Als Photosynthese bezeichne ich den Prozess, in welchem CO2 in O2, also Kohlendioxyd in Sauerstoff umgewandelt wird. Es handelt sich um eine relativ komplexe Sache, an welcher in meinem Zusammenhang vor allem interessiert, dass Pflanzen CO2 brauchen, den sie u. a. von atmenden, sauerstoffverbrauchenden Lebewesen geliefert bekommen, was ich als Beispiel für Co-Evolution und strukturelle Koppelung verwende |
aus Wikipedia:
Als Photosynthese (wörtlich die "Zusammensetzung durch Licht", photos~ Licht, syn~ - zusammen~ und thésis - das Setzen) bezeichnet man die Erzeugung (die Synthese) von organischen Stoffen in Lebewesen unter Verwendung von Lichtenergie, die mit Hilfe lichtabsorbierender Farbstoffe, der Chlorophylle, aufgenommen wird. Bei Pflanzen und vielen anderen Lebewesen mit Photosynthese ist das primäre Syntheseprodukt Glucose. Die Glucose dient sowohl als Energielieferant als auch als Ausgangsmaterial für den nachfolgenden Aufbau von Bau- und Reservestoffen (d.h. verschiedenen organischen Stoffen) in Lebewesen aus meist einfacheren anorganischen (seltener: organischen) Stoffen.
Brutto-Reaktionsgleichung für die Photosynthese:
6 CO2 + 12 H2O --> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Netto-Reaktionsgleichung für die Photosynthese:
6 CO2 + 6 H2O --> C6H12O6 + 6 O2
Wortgleichung:
Aus Kohlenstoffdioxid und Wasser entsteht, mit Hilfe von Licht und Chlorophyll, Traubenzucker und Sauerstoff.
Die Fähigkeit zur Photosynthese ist offenbar schon sehr früh in der Evolution der Lebewesen und der Entwicklung der Erde entstanden, wahrscheinlich vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren. Die oxygene Photosynthese hat sich wahrscheinlich vor etwa 3 Milliarden Jahren aus der schon davor etablierten anoxygenen entwickelt. Dafür, dass die anoxygene Photosynthese vor der oxygenen entwickelt wurde, spricht, dass die Reduktion von NADP+ mit H2S (anoxygene Photosynthese) nur ein Lichtsystem benötigt (siehe Bild 1), die Reduktion von NADP+ mit Wasser (oxygene Photosynthese) aber wegen der größeren Differenz der Redoxpotentiale zweistufig verläuft und zwei hintereinandergeschaltete Lichtsysteme mit zwei etwas verschiedenen Chlorophyllen erfordert (siehe Bild 2), also komplizierter ist. In der Frühzeit der Erd- und Lebewesenentwicklung war durch die Entgasung der Erde reichlich Schwefelwasserstoff als Reduktionsmittel an ihrer Oberfläche vorhanden.
Auf der Erde liegt der elementare, molekulare Sauerstoff (O2) gasförmig in der Atmosphäre und gelöst in den Gewässern vor. Er stammt fast ausschließlich aus der oxygenen Photosynthese. Ohne die oxygene Photosynthese könnten aerobe Organismen wie Menschen und Tiere nicht leben, da nur durch diesen Prozess elementarer, molekularer Sauerstoff (O2) für deren Atmung gebildet wird und organische Stoffe als Nährstoffe produziert werden ("Primärproduktion organischer Stoffe"). Die oxygene Photosynthese ist die wichtigste biochemische Reaktion auf der Erde und liefert jährlich etwa 1011 t organische Stoffe.
Auch alle fossilen Rohstoffe und Energiespeicher wie Braunkohle, Steinkohle und Erdöl sind Folgeprodukte der Photosynthese.
In der Stratosphäre wird aus Sauerstoff (Dioxygen (O2)) Ozon (O3) gebildet, welches einen Großteil der für Lebewesen schädlichen UV-Strahlung absorbiert. Erst dadurch ist Leben an Land möglich geworden. Durch Beschattung und Verdunstung bewirkt die Vegetation ein ausgeglicheneres Klima.
Im Jahre 1771 machte der Engländer Joseph Priestley eine interessante Feststellung: Er stellte fest, daß durch eine brennende Kerze oder eine atmende Maus "gute Luft zu schlechter Luft" wird und Pflanzen "schlechte Luft wieder in gute Luft" umwandeln können. Seine Versuche, die ihn zu dieser Erkenntnis führten, waren folgendermaßen aufgebaut:
I. Zwei Mäuse überlebten in einem geöffneten Glasgefäß.
II. Zwei Mäuse starben in einem geschlossenen Glasgefäß.
(a) Eine brennende Kerze, die nun in das Gefäß gestellt wurde, erlosch.
(b) Eine lebende Maus, die in dasselbe Gefäß gesetzt wurde, überlebte nicht.
(c) Eine Pflanze konnte unter den gleichen Bedingungen gut leben.