Fotosynthese

Was machst du, wenn du Hunger hast, oder dich energielos fühlst? Vielleicht durchstöberst du die Küche auf der Suche nach einem Snack, oder bereitest dir eine Mahlzeit zu. Essen ist wichtig, nicht nur um Energie zu bekommen, sondern um zu leben! Das gilt nicht nur für Menschen, sondern für Tiere und sogar Pflanzen. Aber Pflanzen können nicht so essen wie wir oder Tiere.

Wie also überleben Pflanzen? Woher nehmen sie ihre Nährstoffe und Energie? Hier ist eine Tomatenpflanze. Sie hat Wurzeln im Boden, viele grüne Blätter, und einen Stängel, der sie verbindet. Wenn der Boden bewässert wird, nehmen die Wurzeln Wasser auf, die dann zu anderen Anlagenteilen einschließlich der Blätter, transportiert werden.

Eine weitere wichtige Zutat, die eine Pflanze benötigt, um ihre Nahrung herzustellen ist Kohlendioxid. Die Pflanze nimmt Kohlendioxid aus ihrer Umgebung auf. Kohlendioxid gelangt aus der Luft in die Anlage, durch winzige Löcher in den Blättern. Nun, da sich Kohlendioxid und Wasser im Blatt befinden, lass uns hineinzoomen und die Zellen sehen, aus denen das Blatt besteht. Diese Zellen sind voller winziger grüner Strukturen!

Das sind Chloroplasten. Du kannst sie dir als kleine Küchen vorstellen, wo Pflanzen ihre Nahrung zubereiten. Chloroplasten sind aufgrund von Molekülen namens Chlorophyll grün. Chlorophyll verleiht den Blättern ihre charakteristische grüne Farbe, aber diese Moleküle haben eine noch wichtigere Rolle. Sie sind dafür verantwortlich, Energie von der Sonne einzufangen und zu absorbieren.

Also, jetzt haben wir Wasser, Kohlendioxid und Energie von der Sonne, alles in den Chloroplasten. Was passiert als nächstes? Sonnenenergie treibt eine chemische Reaktion zwischen Kohlendioxid und Wasser an. Diese chemische Reaktion erzeugt Glukose und Sauerstoff – komplexe Verbindungen, die das Leben erhalten. Wir können diese chemische Gleichung schreiben als sechs Kohlendioxidmoleküle plus sechs Wassermoleküle, die auf Licht reagieren, um ein Glukosemolekül zu produzieren, und sechs Sauerstoffmolekülen.

Durch diese als Fotosynthese bezeichnete Reaktion hat die Pflanze gerade ihre eigene Nahrung produziert – Glukose! Glukose ist das Ausgangsmolekül das Pflanzen verwenden, um andere Materialien herzustellen, die sie zum Leben brauchen, wie Stärke, Zellulose, Fette, Öle und Aminosäuren. Und ein Großteil des Sauerstoffs, der bei der Reaktion entsteht wird in die Umgebung der Pflanze freigesetzt und kann von allen anderen Organismen auf der Erde zum Atmen verwendet werden! Pflanzen sind nicht die einzigen Organismen, die Fotosynthese betreiben können. Eine bestimmte Art von Wasserbakterien – Cyanobakterien – betreibt auch Fotosynthese!

Obwohl Cyanobakterien keine Blätter oder Wurzeln haben wie Pflanzen, enthalten sie Chlorophyll. Deshalb können sie auch Fotosynthese betreiben und ihr eigenes Essen produzieren. Die Fotosynthese nutzt also das Licht der Sonne, Kohlendioxid und Wasser um es in Glukose und Sauerstoff umzuwandeln. Glukose kann dann verwendet werden, um andere Materialien herzustellen, wie Stärke, Zellulose, sogar Fette, Öle und Aminosäuren. Dies sind alles essentielle Moleküle, die Pflanzen zum Leben brauchen, und die über die Nahrungskette an andere Organismen weitergegeben werden können.

Und der produzierte Sauerstoff landet im Wasser oder in der Luft und erhält alles Leben auf der Erde. Das macht die Fotosynthese zu einem absolut lebensnotwendigen Prozess.