Ein genauerer Blick

Fast alles Leben auf der Erde hängt von Nahrungsmitteln ab, die von Organismen hergestellt werden, die Photosynthese betreiben können, wie grüne Pflanzen, Algen und Cyanobakterien. Diese Organismen machen Kohlenhydrate aus Kohlendioxid und Wasser mit Lichtenergie von der Sonne. Sie fangen diese Energie mit verschiedenen Pigmenten ein, die unterschiedliche Lichtwellenlängen absorbieren. Das wichtigste Pigment, Chlorophyll a, fängt hauptsächlich blaue und rote Lichtfrequenzen ein, reflektiert jedoch grünes Licht. In Pflanzen sind die anderen Pigmente Chlorophyll b und Carotinoide. Die Carotinoide werden normalerweise durch die grüne Farbe des Chlorophylls maskiert, aber in gemäßigten Umgebungen können sie als die hellen Rottöne und Gelbtöne des Herbstes gesehen werden, nachdem das Chlorophyll in den Blättern abgebaut wurde. Während der Lichtreaktionen nutzt die Pflanze diese Energie, um Wassermoleküle in Sauerstoff (O2), Wasserstoffionen und Elektronen zu zerlegen. Die Lichtreaktionen produzieren mehr Sauerstoff, als für die Zellatmung benötigt wird, so dass er als Abfall freigesetzt wird. Der gesamte Sauerstoff in der heutigen Erdatmosphäre wurde als Abfall von photosynthetischen Organismen produziert, insbesondere von Cyanobakterien, die seit ihrem ersten Auftreten im präkambrischen Äon seit etwa drei Milliarden Jahren Sauerstoff produzieren. Während der Dunkelreaktionen verwendet die Pflanze Wasserstoffionen und Elektronen, um Kohlendioxid in Kohlenhydrate umzuwandeln. Innerhalb des Blattes einer grünen Pflanze findet die Photosynthese in chlorophyllhaltigen Chloroplasten in den säulenartigen Zellen der Palisadenschicht und in den Zellen des schwammigen Parenchyms statt. Die Zellen erhalten Kohlendioxid aus Luft, die durch Löcher, sogenannte Stomata, in das Blatt gelangt, wodurch auch überschüssiger Sauerstoff entweichen kann. Wasser aus den Wurzeln wird durch das Gefäßgewebe namens Xylem zum Blatt gebracht, während die vom Blatt hergestellten Kohlenhydrate durch das Gefäßgewebe namens Phloem auf den Rest der Pflanze verteilt werden.