Ergänzung 3.5: Algen und Photosynthese
Algen erzeugen genauso wie Landpflanzen organisches Material aus anorganischen Stoffen (zum Beispiel Kohlendioxid und Wasser) durch Absorption und Nutzung von Sonnenlicht. Sie gehören daher ebenfalls zu den Primärproduzenten.
Photosynthese findet in Organellen statt, die als Chloroplasten in eukaryotischen (d.h., einen Zellkern aufweisenden) Zellen. Chloroplasten besitzen eine äußere und eine innere Membran, sowie pfannkuchenartig geformte Strukturen mit dem Namen Thylakoide. Die Energie des Sonnenlichts wird von Pigmenten absorbiert, insbesondere dem Chlorophyll a und b und den Carotenoiden, und in den Thylakoiden gespeichert.
Photosynthese findet in zwei Stufen statt, die als Hellreaktion (da Licht erforderlich ist) und Dunkelreaktion (die ohne Licht stattfindet) bezeichnet werden.
Das Sonnenlicht wird während der Hellreaktionen von Proteinen absorbiert, die Chlorophyll enthalten. In Algen sind diese Proteine in der Plasmamembran eingebettet. Ein Teil des vom Chrorophyll aufgenommenen Lichts wird als Adenosintriphosphat (ATP) gespeichert; ein weiterer Teil wird für Reaktionen genutzt, in denen Kohlendioxid in organische Substanz (Biomasse) überführt wird. Als Nebenprodukt der Hellreaktionen wird Sauerstoff erzeugt. Mit den Hellreaktionen wird die Energie des Lichts in die für die Dunkelreaktionen benötigte chemische Energie überführt.
In den Dunkelreaktionen (auch als Calvin-Zyklus bezeichnet), werden aus sechs Kohlendioxidmolekülen ein Zuckermolekül (Glukose) erzeugt. Da die Algen in den Hellreaktionen Kohlendioxid aufnehmen und Sauerstoff abgeben, spielen sie eine wichtige Rolle in den Kohlenstoff- und Sauerstoffkreisläufen der Erde.
Algen nutzen unterschiedliche Pigmente für die Absorption von Licht: die Chlorophylle absorbieren blaues und rotes Licht, die Karotinoide absorbieren blaues und grünes Licht, die Phycobiline absorbieren entweder blaues oder rotes Licht. Die Höhe der Lichtabsorption hängt von der Pigmentzusammensetzung und Konzentration in den Algen ab. Manche Algen absorbieren bei bestimmten Wellenlängen mehr Licht als andere, und sind daher bei diesen Wellenlängen besser in der Lage, Lichtenergie durch Photosynthese in chemische Energie umzuwandeln.
Alle Algen nutzen Chlorophyll a für die Lichtabsorption, manche Algenarten nutzen auch Chlorophyll b und/oder andere Pigmente, um zusätzlich Licht bei Wellenlängen zu absorbieren, die vom Chlorophyll a oder b nicht genutzt werden können.
Source: NASA
