Die Photosynthese und das Licht

Die Photosynthese ist ein chemischer Vorgang, mit dessen Namen jeder, der jemals zur Schule ging, vertraut ist. Viele Leute jedoch sind sich nicht bewusst, welche monumentale Bedeutung dieser Vorgang für das Leben auf der Erde hat, und welch ein Wunder ihre Funktionsweise darstellt.

Wir wollen zuerst einmal unsere verstaubten Chemiekenntnisse aus der Schulzeit aufstöbern und uns die Formel der Photosynthese betrachten:

6H₂O + 6CO₂ + Sonnenlicht -> C₆H₁₂O₆ + 6O₂(Glukose)

In schlichten Worten heißt das: Wasser, Kohlendioxid und Sonnenlicht erzeugen Glukose und Sauerstoff.

Um etwas genauer zu sein, in dieser, durch die Sonnenenergie eingeleiteten chemischen Reaktion verbinden sich sechs Wassermoleküle (H₂O) mit sechs Kohlendioxidmolekülen (CO₂). Das Ergebnis der abgeschlossenen Reaktion ist ein einzelnes Glukosemolekül (C₆H₁₂O₆) - einfacher Zucker, das Grundelement der Nahrung - und 6 gasförmige Sauerstoffmoleküle (O₂). Glukose, welche die Quelle aller Nährstoffe auf diesem Planeten darstellt, hat einen hohen Energiegehalt.

Diese Reaktion mag auf den ersten Blick sehr einfach erscheinen, doch in Wirklichkeit ist sie äußerst kompliziert. Es gibt nur einen 'Ort' an dem sie stattfindet: in den Pflanzen. Die Pflanzen dieser Welt erzeugen die Nahrungsgrundlage für alle anderen Lebewesen. Alle anderen Lebewesen ernähren sich in irgend einer Weise von Glukose. Pflanzenfressende Tiere ernähren sich direkt von den Pflanzen und fleischfressende Tiere ernähren sich von Pflanzen und - bzw. ausschließlich - anderen Tieren. Die Menschen sind dabei keine Ausnahme: Wir beziehen unsere Energie von der Nahrung, die wir zu uns nehmen, d.h. von der selben Quelle. Jeder Apfel, jede Kartoffel, jedes Stück Schokolade und jedes Schnitzel das wir verzehren, gibt uns Energie, die letzten Endes von der Sonne stammt.

Die Photosynthese erfüllt noch eine weitere wichtige Funktion. Die Reaktion erzeugt zwei Produkte. Zuzüglich zur Glukose werden noch sechs Sauerstoffmoleküle freigesetzt. Die Pflanzen reinigen fortwährend die Atmosphäre, die von den luftatmenden Lebewesen, den Menschen und Tieren, andauernd 'verschmutzt' wird, deren Energiebedarf durch Verbrennung mit Sauerstoff gedeckt wird, einer Reaktion bei der Kohlendioxid erzeugt wird. Wenn die Pflanzen keinen Sauerstoff freisetzen würden, würden die Sauerstoffatmer letzten Endes den gesamten freien Sauerstoff in der Atmosphäre verbrauchen, und das würde ihr Ende bedeuten. Stattdessen wird der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre ständig von den Pflanzen erneuert.

Ohne Photosynthese könnte es keine Vegetation geben und ohne Vegetation gäbe es kein tierisches und menschliches Leben. Diese wunderbare chemische Reaktion, die in keinem Labor je nachvollzogen werden konnte, findet tief in dem Gras statt, auf das wir achtlos treten und in den Bäumen, denen wir kaum Beachtung geben; sie vollzog sich einst in dem Gemüse, das auf unserem Teller serviert ist...Es ist einer der grundlegendsten Lebensprozesse.

Interessant dabei ist, welch ein äußerst sorgfältig entworfener Prozess die Photosynthese ist. Wenn man sie umfassend studiert, kann man nicht übersehen, dass ein vollkommenes Gleichgewicht zwischen der pflanzlichen Photosynthese und dem Energieverbrauch der sauerstoffatmenden Lebewesen herrscht. Die Pflanzen erzeugen Glukose und Sauerstoff. Die Sauerstoffatmer verbrennen die Glukose mithilfe des Sauerstoffs in ihren Zellen, um Energie zu gewinnen und setzen Kohlendioxid und Wasser frei (sie vollziehen praktisch die Umkehrung der Photosynthese), das von den Pflanzen zur Erzeugung von mehr Glukose und Sauerstoff verwendet wird, usw. Dies ist ein fortlaufender Kreislauf, der 'Kohlenstoffzyklus' genannt wird und von der Energie der Sonne betrieben wird.

Um zu sehen, wie vollkommen die Gestaltung dieses Kreislaufs tatsächlich ist, wollen wir unsere Aufmerksamkeit zunächst nur einem seiner Bestandteile zuwenden - dem Sonnenlicht.

Im ersten Teil dieses Kapitels betrachteten wir das Sonnenlicht und erkannten, dass seine Strahlungsqualität genau auf die Ermöglichung des Lebens auf der Erde zugeschnitten war. Könnte es auch speziell auf die Photosynthese abgestimmt sein? Oder haben die Pflanzen genügend Flexibilität, um den photosynthetischen Prozess mit jeder Art von Licht, das sie erreicht, durchzuführen?

Der amerikanische Astronom George Greenstein erörtert das in seinem Buch The Symbiotic Universe [Das Symbiotische Universum]:

Das Molekül, das die Photosynthese verwirklicht, ist das Chlorophyll... Der Mechanismus der Photosynthese wird durch die Aufnahme des Lichtes von einem Chlorophyllmolekül eingeleitet. Damit das jedoch geschehen kann, muß das Licht die richtige Farbe haben. Licht mit einer unpassenden Farbe nützt nichts.

Ein gutes Gleichnis dafür ist ein Fernsehempfänger. Um einen bestimmten Sender zu empfangen muss das Gerät auf die entsprechende Frequenz eingestellt sein; mit einer anderen Einstellung ist der Empfang nicht möglich. Mit der Photosynthese verhält es sich gleichermaßen. Die Sonne fungiert als der Sender in dem Beispiel und das Chlorophyll als der Fernsehapparat. Wenn dieses Chlorophyllmolekül und die Sonne nicht aufeinander abgestimmt sind - im Sinne einer Feineinstellung der Farbfrequenz - findet die Photosynthese nicht statt. Und siehe da, die Farbe des Sonnenlichts ist genau die richtige.1

Im vorhergehenden Kapitel erwähnten wir den, dem 'Anpassungskonzept' anhaftenden Irrtum. Einige Evolutionisten sind der Auffassung, dass sich, 'falls andere Bedingungen vorgeherrscht hätten, das Leben dementsprechend anders, in vollkommenem Einklang mit jenen entwickelt hätte.' Eine oberflächliche Betrachtung der Photosynthese und Pflanzen könnte einen etwa zu einem Schluss, wie diesen verleiten. 'Wenn das Sonnenlicht anders wäre, hätten sich die Pflanzen eben dementsprechend entwickelt.' Das ist jedoch tatsächlich unmöglich. Obwohl selbst ein Evolutionist, gesteht George Greenstein diese Tatsache zu:

Man könnte denken, dass hier eine Art von Anpassung stattfand: Eine Anpassung des pflanzlichen Lebens an die Eigenschaften des Sonnenlichts. Könnte letztlich nicht, falls die Sonne eine andere Temperatur hätte, ein anderes Molekül, das entsprechend auf die Aufnahme von Licht einer anderen Farbe abgestimmt wäre das Chlorophyll ersetzen? Erstaunlicherweise ist die Antwort 'nein', denn innerhalb bestimmter Grenzen absorbieren alle Moleküle Licht ähnlicher Farben. Die Aufnahme von Licht geschieht durch eine Erregung der Elektronen in den Molekülen in ein höheres Energieniveau, egal um welches Molekül es sich dabei handelt. Abgesehen davon besteht das Licht aus Photonen, die Energiepakete sind, und Photonen mit einem unpassenden Energiegehalt können schlicht und einfach nicht absorbiert werden... Wie es in Wirklichkeit aussieht, sind die Physik der Sterne, und die der Moleküle aufs Beste aufeinander abgestimmt; jedoch ohne diese Abstimmung aufeinander wäre das Leben nicht möglich gewesen.2

DAS WUNDERBARE ZUSAMMENWIRKEN DES SONNENLICHTS UND DES CHLOROPHYLLS Was den Pflanzen ermöglicht, die Photosynthese durchzuführen, ist die Lichtempfindlichkeit der Chlorophyllmoleküle in ihren Zellen. Das Chlorophyll kann jedoch nur Licht einer sehr begrenzten Bandbreite benützen, und die geeigneten Wellenlängen sind genau diejenigen, welche der größte Teil der Sonnenausstrahlung besitzt. Interessant dabei ist, dass diese zur Photosynthese geeignete Bandbreite nur 10-25 des gesamten elektromagnetischen Spektrums entspricht. Die beiden obigen Diagramme machen die außergewöhnliche, gegenseitige Anpassung des Sonnenlichts und des Chlorophylls deutlich. Die obere Abbildung zeigt die Verteilung der verschiedenen Lichtarten in der Sonnenausstrahlung, und die untere Abbildung zeigt das Licht unter dem die Photosynthese stattfinden kann. Die Tatsache, dass die beiden Kurven fast vollkommen übereinstimmen, ist ein Hinweis darauf, wie vollendet das Design des sichtbaren Lichts ist.

Was Greenstein sagt, bedeutet kurzgefaßt: Pflanzen können die Photosynthese nur mit Licht einer bestimmten Wellenlänge vollziehen, und das Licht, das von der Sonne ausgestrahlt wird, entspricht genau dieser Bandbreite.

Die Harmonie zwischen Stellar- und Molekularphysik auf die sich Greensteins bezieht, ist weitaus zu außergewöhnlich, als dass sie sich durch Zufall erklären ließe. Es bestand nur eine Wahrscheinlichkeit von 1:10²⁵, dass die Sonne genau die Art von Licht bereitstellen würde, die für unsere Existenz notwendig war, und dass es Moleküle auf der Erde geben sollte, die dieses Licht verwenden können...diese vollendete Harmonie ist ein unerschütterlicher Beweis eines vorsätzlichen und bewußt entworfenen Designs.

In anderen Worten, es gibt einen Schöpfer, der alleine sowohl über das Licht der Sterne, als auch über die Moleküle der Pflanzen waltet, und der all diese Dinge in vollkommener, gegenseitiger Harmonie mit einander erschaffen hat, gerade so, wie es im Quran offenbart wurde:

Er ist Allah, der Schöpfer, der Bildner, der Gestalter. Sein sind die schönsten Namen. Alles, was in den Himmeln und auf Erden ist, preist Ihn, und Er ist der Mächtige, der Allweise. (Sure 59:24 - al-Haschr)

ANMERKUNGEN

70 George Greenstein, The Symbiotic Universe, S. 96 71 George Greenstein, The Symbiotic Universe, S. 96 f.