Photosynthese ist der Prozess, bei dem Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt wird, wobei Kohlendioxid und Wasser in organische Moleküle umgewandelt werden. Der Prozess findet in fast allen Algen statt, und vieles von dem, was über die Photosynthese bekannt ist, wurde zuerst durch das Studium der Grünalge Chlorella entdeckt.
Mit freundlicher Genehmigung von Robert A. Andersen
Encyclopædia Britannica, Inc. alle Videos zu diesem Artikel ansehen
Die Photosynthese umfasst sowohl Lichtreaktionen als auch Dunkelreaktionen (oder Calvin-Zyklus). Bei den Dunkelreaktionen wird Kohlendioxid durch das Enzym Ribulosebiphosphat-Carboxylase an Ribulosebiphosphat, einen 5-Kohlenstoff-Zucker mit zwei angehängten Phosphatgruppen, gebunden. Dies ist der erste Schritt in einem komplexen Prozess, der zur Bildung von Zuckern führt. Bei den Lichtreaktionen wird Lichtenergie in die chemische Energie umgewandelt, die für die Dunkelreaktionen benötigt wird.
Die Lichtreaktionen vieler Algen unterscheiden sich von denen der Landpflanzen, weil einige von ihnen andere Pigmente zur Lichtsammlung verwenden. Chlorophylle absorbieren vor allem blaues und rotes Licht, während Carotinoide vor allem blaues und grünes Licht absorbieren, und Phycobiliproteine absorbieren vor allem blaues oder rotes Licht. Da die Menge des absorbierten Lichts von der Pigmentzusammensetzung und -konzentration in der Alge abhängt, absorbieren einige Algen mehr Licht einer bestimmten Wellenlänge und können daher potenziell mehr Lichtenergie dieser Wellenlänge durch Photosynthese in chemische Energie umwandeln. Alle Algen verwenden Chlorophyll a, um photosynthetisch aktives Licht zu sammeln. Grünalgen und Euglenophyten verwenden auch Chlorophyll b. Zusätzlich zu Chlorophyll a verwenden die übrigen Algen auch verschiedene Kombinationen anderer Chlorophylle, Chlorophyllide, Carotinoide und Phycobiliproteine, um zusätzliches Licht aus Wellenlängen des Spektrums zu sammeln, die nicht von Chlorophyll a oder b absorbiert werden. Die Chromophytenalgen, Dinoflagellaten, Cryptomonaden (Klasse Cryptophyceae) und die Klasse Micromonadophyceae verwenden beispielsweise auch Chlorophyllide. (Chlorophyllide, die oft fälschlicherweise als Chlorophylle bezeichnet werden, unterscheiden sich von den echten Chlorophyllen dadurch, dass ihnen der lange, fettlösliche Phytolschwanz fehlt, der für die Chlorophylle charakteristisch ist.) Einige Grünalgen verwenden Carotinoide zur Gewinnung von photosynthetisch aktivem Licht, aber die Dinophyceae und Chromophytenalgen verwenden fast immer Carotinoide. Phycobiliproteine, die entweder blau (Phycocyanine) oder rot (Phycoerythrine) erscheinen, finden sich in Rotalgen und Kryptomonaden.