoffaufnahme an, und die schnellsten blauen, violetten und ultravioletten Strahlen richten die Pflanze nach der Licht- und Wärmequelle hin. Man dürfte hiernach vermuthen, daß das elektrische Licht vermöge seines Reichthums an chemischen Strahlen eine stark richtende Wirkung auf die Pflanzen äußern müsse, und diese Wirkung wurde in der That bereits 1861 durch Versuche von Hervé-Mangon bestätigt. Diese Experimente fortsetzend, hat der französische Naturforscher Prillieux vor einigen Jahren zeigen können, daß das elektrische Licht, und ebenso das sogenannte Drummond-Licht, ja sogar intensives Gaslicht wirklich aus Wasserpflanzen Sauerstoff entwickelt, also die Aufnahme von Nährstoffen ebenso anregt wie das Sonnenlicht.

Man sieht, es handelt sich in den neueren Versuchen von Siemens um keine neue naturwissenschaftliche Entdeckung, sondern nur um die praktische Erprobung der wissenschaftlich längst festgestellten Wirkung des elektrischen Lichtes auf die Pflanzen in einem etwas größeren Maßstabe und mit dem Hintergedanken einer ökonomischen Ausbeutung dieser Wirkungen. Gleichwohl haben diese Versuche ein allgemeineres Interesse, weshalb wir etwas genauer darauf eingehen wollen. Herr Siemens wollte zunächst feststellen, welche Einwirkung starkes elektrisches Licht auf das Gedeihen der Pflanzen habe, und wendete eine durch einen Otto’schen Gasmotor getriebene dynamo-elektrische Maschine an, welche Licht von einer 1400 Kerzen gleichkommenden Stärke erzeugte. Die mit einem metallischen Hohlspiegel versehene Lampe wurde zunächst in freier Luft ungefähr zwei Meter hoch über dem Glasdache eines unterirdischen Melonenhauses angebracht, in welchem eine beträchtliche Anzahl von Blumentöpfen mit eingesäeten oder eingepflanzten schnellwachsenden Gartengewächsen, wie Senf, Möhren, Zuckerrüben, Bohnen, Gurken und Melonen aufgestellt waren. Die Pflanzen konnten dort, ohne vom Platze bewegt zu werden, abwechselnd dem Tageslicht und dem beinahe unter demselben Winkel einfallenden elektrischen Lichte ausgesetzt werden.

Die Töpfe wurden in vier Gruppen getheilt, von denen die erste gänzlich im Dunkeln gelassen die zweite einzig dem Einflusse des elektrischen Lichtes, die dritte allein dem Tageslichte und die vierte dem elektrischen und dem Tageslichte abwechselnd ausgesetzt wurden. Das elektrische Licht wirkte täglich von fünf bis elf Uhr Abends ein, und den Rest der Nacht blieben die Pflanzen im Dunkeln. In allen Fällen waren die Wirkungsunterschiede unverkennbar. Die im Dunkeln gelassenen Pflanzen waren blaßgelb, schmächtig im Wuchs und starben bald. Die allein dem elektrischen Licht ausgesetzten Pflanzen zeigten lichtgrüne Blätter und besaßen hinreichende Kraftfülle, um weiter zu leben. Die dem Tageslicht allein ausgesetzten Pflanzen waren von einem dunkleren Grün und größerer Kräftigkeit. Die den beiden Lichtquellen ausgesetzten Pflanzen zeigten eine entschiedene Ueberlegenheit in der Kraftfülle über alle andern und ihr Grün war von einer reichen dunklen Farbe. Hierbei muß bemerkt werden, daß das elektrische Licht nur halb so lange wie das Tageslicht und unter ungünstigen Verhältnissen wirkte, weil die Glasbedeckung des Hauses in den kühlen Nächten stark mit Feuchtigkeit beschlug und weniger Licht einließ.

Nach diesen gelungenen Vorversuchen brachte Siemens das elektrische Licht in’s Gewächshaus selbst, indem er die Versuchspflanzen diesmal in drei Gruppen theilte und sie entweder nur dem Tageslichte oder nur dem elektrischen Lichte (je elf Stunden) oder beiden Lichtpunkten abwechselnd je elf Stunden aussetzte. Diese Experimente wurden vier Tage und Nächte hindurch fortgesetzt und zeigten ganz entschieden den günstigen Einfluß des elektrischen Lichtes, obwohl die dem Tageslichte ausgesetzten Pflanzen im Allgemeinen die nur dem elektrischen Lichte ausgesetzten Pflanzen an Frische übertrafen. Sehr merklich war die gleichzeitig von dem elektrischen Bogen gespendete Hitze, welche erlaubte, die Heizung einzustellen. Die von ihm erzeugte Kohlensäure reichte hin, die Pflanzen ohne Ventilation zu ernähren, und von den gleichzeitig in geringer Menge gebildeten Stickstoffverbindungen wurde ein schädlicher Einfluß auf die Pflanzen nicht bemerkt.

Diese Experimente sind nicht blos dadurch lehrreich, daß sie das Vermögen des elektrischen Lichtes beweisen, die Pflanzen an Stelle der Sonne zu ernähren und am Leben zu erhalten, sondern noch besonders durch die Bestätigung der Erfahrung, daß den Pflanzen eine eigentliche Nachtruhe nicht nöthig ist. Pflanzen, die ihre Blätter und Blüthen während der Nacht zum sogenannten „Schlaf“ schließen, thun dies nicht aus Müdigkeit, sondern nur weil der Licht- und Wärmereiz der Sonnenstrahlen fehlt und weil sie sich im geschlossenen Zustande besser gegen Nachtkühle und Nachtthau schützen. Unter die elektrische Lampe gebracht, breitete eine schlafende Acacia lophanta ihre zusammengelegten Fiederblätter alsbald wieder aus. Freilich würde man aus diesen viertägigen Experimenten noch nicht auf die völlige Entbehrlichkeit der Nachtruhe für die Pflanzen schließen können, wenn man nicht wüßte, daß in den Polarregionen, im nördlichen Schweden, Norwegen und Finnland Getreide in den beiden Sommermonaten, während die Sonne beinahe ununterbrochen über dem Horizonte ist, ungewöhnlich schnell wächst und reift. Diese schnellen Ernten könnte man also durch Ersatz des Sonnenlichtes mittelst des elektrischen Lichtes während der Nacht auch in andern Breiten erzielen, wenn das sich verlohnte. Die Pflanzen verrichten weder Muskel- noch Kopfarbeit – wozu sollten sie also der Nachtruhe bedürfen?

Der nächste Versuch bestand darin, daß die elektrische Lampe derartig an der südlichen Seite der Decke eines gläsernen Palmenhauses angebracht wurde, daß ihre Strahlen unter einem ähnlichen Winkel, wie die der Mittagssonne, die Pflanzen trafen. Die elektrische Lampe war eine ganze Woche hindurch (vom 18. bis 24. Februar) täglich, mit Ausnahme der Sonntagnacht, von fünf Uhr Abends bis sechs Uhr Morgens in Thätigkeit, und alle Pflanzen zeigten dabei ein gesundes Aussehen. Von drei Alicante-Weinreben machte die dem elektrischen Lichte zunächst stehende die meisten Fortschritte, und dasselbe konnte an den Nektarpfirsichen und Rosen bemerkt werden. Auch die nächststehenden Pflanzen, z. B. ein Geranium, wurden von der Hitze nicht beeinträchtigt; die Blätter nahmen eine dunklere und kräftigere Farbe an, und die Blumenfarbe der blühenden Pflanzen schien lebhafter als gewöhnlich zu sein. Dieser Versuch, obwohl ebenfalls von zu kurzer Dauer, um alle Zweifel zu heben, scheint doch den Schluß zu erlauben, daß das elektrische Licht in Gewächshäusern verwendet werden kann, ohne daß die Pflanzen Schaden leiden.

Ein fernerer Versuch sollte die Wirkung des elektrischen Lichtes auf unter Glas und in freier Luft wachsende Pflanzen gleichzeitig und neben einander zeigen. Die Lampe wurde deshalb, wie bei dem ersten Versuche, zwei Meter hoch über dem Boden zwischen einem unterirdischen Melonenhause und einem ebenfalls unterirdischen Gewächshause mit Rosen, Lilien, Erdbeeren und anderen Gewächsen angebracht. Der ungefähr einen Meter breite und sieben Meter lange Bodenraum zwischen diesen beiden Häusern wurde mit Kästen besetzt, in denen frühe Pflanzen (Senf, Erbsen, Bohnen, Kartoffeln etc.) gesäet oder gepflanzt waren, während niedrige Mauern an den beiden offenen Seiten des Zwischenraumes kalten Winden den Zutritt abschnitten. Auch hier war die Wirkung unverkennbar und konnte leicht deutlicher gemacht werden, wenn einzelnen Pflanzen, ohne ihren Platz zu verändern, durch Beschattung das elektrische Licht entzogen wurde; sie blieben gegen die Nachbarn entschieden zurück. Besonders sichtbar war die vortheilhafte Wirkung auf die blühenden Pflanzen, und hierbei scheint besonders die von dem elektrischen Bogen ausgehende Strahlungswärme mitzuwirken. Aus diesem Grunde glaubt Siemens, daß das elektrische Licht mit Nutzen angewendet werden könnte, um Obstspaliere, Baum- und Küchengärten gegen den Einfluß der Nachtfröste, besonders zur Zeit der Blüthenentfaltung und des Fruchtansatzes zu schützen. Natürlich wird es darauf ankommen, ob die Kosten für solche Anlagen nicht zu groß werden. Die Siemens’sche Lampe (= 1400 Kerzen) erfordert zum Betriebe einen Gasmotor von drei Pferdekraft, Siemens gedenkt aber die erforderliche mechanische Kraft künftig durch eine Turbine zu gewinnen. Solche Gärten, die an einem raschlaufenden Flusse oder gar an einem Wasserfalle liegen, würden das Licht beinahe umsonst gewinnen können.

Schreiber dieser Zeilen fürchtet aber, daß solche Träumereien von bei elektrischem Lichte gezogenen Blumen und Früchten nur unter dem trüben Himmel Englands reifen konnten und nur für die Polarnacht Bedeutung haben. Bei elektrischem Lichte gezogene Melonen, Pfirsiche und Erbsen im Winter zu speisen, möchte ja einen besonderen pikanten Beigeschmack haben, aber dem Wohle der Gesammtheit werden solche Treibhauskünste wenig dienen. Mit einigen Schmauchfeuern, welche künstliche Wolken erzeugen, kann man einen Baumgarten oder Weinberg sicher zehnmal wirksamer gegen Nachtfrost schützen, als mit einigen Dutzend elektrischer Lampen. (Vergl. Gartenlaube 1874, S. 45.)

Aber von dem großen Interesse, welches heutzutage Jedermann an den Experimenten mit dem elektrischen Lichte nimmt, strahlt natürlich ein gut Theil auf diese Treibhauskünste, und es hat einen äußerst prickelnden Reiz, nicht blos das Gaslicht, sondern auch gleich die Sonne zu ersetzen, sie gleichsam zu pensioniren und in Ruhestand zu versetzen.

Uebrigens könnte man diese Versuche auch auf gewisse Thiere ausdehnen, die des Sonnenlichtes für ihr Wohlbefinden ebenso wie die Pflanzen bedürfen. Die meisten Thiere unterscheiden sich bekanntlich von den grünen Pflanzen dadurch, daß sie sich nicht wie diese direct von der Luft und den Mineralstoffen des Bodens ernähren können, dafür aber auch des Lichtes als einer nothwendigen Lebensbedingung nicht bedürfen, vielmehr jahrelang, ja zeitlebens, wie die Grottenthiere, im Finstern existiren können. Aber man hat in der Neuzeit auch grüne Thiere entdeckt, die, den grünen Pflanzen, welche der Sonnenstrahlen als der vornehmsten Lebensbedingung bedürfen, entsprechend, mit demselben Farbstoff (Chlorophyll) erfüllt sind, und deren Ernährung eine durchaus pflanzenartige ist. Schon längst hatte man an mehreren Meeresküsten grüne Plattwürmer (Planarien) gefunden, die augenscheinlich das Licht aufsuchen und sich im seichten Wasser auf der Oberfläche des weißen Sandes sonnen. Der Naturforscher P. Geddes hat im Herbste des Jahres 1878 den Lebensproceß dieser Thiere an der Küste von Roskoff in der Bretagne genauer beobachtet, nachdem es ihm aufgefallen war, daß sie im Aquarium stets die Lichtseite aufsuchen. Er beobachtete sie nunmehr im Sonnenschein und sah von ihrem Körper eine Gasentwickelung ausgehen, die derjenigen vom Laube einer besonnten grünen Meeresalge durchaus nichts nachgab. Um das abgeschiedene Gas genauer zu untersuchen, brachte er sie unter eine ganz mit Wasser gefüllte Glasglocke und erhielt nach einem einzigen Tage Sonnenschein ein ganzes Probirglas voll Gas. Ein glimmendes Zündhölzchen erglühte darin mit lebhaftem Glanze; es war also vorwiegend Sauerstoffgas, 43 bis 52 Procent, wie genauere Analysen ergaben. Das Verhalten dieser Thiere war somit demjenigen der Pflanzen sehr ähnlich, und die weitere Untersuchung ergab, daß die Plattwürmer auch Stärkemehl unter dem Einfluß des Lichtes in ihrem Körper erzeugen. Ja, es ist nicht unmöglich, daß sich dieselben zum größern Theil und hauptsächlich auf diese Weise ernähren, indem sie sich die Sonne in den Leib scheinen lassen; denn sie konnten des Lichtes nicht lange ohne Schaden entbehren. Nachdem sie den Transport von Roskoff nach Paris glücklich überstanden hatten, starben sie innerhalb zwei bis vier Tagen sämmtlich, wenn man sie im Dunklen hielt, während sie im zerstreuten Tageslichte fortfuhren, die Kohlensäure zu zerlegen, und mindestens zwei Wochen am Leben blieben. Es würde nun, meine ich, nicht uninteressant sein, in größeren Aquarien grüne Plattwürmer zu halten und sie mit elektrischem Lichte zu beleuchten. Wenn sie, wie das sehr wahrscheinlich ist, den verschmälerten Strahl aufsuchen und dort wie die Wasserpflanzen einen feinen Gasstrom erzeugen, so würde das ein interessantes Schaustück für die Besucher abgeben.

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