Welche Königreiche können Photosynthese betreiben?

Lebende Organismen sind in verschiedene organisiert Taxa, oder Gruppen, in einem System bekannt als Taxonomie. Als Carl Linneaus Mitte des 18. Jahrhunderts erstmals damit begann, Pflanzen und Tiere zu klassifizieren, gab es zwei Königreiche: Plantae (Pflanzen) und Animalia (Tiere).

Im Laufe der Zeit haben sich diese Königreiche drastisch verändert, da neue Entdeckungen gemacht und neue Klassifikationssysteme vorgeschlagen werden. 1990 hat Carl R. Woese und seine Kollegen stellten das Drei-Domänen-System vor: Bakterien, Archaea und Eukarya (bedeutet jeden Organismus mit einem Zellkern).

Acht Jahre später schlug ein Zoologe namens Thomas Cavalier-Smith ein System mit sechs Königreichen vor, in dem Königreich Bakterien (auch bekannt als Monera) hatten zwei Unterteilungen von Eubakterien (echte Bakterien) und Archaebakterien.

Im Jahr 2015 überarbeiteten Cavalier-Smith und Kollegen dieses System, sodass es nun sieben Königreiche: Bakterien, Archaeen, Protista (Protisten), Chromista (Algen), Pilze, Pflanzen (nicht vaskuläre und vaskuläre Pflanzen) und Animalia (Tiere).

Einige Organismen sind in der Lage, durch Photosynthese Energie aus Sonne, Kohlendioxid und Wasser aufzunehmen und in chemische Energie umzuwandeln. Die Photosynthese wandelt diese Verbindungen in Sauerstoff um, der in die Atmosphäre abgegeben wird, und organische Stoffe wie Zucker oder Kohlenhydrate. Von den sieben Königreichen enthalten jedoch nur einige photosynthetische Organismen. Welche Königreiche können Photosynthese betreiben?

Das Reich der Protisten wurde erstmals 1866 vom deutschen Zoologen Ernst Haeckel vorgeschlagen. Es war damals das dritte Königreich, das einen Ort schaffen sollte für Mikroorganismen. Protisten sind nicht ganz tierische oder pflanzliche Lebewesen, und es fehlt ihnen ein Zellkern, der sie prokaryotisch macht. Doch Protisten machen mehr als ein Viertel der weltweiten Photosynthese aus! Protisten können Dinoflagellaten, Kieselalgen und mehrzellige Algen sein.

Photosynthetische Protisten haben oft symbiotische Beziehungen mit anderen Organismen um sie herum. Photosynthetische Dinoflagellaten, die um Korallenpolypen leben, fixieren anorganischen Kohlenstoff aus dem Sonnenlicht und geben den nahe gelegenen Korallen zusätzliche Energie und Nährstoffe, um ein Kalziumkarbonat-Skelett zu bilden. Protisten sind Primärproduzenten, das heißt, sie stehen am unteren Ende der Nahrungskette und bieten Nahrung für viele Wasserarten.

Dieses Königreich umfasst alle vaskuläre und nicht-vaskuläre Pflanzen, wie Moose, Farne, Koniferen und Blütenpflanzen. Fast alle Pflanzen sind mit Ausnahme einiger parasitärer Formen in der Lage, Photosynthese zu betreiben.

Pflanzenzellen haben viele verschiedene Organellen, die für das Überleben der Pflanze essentielle Funktionen ausführen. Eine Art von Organellen sind Chloroplasten. Nur etwa 0,001 mm dick, ohne Chloroplasten könnten Pflanzen keine Photosynthese betreiben.

Zwei Pigmente, Chlorophyll ein und Chlorophyll b, geben Chloroplasten eine grüne Farbe, weshalb auch Pflanzenblätter grün sind. Chloroplasten sind energieerzeugende Kraftpakete die durch Photosynthese Nahrung erzeugen und speichern.

Individuen im Königreich Chromista sind nicht eng mit Pflanzen oder anderen Algen verwandt. Sie unterscheiden sich von anderen Organismen, weil sie Chlorophyll enthalten c, im Gegensatz zu ein oder b, und speichern keine Energie in Stärke. Einige mikroskopisch kleine Kieselalgen mit Kieselsäureskeletten und riesigen Seetang in den Ozeanen fallen alle unter das Königreich Chromista. Die meisten sind photosynthetische und sie sind am wichtigsten in aquatischen Ökosystemen.

Cyanobakterien, auch bekannt als blau-grüne Alge, sind auch photosynthetische Organismen. Obwohl sie Algen ähneln, die Protisten sind, fehlt ihnen ein membrangebundener Kern, was sie zu Prokaryoten macht, die in das Königreich Bakterien eingeordnet werden.

Im Gegensatz zu Pflanzen, die über zwei Arten von Chlorophyllpigmenten verfügen, besitzen Cyanobakterien nur Chlorophyll ein, zusätzlich zu anderen wie dem blauen Pigment Phycobillin, das ihnen ihre blaugrüne Farbe verleiht, gelbe Carotinoide und manchmal das rote Pigment Phycoerythrin.

Cyanobakterien können in einigen der rauesten Umgebungen der Erde gefunden werden, beispielsweise in heißen Quellen, unter zugefrorenen Seen und unter Felsen in sengenden Wüsten. Die meisten können nur dort wachsen, wo Licht vorhanden ist.

Wie Bakterien fehlen auch Archaeen ein Zellkern und membrangebundene Organellen. Es gibt nur ein photosynthetisches Archaeon, Halobakterium, das ganz anders Photosynthese betreibt als Pflanzen und Bakterien. Anstatt Chlorophyll mit vielen Proteinen zu verwenden, verwendet es ein Protein (ein sogenanntes Bakteriorhodopsin), um Licht mithilfe einer Form von Vitamin A zu absorbieren.