Biologie, Antworten auf die großen Fragen des Lebens/Fotosynthese
Photosynthese ist ein Prozess, der von Pflanzen und anderen Organismen genutzt wird, um Lichtenergie, die normalerweise von der Sonne kommt, in chemische Energie umzuwandeln, die später freigesetzt werden kann, um die Aktivitäten der Organismen anzutreiben.
Was ist Licht?Bearbeiten
Licht ist eine Form von Energie. Die Form des Lichts, die Pflanzen einfangen, sowie das Licht, das du und ich sehen können, wird sichtbares Licht genannt. Das weiße Licht, das von der Sonne auf die Erde scheint, besteht eigentlich aus Licht in vielen verschiedenen Farben. Du kannst diese Farben sehen, indem du ein Stück Glas, ein so genanntes Prisma, benutzt, das das Licht in verschiedene Farben oder Wellenlängen aufteilen kann.
Der Regenbogen des Lichts, der durch ein Prisma erzeugt wird, wird als Spektrum bezeichnet, und die Farben des Lichts sind immer in der gleichen Reihenfolge: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett.
Es gibt auch Farben, die wir nicht sehen können, wie Infrarot am Rande der roten Seite des Spektrums und Ultraviolett am Rande der violetten Seite des Spektrums.
In der Tat ist das Spektrum des Lichts (das so genannte elektromagnetische Spektrum) sehr groß und reicht von Radiowellen, die so groß wie Planeten sind, bis hin zu sehr starkem Licht, den so genannten Gammastrahlen, deren Wellenlängen die Größe subatomarer Teilchen haben können.
Die Fotosynthese fängt die Energie des sichtbaren Lichts ein, nutzt aber nicht alle Farben des Lichts gleichermaßen. Sie nutzt hauptsächlich Licht aus dem blauen und roten Teil des Spektrums.
Warum sind Pflanzen grün?
Die einfache Antwort ist, dass Pflanzen grün sind, weil sie grüne Chloroplasten haben (Organellen, die die Photosynthese durchführen).
Aber warum sind Chloroplasten grün?Chloroplasten sind grün, weil sie das grüne Pigment Chlorophyll in ihren Thylakoidmembranen enthalten. Chlorophyll ist ein Pigment, das rotes und blaues Licht absorbiert.
Warum ist Chlorophyll dann grün?
Um zu verstehen, warum Chlorophyll grün ist, müssen wir etwas über Pigmente lernen.
Ein Pigment ist etwas, das Licht absorbiert. Wir haben gesagt, dass Chlorophyll ein Pigment ist, das blaues und rotes Licht absorbiert, warum ist es dann grün?
Das liegt daran, dass Pigmente einige Wellenlängen des Lichts absorbieren und andere reflektieren. Ein gelbes Pigment ist ein Pigment, das alle Wellenlängen des Lichts außer gelb absorbiert. Die gelbe Farbe wird in die Augen reflektiert, und deshalb sieht es gelb aus. Ein rotes Hemd ist deshalb rot, weil die roten Pigmente im Hemd das gesamte Licht außer dem roten absorbieren. Dieses reflektierte Licht ist die Farbe, in der das Hemd erscheint. Würde es alles Licht reflektieren, wäre es weiß.
Pflanzen sind also grün, weil Chlorophyll grünes Licht reflektiert. Und Chlorophyll ist in allen Pflanzen zu finden, weil es das Molekül ist, das das Licht absorbiert, das zur Herstellung von Zucker verwendet wird.
Warum ändern Pflanzen im Herbst ihre Farbe?
Entgegen der landläufigen Meinung hat der Herbst nichts mit der Temperatur, dem Frost, dem Wind oder was auch immer zu tun. Es gibt einfach nicht genug Sonnenlicht, um den Energieaufwand für das Wachstum der Blätter zu rechtfertigen. Jeder, der Sonnenkollektoren hat, wird das herausgefunden haben.
Obwohl Pflanzen grün sind, können sie sich im Herbst in andere Farben wie Gelb, Rot, Braun und Orange verfärben. Das liegt daran, dass Pflanzen auch andere Pigmente wie Carotinoide (gelb-orange) und Anthocyane (meist rot) enthalten. Diese anderen akzessorischen Pigmente sitzen zusammen mit dem Chlorophyll im Blatt und sind der Grund dafür, dass Blätter in vielen verschiedenen Grüntönen erscheinen.
Das grüne Pigment deckt sie im Sommer größtenteils ab, aber im Herbst, wenn die Pflanzen in Erwartung des Winters in den Ruhezustand übergehen, hören die Pflanzenzellen auf, Chlorophyll zu produzieren, und die Blätter verlieren ihre grüne Farbe. Ohne Chlorophyll können wir die Farben der anderen Pigmente in den Blättern sehen.