Hallo,
jedes Jahr fallen in meinem Garten gut 2 Kubikmeter
Kompost von Grasschnit, Laubabfällen usw. an.
Nun die Fragen:
Wo kommt diese neue Biomasse her? Reine Fotosynthese?
Und wird dann unser Planet stetig schwerer, oder
gibt es einen Ausgleich, wie Masse wieder abgebaut
wird?
Gruss,
stefan
Liebe® SKL,
die Biomasse entsteht aus dem, was da ist. Ganz stark vereinfacht besteht sie aus viel Wasser, einiges an Kohlehydraten, ein bißchen Eiweiß und ein paar Mineralien. Wie gesagt: Stark vereinfacht aber ich denke das ist hier zulässig.
Nun, wo kommts denn her ?
Also, das Wasser ist klar, oder ?
Die Kohlehydrate lassen sich in der Summe als Cn(H2O)n verstehen. Also ein Wassermolekül pro Kohlenstoffatom. Wo das Wasser her ist war ja klar, der Kohlenstoff C stammt aus dem CO2, dem Kohlendioxid, vulgo: Kohlensäure der Luft. Der Sauerstoff wird abgegeben.
Nota Bene: Wiederum stark vereinfacht, der Fachmann beachte, daß ich versuche dem Laien was zu erklären und keine Diplomarbeit in Biochemie schreibe. Daher habe ich auch den sauerstofftransport bzw. die Frage ob das abgegebene O2 aus dem Wasser oder dem CO2 stammt auch weggelassen.
Damit haben wir die Hauptmenge der Biomasse erklärt, der Rest stammt mehr oder weniger aus dem Boden, deshalb muß auch gedüngt werden. (jaja, ich weiß, man kann die Nährstoffentnahme auch durch Brachenwirtschft und Fruchtfolge kompensieren…).
Wichtig ist aber die Aussage, daß alles was zum Wachsen bebraucht wird VON DER ERDE als Planet genommen wird. Nur die Atome werden neu gruppiert. Daher ändert sich die Masse der Erde nicht.
Stell Dir ein Beispiel vor: Eine Kerze brennt in einem völlig geschlossenen Raum ab, der groß genug ist um ausreichend Sauerstoff zu enthalten. Wenn der Raum nun auf einer Waage stünde, so würde sich die Anzeige der Waage nicht ändern, da ja nix entkommen kann.
Gruß
Bernd
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Hallo,
es handelt sich nur um Stoff kreisläufe , unser Planet wird also nicht immer schwerer!
Alle Elemente, die in der belebten Natur vorkommen, werden in komplexen, zT verschachtelten Kreisläufen „umgewäzlt“. Die häufigsten Elemente dabei sind der Kohlenstoff ©, der Wasserstoff (H) und der Sauerstoff (O). Dein Gras besteht in der Hauptsache aus Kohlenwasserstoffen ((CH2O)n) (zB Zellulose! und natürlich auch aus anderen Stoffen wie Fetten und Proteinen, die auch hauptsächlich aus C, H und O bestehen). Das ist in der Summe eben die „Biomasse“. Wenn das Gras verrottet (=durch Mikroorganismen abgebaut) oder (von Pflanzenfressern) verdaut wird, wird die Biomasse verbrannt (biochemisch kontrolliert - also ohne Feuer, versteht sich). Aus Kohlenhydraten entstehen so zusammen mit dem Sauerstoff aus der Luft Wasser und Kohlendioxid, welches auch an die Luft abgegeben wird. Wenn neues Gras wächst, nimmt es Wasser aus dem Boden und Kohlendioxid aus der Luft auf und bildet mit Hilfe der Sonnenenergie neue Biomasse, wobei Sauerstoff als Abfallprudukt frei wird (=Photosynthese). Der Sauerstoff geht wieder in die Luft.
Also, die MASSE ist immer schon da und entsteht nicht und verschwindet nicht. Nur ist diese Masse entweder
-> Biomasse + Sauerstoff oder
-> Wasser + Kohlendioxid
Ich hoffe, das war jetzt nicht zu wirr. Wenn doch, frag halt nochmal nach.
Gruß
Jochen
Hallo stefan,
Wo kommt diese neue Biomasse her? Reine Fotosynthese?
Das ist zum einen jede Menge Wasser (aus dem Boden und z.T. aus der Luft), ein großer Teil Kohlenstoffverbindungen, die aus Wasser, CO2 und Mineralstoffen aufgebaut sind und ein kleiner Teil mineralische Bestandteile.
Und wird dann unser Planet stetig schwerer, oder
gibt es einen Ausgleich, wie Masse wieder abgebaut
wird?
Warum schwerer? Wenn Du aus der rechten Hosentasche einen Stein in die linke packst, wirst Du ja auch nicht schwerer, oder?!
Die Verbindungen werden nue umgewandelt, die Masse bleibt aber (weitestgehend) konstant.
Gandalf
Hi Stefan,
im Wesentlichen schließe ich mich meinen Vorrednern an, Biomasse ist tatsächlich im Wesentlichen das Wunder der „Stoffumwandlung“, im Wesentlichen Gase (CO2, O2), Wasser und ein bißchen anorganisches Zeugs. Der Großteil der Biomasse besteht aus Zellulose (dem häufigsten Naturstoff der Erde), ich meine, es werden pro Jahr irgendwas in der Größenordnung 10^10 Tonnen kohlenstoffhaltige Biomasse (beinhaltet auch Holz und Andere) über photosynthetische Prozesse synthetisiert…und auch von diversen Organismen wieder abgebaut (dazu gehörst auch Du 
) )… (man möge mich korrigieren, wenn die Zahl nicht stimmt, hatte grad kein Buch zur Hand und konnte auf Anhieb bei Google nix finden), aber prinzipiell gilt, daß es ein Kreislauf ist. Cellulose wird nun (wie von allen Pflanzenfressern bekannt) tatsächlich verdaut, landet in den Mägen von ungefähr 99,9% aller Lebewesen und wird dort fein säuberlich wieder zur Energiegewinnung in Zuckereinheiten zerlegt…wir Menschen können das nicht, uns fehlen die nötigen Enzyme dafür, darum nehmen wir Zellulose nur als Ballaststoffe auf (trotzdem wichtig für die Verdauung) und begnügen uns mit dem, was die Pflanze sonst noch so speichert. Holz ist ein noch schwierigerer Fall, Lignin (der Hauptbestandteil des Holzes) ist ein ziemlich schwer verdaubares Zeugs (wenn Du mehr wissen willst, ich schick Dir den Artikel per mail, den ich vor ein paar Tagen dazu ins Forum gestellt hab, ist aber ziemlich chemisch). Hier sind in erster Linie Bakterien und Pilze gefragt, die wiederum die passenden Enzymcocktails besitzen, um das Zeugs wegzuputzen.
Der Kreislauf schließt sich tatsächlich maßgeblich über den Abbau durch Mikroorganismen (sogenannte Destruenten), die einen Großteil der anfallenden Biomasse wieder in kleinere Moleküle zerlegen. Wir als Säugetiere fressen im Vergelich dazu so wenig von dem Zeug, da wär bald ein ziemliches Ungleichgewicht da…und Pflanzen brauchen CO2 zum Wachsen…mag ziemlich verschwenderisch klingen, einmal hergestelltes Material wieder kleinzuhacken um dann unter dem Strich genau das Gleiche wieder daraus herzustellen, aber das ist halt die Dynamik des Systems…ein Baum stirbt, ein neuer kann wachsen…Du ißt einen Apfel, verdaust ihn, verbrennst die Bestandteile zur Energiegewinnung oder baust sie in Deinen Körper mit ein (z.B. als Aminosäuren, Zucker, DNA, etc…das kannst Du nämlich mit Leichtigkeit aus den Apfelbestandteilen herstellen, Fette sind da ein anderes Thema: Das menschliche Fettgewebe nimmt eine Sonderstellung ein, weil in ihm die für die Fettsäureneusynthese aus Kohlenhydraten benötigten Enzyme nur in sehr geringen Aktivität vorhanden sind, d.h. der Mensch deckt durch Nahrungsfett den Fettsäurebedarf ab…sprich, iß kein Fett und Du wirst nicht dick…unglaublich, aber wahr?! Schweine kannst Du mit Kartoffeln mästen, einen Menschen nicht…Problem ist aber, so lange Du genug Zucker hast, wird der Körper jedes Fitzelchen Fett einlagern, daß er findet (stark vereinfacht gesprochen!), prinzipiell kommt es auf die Kombination der Zucker und Fette und der damit verbundenen, hormonellen Regulation an (Insulin ist hier ein Schlagwort)). Der Großteil der Biomasse geht also, wie Du schon richtig vermutet hast, tatsächlich auf photosynthetische Prozesse zurück, nur hat die Natur eben genug clevere Wege gefunden, mit der ganzen, gefangenen Lichtenergie auch alle die schönen Dinge anzustellen, die tagtäglich um uns herum passieren…uns es gäbe quasi das Leben nicht in der heutigen Form ohne diesen unglaublichen Prozeß (der ist biochemisch übrigens genau so wunderbar und bestaunenswert, wie es den Anschein hat 
…ich halte es da mit den Worten des Biochemist’s songbook:
When sunlight bathes the chloroplast, and photons are absorbed
The energy’s transduced so fast that food is quickly stored,
Photosynthetic greenery traps light the spectrum through
Then dark pathway machinery fixes the CO2
Two chlorophyll;s (a,b to you) are cleverly deployed
In photosystems I and II, within the thylakoid
System I takes energy, at 700 (red)
While system II (with pigment b ) takes 680 instead.
At manganese on center II, see oxygen displace
As water’s split, and protons too, leave membrane inner face
Electrons that we thus produce, cross, ‘photo-fortified’
Plastoquinone then to reduce, upon the other side.
Meanwhile at I, chlorophyll a is photo-oxidized
(At ‘positive holes’, formed that way, electrons are much prized),
Electrons that we thus eject reduce NADP
With ferredoxin we suspect, as intermediary.
The hole in I we now negate, plastoquinol moves in
With b and f to mediate, and plastocyanin,
That redox loop, potential large, runs exergonically
With membrane-separated charge, and thence to ATP
That Z track by electron pair, reduced NADP,
Plucked oxygen from water’s care, and made some ATP.
Now we’ve got power to reduce, and ATP to spare,
Food in the dark we can produce, from CO2 in air.
Ribulose bisphosphate takes, a mole of CO2
Gives two 3-phosphoglycerates, (if Calvin’s story’s true)
NADPH now provides, reducing power to make
Two phosphoglyceraldehydes (as ATP we break)
There now occurs a jolly jig (the details we’ll ignore)
With carbon chains both small and big, to ribulose once more,
Each time round, as CO2, is fixed we’ve chains to spare
And we can make hexoses new, from triose phosphate pair.
Other routes involve C4, or pyruvate to fat,
NADPH as before, is vital still for that,
ATP still provides the drive, the moral still is this —
The one thing that keeps life alive is photosynthesis.
Letzte Fußnote: Es gibt tatsächlich Organismen, die unabhängig von der Photosynthese sind…extremophile Organismen der Tiefsee…die leben um die ‚black smoker‘ herum, Vulkanschlote, die km unter der Meerespberfläche liegen und haufenweise energiereiche Schwefelverbindungen etc. pp auspusten…diese Organismen sind ebenfalls chemotroph (leben also von chemischen Energiequellen und nicht von Licht), machen prinzipiell die gesamte Chemie, die unsereins so mit Sauerstoff macht, mit Schwefel (beides Elemente der 6. Hauptgruppe, die chemisch z.T. ähnliche Eigenschaften haben) und schaffen es tatsächlich, ohne Sonnenlicht zu überleben.
Viel Spaß beim diskutieren
Felix
Vielen Dank an Euch alle,
im Prinzip hatte ich mir das schon so
gedacht, aber die Details waren trotzdem
unklar.
Gruss,
Stefan