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News: Wer ist der Urahn der Photosynthese?

Der wahre Erfindergeist weht bei Bakterien. Sie haben nicht nur eine enorme Vielzahl von Stoffwechselwegen entwickelt, auch die Entstehung der Photosynthese ist ihnen zu verdanken. Allerdings streiten Wissenschaftler darüber, welche Mikrobengruppe die erste war, die das Sonnenlicht als Energiequelle nutzte. Um die Frage zu beantworten, haben Biologen nun mehrere Gene von Mikroorganismen verglichen, und demnach waren die Purpurbakterien die Pioniere.
Wer Photosynthese hört, denkt wahrscheinlich zuerst an Pflanzen, weil sie das Sonnenlicht als Energiequelle nutzen und aus Kohlendioxid Kohlenhydrate gewinnen. Dabei müssen sie in einer begleitenden Reaktion Wasser spalten und Sauerstoff freisetzen. Die Bakterien übersieht man bei diesem Thema leicht, obwohl sie deutlich vielseitiger sind. Manche von ihnen bilden ebenfalls Sauerstoff, während andere von Licht und Schwefelverbindungen an Stelle des Wassers leben. Aber Mikroorganismen sind nicht nur flexibel, ihnen gebührt auch die Ehre, diese Art der Energienutzung entwickelt zu haben. Umstritten blieb der Punkt, welche nun die allerersten waren.

Carl E. Bauer von der Indiana University und seine Kollegen haben dafür Gene aus den fünf Bakterien-Gruppen verglichen, die Photosynthese betreiben. Ihr Grundgedanke war folgender: Je enger zwei Arten miteinander verwandt sind, umso mehr ähneln sich ihre Gene. Weichen die Gene hingegen stark voneinander ab, haben sich die Linien in der Evolution recht früh voneinander getrennt. Die Wissenschaftler konzentrierten sich für ihre Untersuchungen auf Gene, die für die Photosynthese benötigt werden. Nach ihren Ergebnisse hat die Photosynthese ihren Anfang bei den Purpurbakterien genommen. Dann folgten die Grünen Schwefelbakterien und die Grünen schwefelfreien Bakterien, schließlich die Heliobakterien und als letzte die Sauerstoff produzierenden Cyanobakterien (Science vom 8. September 2000.

Mit dieser Reihenfolge widerspricht das Resultat aber der weitverbreiteten Annahme, dass die vermutlich 3,5 Milliarden Jahre alten Grünen Bakterien den Titel "älteste Licht-absorbierende Organismen" tragen dürfen. Zum Vergleich dazu: Fossilien von Cyanobakterien werden auf 2,5 Milliarden Jahre datiert. Robert Blankenship von der Arizona State University begrüßt die Arbeiten: "Es ist das erste Mal, dass jemand so ein umfassendes genetisches Profil von photosynthetischen Bakterien zusammengetragen hat." Bauer und seine Kollegen haben die Diskussion ein gutes Stück voran gebracht.

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