…wären sie schwarz könnten sie doch alle Lichtpektren absorbieren und als energiequelle nutzen.
Ich habe Stichworte gefunden, woraus ich aber nicht schlau werde:
begrenzter raum im Chloroplasten; Lichtreaktion kaum limitierend --> sinnlos alles an Licht zu absorbieren.
Versteht das jemand??
Gruß
Ene
Grundsätzlich mal, können Pflanzen nur rotes Licht direkt zur Photosynthese nutzen. Licht mit anderen Wellenlängen muß erst in rotes Licht umgewandelt werden.
Also ist es zuerst sinnvoll rotes Licht zu absorbieren. Das funktioniert direkt, macht am wenigsten Arbeit.
Rotes Licht allein reicht aber nicht aus, weil dazu die Sonneneinstrahlung zu gering ist.
Also wird noch das blaue Spektrum absorbiert. Blaues Licht ist am Energiereichsten. Damit lässt sich viel mehr rotes Licht herausholen (indem man etwas Energie als Wärme abführt, wird die Wellenlänge des Lichte größer) als bei grünem Licht. Außerdem ist Sonnenlicht am intensivsten im blauen Bereich. Grünes Licht gibt es weniger.
Damit ist der Lichtbedarf der Pflanze gedeckt. Also macht es keinen Sinn mehr, grünes Licht zu absorbieren, denn die Stoffe die nötig wären, um grünes Licht umzuwandeln, kosten die Pflanze nochmal zusätzlich Kraft, bringen aber keinen Vorteil, weil der Energiebedarf auch so gedeckt ist. Also wird das Grüne Licht reflektiert, und folglich sehen die Pflanzen grün aus.
Um die erste Antwort noch mal zu unterstreichen - selbst bei Anbauten illegaler Pflanzen ( … ) verwendet man während Vegetationsphase „Blau-betontes“ und während der Blüte „Rot-betontes“ Licht.
Hallo!
Zunächst wollte ich brainstorm widersprechen. Nachdem ich meine Gedanken sortiert habe, stimme ich ihm nun in weiten Teilen zu 
Ich habe Stichworte gefunden, woraus ich aber nicht schlau
werde:
Ich versuche es mal aufzudröseln:
begrenzter raum im Chloroplasten;
Die Orte der Lichtreaktion im Chloroplasten sind die Photosysteme. Diese bestehen aus dem eigentlichen Chlorophyll und dem so genannten Light Harvesting Complex, der einen ganzen Haufen von Pigmenten enthält, die dem Chlorophyll zuarbeiten, indem sie Photonen anderer Energie absorbieren und die Energie weitergeben. Dadurch wird das Absorptionsspektrum von Chlorophyll wesentlich verbreitert. Wollte man nun auch noch die grünen Spektralanteile aufnehmen, müsste man noch mehr Pigmentmoleküle unterbrinen, die natürlich den benachbarten Photosystemen den Platz wegnehmen würden. Da aber letztlich nur das Chlorophyll selbst die Fotosynthese in Gang setzen kann, tut sich der Chloroplast keinen Gefallen, wenn er zu viele zusätzliche Pigmente „anheuert“.
Lichtreaktion kaum
limitierend
Die Fotosynthese wird meist nicht durch die Verfügbarkeit von Licht beschränkt, sondern durch die Verfügbarkeit von CO2 (Vermutlich ist das ein Relikt aus einer Zeit, als die CO2-Konzentration noch viel höher war als heute). Das bedeutet: Mehr Licht führt bei den meisten Pflanzen nicht zu einer wesentlichen Erhöhung der Assimilationsraten. (Ausnahmen sind natürlich „Lichtpflanzen“, die im Schatten wachsen).
Allerdings noch ein ganz allgemeines Argument: Biologen neigen dazu, die Erfindungen der Evolution als Nonplusultra anzusehen. Tatsächlich gibt es viele Beispiele dafür, dass die Evolution nicht immer die optimale Lösung findet, sondern manchmal nur einen mehr oder weniger gelungenen Kompromiss.
Nur so als Anregungen zum Denken: Im Wirbeltierauge sind die Lichtsinneszellen von der falschen Seite verdrahtet. Das Rad wurde (abgesehen von der Bakteriengeißel) von der Natur nie erfunden. Meeresschildkröten müssen zum Laichen den mühsamen und gefährlichen Weg an Land auf sich nehmen. usw.
Michael
Grundsätzlich mal, können Pflanzen nur rotes Licht direkt zur
Photosynthese nutzen.
Das beantwortet die Frage nicht, sondern verschiebt sie nur. Warum nur rotes Licht? Warum nutzen Pflanzen nicht gleichzeitig mehrere verschiedene Chromophore für verschiedene Wellenlängen? Unsere Netzhaut kann das doch schließlich auch.
Also wird noch das blaue Spektrum absorbiert. Blaues Licht ist
am Energiereichsten. Damit lässt sich viel mehr rotes Licht
herausholen (indem man etwas Energie als Wärme abführt, wird
die Wellenlänge des Lichte größer) als bei grünem Licht.
Das führt zur gleichen Frage: Warum keine direkte Absorption von blauem Licht durch ein entsprechendes Chromophor? Da könnte man wesentlich mehr Energie rausholen.
Außerdem ist Sonnenlicht am intensivsten im blauen Bereich.
Grünes Licht gibt es weniger.
Die maximale Leistungsdichte des Sonnenlichtes liegt mit rund 500 nm eher im grünen Bereich und weil die Intensität in Richtung kleinerer Wellenlängen stärker abfällt, dürfte insgesamt sogar deutlich mehr Energie als grünes Licht eingestrahlt werden.
Damit ist der Lichtbedarf der Pflanze gedeckt.
Das genügt eigentlich als Antwort auf die Frage. Da das Licht kein limitierender Faktor für das Pflanzenwachstum ist, gibt es auch keinen Selektionsdruck in Richtung eines komplexeren Photosyntheseapparates.
Also macht es
keinen Sinn mehr, grünes Licht zu absorbieren, denn die Stoffe
die nötig wären, um grünes Licht umzuwandeln, kosten die
Pflanze nochmal zusätzlich Kraft, bringen aber keinen Vorteil,
weil der Energiebedarf auch so gedeckt ist.
Warum sollen Stoffe für die Absorption anderer Wellenlängen die Pflanze unbedingt mehr Energie kosten als pflanzliches Chlorophyll? Und selbst wenn es so wäre, warum soll dieser Mehraufwand nicht durch eine höhere Effektivität kompensiert werden können? Cynaobakterien erreichen mit anderen Chlorophyllsorten, die auf anderen Wellenlängen absorbieren, schließlich auch höhere Photosyntheseleistungen. Aus energetischer Sicht spricht also nichts dagegen, mehrere Chromophore einzusetzen.
Gegen ein komplexeres Photosynthesesystem spricht lediglich die Evolution. Selbst wenn sich eine Pflanze durch eine Laune der Natur mehrere Chromophore zulegt, ist es nur eine Frage der Zeit, bis eines davon verloren geht. Durch eine entsprechend höhere Expression der verbliebenen Gene kann dieser Verlust aber sehr leicht ausgeglichen werden. Erst mit dem Verlust des letzten Chromophors würde die Selektion gnadenlos zuschlagen. Deshalb ist zu erwarten, dass die Evolution immer in Richtung eines einzelnen Chromophors verläuft und das deckt sich ja auch mit unseren Beobachtungen.
Hallo,
Allerdings noch ein ganz allgemeines Argument: Biologen neigen
dazu, die Erfindungen der Evolution als Nonplusultra
anzusehen.
Das muss ich etwas korrigieren:
Manche Biologen neigen dazu, die Erfindungen der Evolution als Nonplusultra anzusehen.
-)
Erfolg in der Evolution meint, trotz Mängeln zu überleben.
Tatsächlich gibt es viele Beispiele dafür, dass die
Evolution nicht immer die optimale Lösung findet,
Das ist richtig. Die Lichtsammelfallen sind allerdings nahe am Optimum, was die Quantenausbeute angeht. Eine andere Zusammensetzung würde die Quantenausbeute des Gesamtsystems verschlechtern.
Nur so als Anregungen zum Denken: Im Wirbeltierauge sind die
Lichtsinneszellen von der falschen Seite verdrahtet.
Sowas passiert, wenn man anfängt, mit der Haut zu sehen, statt mit dem Gehirn
Das Rad
wurde (abgesehen von der Bakteriengeißel) von der Natur nie
erfunden.
Das hätte nur Sinn gemacht, wenn es vorher Wege gegeben hätte, auf denen die Fortbewegung per Rad vorteilhaft gewesen wäre.
LG
Jochen
Tatsächlich gibt es viele Beispiele dafür, dass die
Evolution nicht immer die optimale Lösung findet,Das ist richtig. Die Lichtsammelfallen sind allerdings nahe am
Optimum, was die Quantenausbeute angeht. Eine andere
Zusammensetzung würde die Quantenausbeute des Gesamtsystems
verschlechtern.
Komplexe Systeme haben es meistens an sich, dass eine Änderung von einer oder wenigen Komponenten zu einer Verschlechterung der Leistung führt. Diese Tatsache wird von kreationisten gern als Argument gegen die Evolution ins Feld geführt. Dabei wird übersehen, dass durch gleichzeitige Änderung vieler Parameter durchaus noch Verbesserungen möglich sein können. Dass die Wahrscheinlichkeit solcher Ereignisse gering ist, wird durch viel Zeit und hohe Individuenzahlen ausgeglichen. Wenn das nicht ginge, wäre die Evolution schon bei sehr einfachen Organismen stehen gebliegen.
Darüber hinaus zeigt die Existenz verschiedener Chlorophyllarten, dass es sich bestenfalls um lokale Optima handeln kann. Die bislang realiserten Systeme können durchaus noch weit vom globalen Optimum entfernt sein und werden es dann auch nie erreichen, weil die Natur erstaunlich konservativ sein kann.
Das Rad
wurde (abgesehen von der Bakteriengeißel) von der Natur nie
erfunden.Das hätte nur Sinn gemacht, wenn es vorher Wege gegeben hätte,
auf denen die Fortbewegung per Rad vorteilhaft gewesen wäre.
Aus dem gleichen Grund haben die Maya auch keine Räder verwendet, obwohl sie sie kannten. Im Gebirge macht das wenig Sinn.
Hallo,
Das hätte nur Sinn gemacht, wenn es vorher Wege gegeben hätte,
auf denen die Fortbewegung per Rad vorteilhaft gewesen wäre.
vor allem macht ein Rad nur Sinn, wenn es fertig ausgebildet ist. Während eine Fortbewegung auf kleinen Stummelfüßchen noch möglich ist (aus denen sich dann immer besser funktionierende Füße entwickeln können), kann ich mir jetzt keine Vorstufe des Rades vorstellen, die nützlich wäre.
Gruß, Niels
Morgen!
@Jo:
Das hätte nur Sinn gemacht, wenn es vorher Wege gegeben hätte,
auf denen die Fortbewegung per Rad vorteilhaft gewesen wäre.
Nicht unbedingt. Zum einen könnte ich mir unterschiedliche Tiere vorstellen, die schon davon profitieren könnten (z. B. eine Schnecke mehr als eine Gazelle). Zum anderen spielen Räder ja nicht nur bei der Fortbewegung eine Rolle. Man denke mal, was für Möglichkeiten sich für eine Spinne daraus ergäben…
vor allem macht ein Rad nur Sinn, wenn es fertig ausgebildet
ist. Während eine Fortbewegung auf kleinen Stummelfüßchen noch
möglich ist (aus denen sich dann immer besser funktionierende
Füße entwickeln können), kann ich mir jetzt keine Vorstufe des
Rades vorstellen, die nützlich wäre.
Das ist vermutlich der Grund, warum das Rad nie entstanden ist. Es bedeutet aber nicht, dass die „Erfindung“ des Rades sinnlos wäre.
Michael
Natur ist halt blöd.
Hi
Das Rad
wurde (abgesehen von der Bakteriengeißel) von der Natur nie
erfunden.
Panzer gibts aber, in dem Sinne, dass die eigene Straße mitgeführt, bzw. hingeschleimt wird.
BTW: Das Handy oder der Rock-n-Roll wurde in der Natur auch nie erfunden, obwohl das viel nützlicher ist.
Gruss, Marco
Hallo!
Im übrigen wurde das Rad erfunden von der Natur:
In der Sahara gibt es eine Spinnenart, die sich dadurch fortbewegt, daß sie ein Rad formt und rollt
radelnde Grüße von Peter
Hi,
Allerdings noch ein ganz allgemeines Argument: Biologen neigen
dazu, die Erfindungen der Evolution als Nonplusultra
anzusehen. Tatsächlich gibt es viele Beispiele dafür, dass die
Evolution nicht immer die optimale Lösung findet, sondern
manchmal nur einen mehr oder weniger gelungenen Kompromiss.
schade, dass du anscheinend solche Biologen kennengelernt hast. Ich hab es auf meinem Biologenweg so kennengelernt, dass die Natur gar nichts erfindet. Dinge passieren einfach (aufgrund von Mutationen z.B.). Wenn sie nicht stören, dann bleiben sie, und es können sich nützliche Dinge draus entwickeln. Betonung auf „können“.
(Das war jetzt die vereinfachte zusammengefasste Version)
Gruß
Cess
Hallo!
schade, dass du anscheinend solche Biologen kennengelernt
hast. Ich hab es auf meinem Biologenweg so kennengelernt, dass
die Natur gar nichts erfindet. Dinge passieren einfach
(aufgrund von Mutationen z.B.). Wenn sie nicht stören, dann
bleiben sie, und es können sich nützliche Dinge draus
entwickeln. Betonung auf „können“.
(Das war jetzt die vereinfachte zusammengefasste Version)
Jaaaa… klar! Wenn Biologen sagen, die Natur habe etwas „erfunden“, gehen sie natürlich von der stillschweigenden Übereinkunft aus, dass jeder das so versteht, wie Du es beschrieben hast. Ich wollte auch nicht die Sprechweise kritisieren, sondern nur die Gewohnheit, dass man in allem, was man in der Natur beobachtet, einen evolutionären Vorteil sieht. Umgekehrt wird dann alles, was nicht beobachtet wird, als nachteilig interpretiert. Das machen nicht alle Biologen - aber viele.
Michael
Hallo,
Im übrigen wurde das Rad erfunden von der Natur:
In der Sahara gibt es eine Spinnenart, die sich dadurch
fortbewegt, daß sie ein Rad formt und rollt
das ist aber kein Rad sondern eine Rolle. Ein Rad ist dadurch gekennzeichnet, dass es auf einer Achse / Welle läuft.
Gruß, Niels
Aus dem gleichen Grund haben die Maya auch keine Räder
verwendet, obwohl sie sie kannten. Im Gebirge macht das wenig
Sinn.
Die Maya lebten in und um Yucatan. Dort ist es im allgemeinen ziemlich flach. Da das Rad auch schon früh in den Alpen verwendet wurde, spricht auch nichts gegen die Nutzung von Rädern im Gebirge.
Dass die Maya das Rad nicht zum Transport verwendeten (in anderen Bereichen kannten sie sowas wie Räder, z.B. Zahnräder) liegt wohl eher daran, dass ihnen geeignete Zugtiere fehlten. Weder standen ihnen Pferde, Esel, Rinder oder sonstige Großtiere zur Verfügung. Daraus haben sie dann vielleicht nicht die Bedeutung des Rades erkannt, um diese Idee weiter zu verfolgen.