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Durch neue Erkenntnisse werden weithin akzeptierte Vorstellungen von der Lichtreaktion von Algen infrage gestellt, denn bisher war man davon ausgegangen, dass sich die Lichtsammelproteine in den Membranen hin- und herbewegen.
Die neuen Ergebnisse der Forscher vom Paul Scherrer Institut PSI und ihrer Kollegen in Japan, Frankreich und Ungarn wurden in den Proceedings of the National Academy of Sciences und in verschiedenen weiteren Fachartikeln veröffentlicht.
Mithilfe der Fotosynthese wandeln Pflanzen, Algen und Cyanobakterien Sonnenlicht in chemische Energie um, die gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt als Brennstoff für die Zellaktivität verwendet werden kann. Gespeichert wird die chemische Energie in Form von Kohlehydratmolekülen, wie z. B. Zucker, die aus Kohlendioxid und Wasser hergestellt werden.
Dabei fällt Sauerstoff als Abfallprodukt an. Damit sorgt die Fotosynthese für einen stabilen Sauerstoffgehalt der Atmosphäre und stellt praktisch sämtliche organischen Verbindungen sowie die Energie bereit, die für das Leben auf der Erde erforderlich sind.
Algen und Pflanzen reagieren auf Veränderungen der Lichteigenschaften, indem sie die Absorptionsfähigkeit ihrer beiden Fotosysteme anpassen, welche in Membranen (sog. Thylakoidmembranen) eingebettet sind.
Das Forschungsteam hat eine Reihe nicht invasiver Methoden zur Untersuchung lebender Zellen der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii in ihrer natürlichen Umgebung entwickelt: die Neutronenkleinwinkelstreuung SANS (small-angle neutron scattering) samt unterstützender Experimente, die sichtbares Licht nutzen.
Die Untersuchungen zeigten, dass bei bestimmten Lichtverhältnissen die Anordnung der sonst ordentlich gestapelten und ausgerichteten, lichtempfindlichen Membranen in den Algen bei der Fotosynthese gestört wird. Dabei bewegen sich die in die Membranen eingebetteten Lichtsammelproteine kaum. Stattdessen werden sie laut Mitteilung grösstenteils deaktiviert.