Schon gewusst? Grün war schon immer IN

Lichtenergie kann trickreich in chemische Energie umgewandelt werden. Wenn Licht auf Materie trifft, kann es reflektiert, durchgelassen oder absorbiert werden. Farbstoffe absorbieren Licht. Wenn Farbstoffe alle Wellenlängen des sichtbaren Lichtes absorbieren erscheinen sie schwarz. Pflanzen erscheinen grün, weil der in ihnen enthaltene Farbstoff Chlorophyll blaues und rotes Licht absorbiert, grünes aber durchlässt. Chlorophyll hat sich als energieabsorbierender Farbstoff schon früh in der Evolution bewährt. Durch Absorption von Lichtenergie springt das Chlorophyll-Molekül in einen angeregten Zustand, aus dem es aber rasch zum Grundzustand zurückkehrt. Dabei wird die aufgenommene Energie wieder freigesetzt – als Fluoreszenz und Wärme. In Pflanzen ist das Chlorophyll in ein Lichtsammelsystem eingebaut. In diesem wird die vom Chlorophyll absorbierte Lichtenergie nicht wieder abgegeben, sondern in kleinen Schritten über eine komplexe Kette weitergereicht, um in Form chemischer Energie gespeichert zu werden. Die wird gebraucht, um die Synthese von Zuckerverbindungen anzutreiben. Dieser als Photosynthese bezeichnete Prozess führt global gesehen zur Produktion von gewaltigen 160 Milliarden Tonnen Kohlenhydraten pro Jahr auf unserem Planeten. Bei diesem Prozess entsteht übrigens auch Sauerstoff, dem wir das Leben auf unserer Erde verdanken. Etwa die Hälfte der gebildeten Kohlenhydrate verbrauchen die Pflanzen für ihren Stoffwechsel. Das macht sie unabhängig von organischen Nahrungsquellen: sie sind autotroph. Der Überschuss wird in verschiedenen Formen gespeichert (z.B. Stärke, Cellulose, Fette).
Die Absorption von blauviolettem und rotem Licht durch Chlorophyll ist besonders effizient; grünes Licht hat die geringste Wirkung. Modifizierte Chlorophyllmoleküle erweitern das Wirkungsspektrum des Sonnenlichtes. Carotinoide vergrößern das nutzbare Lichtspektrum ebenfalls, weil sie im blaugrünen und violetten Spektralbereich Lichtenergie absorbieren. Die auf grünem Chlorophyll basierende Photosynthese hat sich als höchst effizient erwiesen, so dass es als Grundlage fast allen Lebens auf der Erde dient.
Es gibt aber auch von der Photosynthese unabhängiges Leben. Die ersten Lebewesen auf unserem Planeten gewannen Energie aus anorganischen Stoffen. Solche chemotrophen Organismen gibt es natürlich immer noch. Erst vor einigen Jahren hat man im Bereich von vulkanischen Tiefseeschloten ein von Sonnenlichtenergie unabhängiges Ökosystem entdeckt. Hier gewinnen Bakterien Energie aus für uns giftigem Schwefelwasserstoff.

(H.J. Ferenz)