Die Energie des Sonnenlichts und die Photosynthese sind die Grundlage für das Leben auf der Erde

Zusammenfassung

Pflanzen und Cyanobakterien fangen das Licht der Sonne ein und nutzen dessen Energie, um aus anorganischen Ausgangssubstanzen wie CO₂, Nitrat und Sulfat ihre Zellsubstanz durch Photosynthese selber herzustellen: Sie sind photoautotroph. Bei der Photosynthese wird durch die Energie der Photonen Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff, der in Form von NADPH gebunden wird, gespalten. Dieser als Lichtreaktion bezeichnete Prozess findet in den photosynthetischen Reaktionszentren statt, die in eine Membran eingebettet sind; er beinhaltet einen Transport von Elektronen und Protonen, der mit der Biosynthese von ATP gekoppelt ist. Das auf diese Weise durch die Lichtreaktion bereitgestellte NADPH und ATP wird in einer Dunkelreaktion verbraucht, um z. B. aus CO₂ Kohlenhydrate zu synthetisieren (Abb. 2.1). Durch die Photosynthese der Pflanzen und Cyanobakterien wurde die gesamte Biomasse auf der Erde, einschließlich der Lager fossiler Brennstoffe, aber auch der Sauerstoff in der Atmosphäre gebildet. Tiere sind dagegen auf die Zufuhr von Kohlenhydraten und anderen organischen Substanzen durch die Nahrung angewiesen. Sie sind also heterotroph. Sie gewinnen die für die Lebensprozesse erforderliche Energie durch die Oxidation der von den Pflanzen gebildeten Biomasse; unter Verbrauch von Sauerstoff entsteht wieder CO₂. Die von den Pflanzen eingefangene Sonnenenergie bildet so auch die Energiequelle für den Ablauf der Lebensprozesse der Tiere.