暗闇での光合成：緑色、ほぼ光なし

Seit drei Wochen geht der Sommer zu Ende. Denn wer genau hinsah, konnte bereits um den 24. August herum, als die Sonne in das Tierkreiszeichen der Jungfrau trat, im Grün auch der gesunden Bäume jenen ersten Anflug von Herbstlichkeit bemerken, dem Heimito von Doderer in seinem Roman „Die Strudelhofstiege“ das vielleicht großartigste dichterische Denkmal gesetzt hat. Nun aber, zwischen dem meteorologischen Herbstbeginn am 1. und dem astronomischen am 22. September, sind die Zeichen der Vergänglichkeit alles Sommerlichen immer schwerer zu übersehen. Vor allem: Es wird spürbar früher dunkel.

Nun brauchen Pflanzen Lichtenergie. Aber wo liegt die Grenze, unterhalb der diese Photosynthese nicht mehr funktioniert? Immerhin: Topfpflanzen überleben selbst in den unteren Stockwerken urbaner Hochhausschluchten, wohin kaum je ein Sonnenstrahl fällt, und in touristisch erschlossenen Höhlen gedeiht die berüchtigte Lampenflora auch um Beleuchtungskörper, die ihr Schummerlicht nur verbreiten, wenn Besucher zugegen sind.

Noch weitaus erstaunlicher aber ist, wie winzig die Lichtmengen sind, mit denen manche Photosynthese treibende Meeresorganismen auskommen. Bislang ging die Biologie davon aus, dass Algen und lichtverwertende Bakterien nur in den oberen 23 Metern der Ozeane ausreichend Licht bekommen. Dorthin gelangt in äquatorialen Breiten noch etwa ein Prozent des auf die Wasseroberfläche einfallenden Sonnenlichts im photosynthesetauglichen Wellenlängenbereich. Allerdings gibt es Kuriosa wie eine in den 1980er-Jahren entdeckte Rotalge auf einem Unterseeberg unweit der Bahamas, die in 274 Metern Wassertiefe gedeiht. U-Boot-Fahrer, die bis in solche Tiefen vordringen, sehen dort ohne starke Scheinwerfer praktisch nichts mehr.

しかし今回、ブレーマーハーフェンのアルフレッド・ウェゲナー極地海洋研究所のクララ・ホッペ率いるチームが専門論文を発表した。 ネイチャーコミュニケーションズ 赤道面照度の 1% という従来の制限は根本的に疑問視されています。 2019年から2020年の冬にドイツの調査船「ポーラーシュテルン」が流氷とともに北極海を漂流した「MOSAiC」作戦中、研究者らは2月から2020年にかけて氷の下で微細な藻類の成長を観察した。 4月 – 氷の上でもまだかなり暗い時期です。

結局のところ、赤道昼光の 1 パーセントではなく 0.003 パーセントに相当する照明条件下でも、植物プランクトンは依然として熱心にバイオマスを構築していました。したがって、海洋光合成ゾーンの下限は水深23メートルではなく、わずか54メートルであるべきだとクララ・ホッペらは書いている。

しかし、それはさらに深いものであり、さらに深いものです。 2005年、研究者らは湖面下2,300メートルの火山活動が活発な海底で緑色硫黄細菌が発見されたと報告した。このような微生物は光でも生きますが、ここでは太陽光である可能性はありません。実際、温められた深海底からの熱放射から時折発生する十分に高エネルギーの光子は、これらの緑色硫黄バクテリアにとって明らかに十分である。

確かに、これは極端な適応努力です。しかし、このことは、光合成プロセスがいかに非常に効率的に機能しているかを示しており、それが、わずかに日が短いことが植物界の高齢化の直接的な理由ではない理由です。たとえそれが私たちの心に必要なだけであっても、弱まる光は私たち人間にとってより問題であるように思えます。