Photosynthese in Pflanzen

Glauben Sie uns, wenn wir sagen, dass Pflanzen nicht die einzigen Organismen sind, die Photosynthese betreiben? Es klingt unglaublich, aber es ist wahr, nicht nur Pflanzen sind in der Lage, einen photosynthetischen Prozess durchzuführen. Ein Salamander, Korallen, ein paar Algen und ein paar Cyanobakterien sind die Figuren des heutigen Stücks.

Photosynthese

Wissen Sie zunächst genau, was Photosynthese ist? Dies ist das Mittel, um eine Substanz und ein Element herzustellen: Zucker und Sauerstoff. Als? Mit zwei natürlichen Ressourcen: Wasser und Sonnenlicht. Pflanzen, Algen und Cyanobakterien sind dazu in der Lage . Dies geschieht durch eine lange Reihe chemischer Reaktionen. Aber man kann es so zusammenfassen: Kohlendioxid, Wasser und Licht treten ein. Glukose (ein einfacher Zucker), Wasser und Sauerstoff kommen heraus. Einfach richtig?

Aber wir werden es besser erklären. Die Photosynthese kann in zwei Prozesse unterteilt werden. Der Prozess des „Foto“ bezieht sich auf die Reaktionen, die durch den Kontakt mit Licht erzeugt werden. Der „ Synthese “-Teil – die Herstellung von Zucker – ist ein separater Prozess, der als Calvin-Zyklus bezeichnet wird. Beide Prozesse finden in einem Chloroplasten statt, der eine elementare Struktur einer Pflanzenzelle darstellt. Diese Struktur enthält Stapel von Membranen, die als Thylakoidmembranen bezeichnet werden. Hier beginnt das Licht zu reagieren.

oxygene Photosynthese

Wie kommt es nun, dass nicht nur Pflanzen Photosynthese betreiben, sondern auch Chloroplasten und viele andere Elemente benötigt werden? Es gibt zwei Erklärungen, die erste sehr wissenschaftlich: Es gibt zwei Arten der Photosynthese, die sauerstoffhaltige und die ansauerstoffhaltige. Die zweite, sehr umgangssprachliche : Es gibt Organismen, die keine Photosynthese betreiben, aber Experten darin sind, das zu stehlen, was sie produziert: Chloroplasten. Wir erklären es.

Organismen, die eine sauerstoffhaltige Photosynthese durchführen (die Sauerstoff produziert), sind Pflanzen, Cyanobakterien und Algen. Damit gibt es etwas Fabelhaftes, es gibt Organismen, die eine Art Symbiose oder „Diebstahl“ von Chloroplasten aus bestimmten Algen durchführen und von deren Photosyntheseprozess profitieren können. Das ist die sogenannte Kleptoplastik, und Tiere wie die Meeresschnecke Elysia diomedea und der Fleckensalamander Ambystima maculatum wissen das genau.

der gefleckte Salamander

Der Fall des Salamanders ist äußerst außergewöhnlich: Er wird als „das erste Wirbeltier, das sich der Photosynthese bediente“ eingestuft. Man muss dem Salamander Anerkennung zollen, es ist nicht so sehr, dass sie eine Expertin im Chloroplastenklau ist und versucht, der Robin Hood des Dschungels zu sein, nein.

Es ist vielmehr so, dass, wenn der Salamander seine Eier ausbrütet, das heißt, sie legt, ein Haufen Algen darin lebt, und es passiert etwas, das Gegenseitigkeit genannt wird. Dieser Mutualismus funktioniert, in einfachen Worten, wenn zwei Organismen sich gegenseitig begünstigen. In diesem Fall dienen die Eier als Behausung für die Algen und die Algen versorgen die Eier mit Sauerstoff (dies wird als wechselseitige Symbiose bezeichnet). Schön, nicht wahr?

Meeresschnecke

Die Elysia cholorotica ist eine blattförmige Molluske, die anscheinend zu denen gehört, die mit ihrem Leben nicht zufrieden sind und das der anderen wollen. Um dies zu sagen, stützen wir uns auf die wenigen Studien, die an diesem Organismus durchgeführt wurden, der wie viele Menschen nur von der Luft leben möchte, nur dass er dies von der Sonne tut. Ja, Elysia cholorotica geht durchs Leben und frisst Algen, die es ihr ermöglichen, sich von Sonnenlicht zu ernähren. Die charakteristische grüne Farbe dieser Meeresschnecke wird genau von den Algen erhalten, die sie frisst.

Die Korallen

Auf der anderen Seite gibt es andere Organismen wie Korallen, die die Eigentümer des Geschäfts sind und, anstatt den Algen Chloroplasten zu stehlen, die Algen entführen. Einige Bosse in der Sache. Auch zwischen Algen und Korallen besteht eine wechselseitige Symbiose. In diesem Fall sind die Korallen das Refugium der Algen, weil sie niemand sonst frisst, außer der Koralle, die die Algen als Nahrung nutzt.

anoxygene Photosynthese

Schließlich gibt es noch die Organismen, die anoxygene Photosynthese betreiben (die keinen Sauerstoff produziert), nämlich die violetten oder roten photosynthetischen Bakterien und die grünen Bakterien, die als Cyanobakterien bekannt sind.

Was diese Bakterien tun, ist nicht weit davon entfernt, ebenso fabelhaft zu sein. Wie Pflanzen nutzen photosynthetische Bakterien Sonnenenergie, um gesund und stark zu wachsen, aber sie haben einfachere Strukturen und können sogar in Labors wachsen. Nicht von selbst, sondern von Forschern, die begierig darauf sind, mehr über Cyanobakterien zu erfahren, die als verantwortlich für die Evolution des Lebens auf der Erde katalogisiert sind.

Photosynthetische Organismen und das Zellulose-Biopolymer.

Nicht nur die erwähnten Organismen nutzen oder profitieren von photosynthetischen Organismen. Menschen auch. Photosynthetische Organismen wie Pflanzen, Algen und einige Bakterien produzieren jedes Jahr mehr als 180 Milliarden Tonnen organisches Material. Dies kommt von der Fixierung von Kohlendioxid. Die Hälfte dieser organischen Substanz besteht aus Kohlenhydrat-Makromolekülen, die als Zellulose-Biopolymere bekannt sind und aus denen die gesamte innere Struktur der Zellen einer großen Anzahl von Pflanzen besteht.

Auch Zellulose ist ein wichtiger Bestandteil von Holz, aber auch von Baumwolle und anderen Textilfasern wie Flachs, Hanf und Jute (Ramie). Aus diesem Grund spielt Zellulose seit jeher eine wichtige Rolle im menschlichen Leben. Darüber hinaus könnten seine Anwendungen sogar ein Meilenstein im Verständnis der menschlichen Evolution sein.

Feines Leinen und Rohbaumwolle wurden in den Gräbern der ägyptischen Pharaonen gefunden. In den frühen Dynastien Chinas wurden jedoch die ersten Möglichkeiten zur Herstellung von Zellulosesubstraten zum Schreiben und Drucken erprobt. Erforschung, Handel und Schlachten hängen seit vielen Jahrhunderten von der Fähigkeit des Menschen ab, Holzschiffe zu bauen, Segel aus Baumwolle und Seile aus Hanf herzustellen.

Bis Anfang des 20. Jahrhunderts waren Zellulose und andere aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnene Biomakromoleküle die Rohstoffe für die Herstellung von Kraftstoffen, Chemikalien und Materialien. Nach und nach wurden sie durch Erdölderivate ersetzt. Die Erschöpfung der Ölressourcen sowie die aktuelle Besorgnis über die globale Erwärmung haben den Wechsel von der Abhängigkeit von fossilen Ressourcen zu erneuerbaren Biomasseressourcen motiviert. Dies sowohl in Bezug auf die Energieerzeugung als auch auf die Grundprodukte. Aus diesem Grund sind Photosynthese und photosynthetische Organismen (wie Pflanzen) so wichtig für das Leben von Mensch und Umwelt.

Quellen

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• Archibald, J. (2014). One plus One Equals One: Symbiose und die Evolution des Komplexes. Rezensiert von Luis Alonso in Simbiosis : Eine revolutionäre Perspektive des Lebens und seiner Geschichte.
• Khan Akademie. (nd). Lichtabhängige Reaktionen .
• Aquae-Stiftung. (2021). Wissen Sie, wie die PHOTOSYNTHESE funktioniert ? Youtube-Video
• Haupt, D. (2018). Die Geheimnisse der Nacktschnecken, die Chloroplasten von Algen „stehlen“ .
• Martínez, C. und López, A. (2018). Zellulose: Ballaststoffe und Energie. Pflanzen und Biomasse .
• UCC+i. (2019). „ Cyanobakterien“ , die photosynthetischen Bakterien, die die Welt erfunden haben.