Photosynthetische Arten bilden in vielerlei Hinsicht die Grundlage für das Leben auf der Erde. Am bemerkenswertesten ist vielleicht, dass sie Wasser, Sonnenlicht und Kohlendioxid in Sauerstoff für andere Lebewesen umwandeln, während sie Zucker für sich selbst herstellen. Die Erde unterstützt zahlreiche Organismen, die das grüne Pigment haben, in dem die Photosynthese stattfindet. Einige, wie Pflanzen, sind bekannt für ihre Rolle bei der Bereitstellung von Luft und Nahrung für viele Ökosysteme. Andere, wie Algen, einige Bakterien und sogar einige Tiere, besitzen ebenfalls die Fähigkeit, ihren eigenen Zucker herzustellen und ihn als chemische Energie zu verwenden.
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Das Leben auf der Erde hängt von der Photosynthese ab, einem Prozess, der Kohlendioxid und Sonnenlicht in Sauerstoff und Zucker umwandelt. Pflanzen, Algen, Cyanobakterien und sogar einige Tiere betreiben Photosynthese.
Phytoplankton: Essentiell für die Luft
Phytoplankton spielt eine wesentliche Rolle in der Umwelt der Erde. Ähnlich wie bei gewöhnlichen Pflanzen verwendet diese breite Kategorie – zu der einzellige Pflanzen, Bakterien und Algen gehören – Chlorophyll, um Kohlendioxid, Sonnenlicht und wasserbasierte Nährstoffe in Sauerstoff umzuwandeln. Diese mikroskopisch kleinen Organismen, die sowohl im Süß- als auch im Salzwasser vorkommen, bilden die Grundlage des Lebens im Ozean und versorgen alles von größeren Planktonarten bis hin zu riesigen Walen mit Nahrung. Ähnlich wie Wälder absorbiert Phytoplankton enorme Mengen an Kohlendioxid, und Wissenschaftler schätzen, dass diese winzigen Organismen gemeinsam den Löwenanteil des Sauerstoffs auf der Erde erzeugen. Phytoplankton umfasst verschiedene, größere Kategorien von photosynthetischen Lebewesen, aber ihr Beitrag zur Umwelt ist vielleicht der größte.
Algen: Von mikroskopisch bis makroskopisch
Algen sind in den meisten Gewässern verbreitet und variieren in ihrer Größe dramatisch von winzigen, einzelligen Organismen im Plankton bis zu 60 Meter hohen Seetangwedeln im Ozean. Wie Pflanzen produzieren Algenarten Photosynthese, um die chemische Energie zu erzeugen, die sie zum Überleben brauchen. Algenarten unterscheiden sich jedoch von Pflanzen dadurch, dass ihnen die richtigen Blätter, Wurzeln und Fortpflanzungsorgane fehlen. Verschiedene Algenarten enthalten unterschiedliche Farben von Chloroplasten – grün, blaugrün, rot und braun.
Pflanzen: Die Welt ernähren
Pflanzen sind die bekannteste Gruppe photosynthetischer Lebewesen und ein wichtiger Teil des Ökosystems der Welt. Viele Wasser- und Landtiere verwenden Pflanzenarten als Nahrung und große Umgebungen, die aus Pflanzen bestehen tragen Sauerstoff zur Erdatmosphäre bei – die Amazonas-Regenwälder erzeugen rund 20 Prozent des weltweiten Sauerstoff. Ihre Blätter oder Blattersatzstoffe enthalten Chlorophyll, den Ort der Photosynthese, das zu ihrer grünen Farbe beiträgt.
Cyanobakterien: Die ersten Photosynthesegeräte?
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Als mikroskopisch kleine und wasserbasierte Lebewesen gehören Cyanobakterien zu den ältesten existierenden Arten auf der Erde und sind mehr als 3,5 Millionen Jahre alt. Einige Wissenschaftler glauben, dass sich die Chloroplasten in Pflanzenzellen durch Endosymbiose entwickelt haben, ein Prozess, bei dem Cyanobakterien in Pflanzenzellen zu leben begannen. Diese Partnerschaft bildete sich irgendwann entweder im Proterozoikum oder im Kambrium. Die Bakterienzellen nutzen die Pflanzenzellen als Zuhause und produzieren ihrerseits Nahrung für ihren Wirt. Obwohl sie klein sind, bilden Cyanobakterien Kolonien, die groß genug für das Auge sind.
Tiere: Selten, aber nicht unbekannt
Während viele Tiere photosynthetische Kreaturen fressen, können nur wenige Photosynthese betreiben. Meeresschnecken stehlen die Gene, die es Algen ermöglichen, Photosynthese zu betreiben, während sie sie fressen und die Algenzellen an ihre Nachkommen weitergeben. Gefleckte Salamander haben eine ähnliche Beziehung zu Algen, obwohl sie als Wirbeltier besonders besonders, weil die meisten Kreaturen mit Stacheln ein Immunsystem haben, das dazu neigt, Fremdkörper wie z Algen. Einige Wissenschaftler vermuten, dass orientalische Hornissen Energie aus Sonnenlicht beziehen können, obwohl dies nicht die eigentliche Photosynthese zu sein scheint. Andere Forscher vermuten, dass sich die Photosynthese bei Tieren aus mehreren Gründen selten entwickelt hat: Hitze und ultraviolettes Licht können gefährlich sein; die Notwendigkeit großer Flächen kollidiert mit anderen Überlebensstrategien bei Tieren; und es gibt gesundheitliche Bedenken im Zusammenhang mit einer zuckerreichen Ernährung.