"Chlorophyll f" ermöglicht es Pflanzen Infrarot-Licht zu nutzen
München - Photosynthese ist der am weitesten verbreitete natürliche Prozess zum Einbringen externer Energie in den irdischen Nahrungskreislauf. Schlüsselmoleküle im photosynthetischen Apparat der Pflanzen, Algen und bestimmter Bakterien sind einige grüne Farbstoffe, die Chlorophylle. Diese Moleküle übernehmen eine Vielzahl von Funktionen in der
Photosynthese, darunter die Absorption des Lichts, den Energietransfer
und den Elektronentransfer. Ein internationales Forscherteam um die australische Botanikerin Professor Min Chen hat nun ein neues Chlorophyll-Molekül nachgewiesen, das besonders langwelliges Licht im nahen Infrarotbereich absorbieren kann.
"Unsere Überlegung war, dass in dichten Algenmatten die zuoberst lebenden Organismen so viel Sonnenstrahlung abfangen, dass für unten liegende Schichten im sichtbaren Bereich nichts bleibt und ein hoher Selektionsdruck zur Nutzung des durchgelassenen Infrarotlichts besteht", erklärt der an der Studie beteiligte deutsche Forscher Hugo Scheer. "In Stromatolithen, australischen Algenmatten, die zu den ältesten bekannten biologischen Gemeinschaften gehören, konnten wir jetzt tatsächlich Organismen mit einem neuen Chlorophyll-Molekül nachweisen." Dieses "Chlorophyll f" kann langwelligere Strahlung als die anderen vier bekannten Chlorophylle der oxigenen (also Sauerstoff-produzierenden) Photosynthese absorbieren. Es ist das erste seit mehr als 60 Jahren neu entdeckte Molekül diese Art.
Die Erkenntnisse könnten helfen, weitere spektrale Änderungen an
Chlorophyllen durchzuführen, um deren Funktion zu verändern. "Auch
technische Anlagen, die Licht als Energiequelle nutzen, könnten unter
Ausnutzung dieser Prinzipien einen größeren Wirkungsgrad bekommen", sagt
Scheer. "Dann gibt es aber auch noch medizinische Ansätze. Bei der
photodynamischen Therapie von Krebs sammeln sich lichtempfindliche
Medikamente im Tumor an. Durch gezielte Bestrahlung mit Licht werden sie
von außen aktiviert. Im nahen Infrarotbereich absorbierende
Chlorophylle sind hier besonders interessant, weil Strahlung in diesem
Spektralbereich besonders tief in Gewebe eindringen kann." (red)
