Die Bedeutung der Fotosynthese

Der Vorgang der Fotosynthese produziert jährlich ca. 150.000.000.000 Tonnen energiereiche Kohlenhydrate (primär als Glucose= Traubenzucker) und als "Abfallprodukt" eine ebenso gigantische Menge Sauerstoff (O₂). Ausgangsstoffe für diesen Vorgang sind Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Wasser (H₂O).

Man kann sich diese Zahlen besser vorstellen, wenn man einen einzelnen Baum betrachtet. Ein Laubbaum in unseren Breiten stellt durch Fotosynthese täglich über 10kg Traubenzucker her und verbraucht dabei ca. 10.000 Liter des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid (dabei wird die gleiche Menge an Sauerstoff gebildet). Auf diese Weise werden riesige Mengen an Kohlenstoffdioxid in Biomasse gebunden.

Ein einziger Hektar Regenwald besteht aus ca. 1.000 Tonnen pflanzlicher Biomasse (übrigens neben nur ca. 210kg tierischer Biomasse pro Hektar)! Jährlich werden jedoch nach aktuellen Schätzungen durch Brandrodung und Abholzung bis zu 150.000 km² (= 15.000.000 Hektar = 15.000.000.000.000kg Biomasse) Regenwald vernichtet. Es ist leicht, sich vorzustellen, was es bedeutet, wenn diese CO₂-Mengen in die Atmosphäre entlassen werden.

Die Fotosynthese stellt somit die Grundlage für alles tierische Leben dar, denn alle Tiere und selbstverständlich auch der Mensch sind auf diese beiden Produkte als Grundlage der Nahrungspyramide angewiesen.

Die nebenstehende Abbildung soll diese Zusammenhänge stark vereinfacht darstellen. Insgesamt betrachtet ist der Kreislauf des Kohlenstoffs wesentlich komplizierter. Neben den Pflanzen als Produzenten und den links gezeigten Tieren, Menschen, Pflanzen, Pilzen und Prokaryonten als Konsumenten treten insbesondere noch die sogenannten Destruenten auf.

Unter den Destruenten findet man v.a. Bakterien und Pilze, die das tote organische Material abbauen und die darin enthaltenen Mineralstoffe dem Boden als Ionen (K⁺, Na⁺, Mg²⁺, PO₄^3-, NH₄⁺ usw.) zurückführen. Somit erzeugen sie wiederum die Grundlage für das Wachstum der Produzenten.

Die Grundreaktionen in diesem Kreislauf zwischen Auf- und Abbau von organischem Material kann man stark vereinfacht so formulieren:

Fotosynthese (Assimilation): 6CO₂ + 6H₂O --> C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Zellatmung (Dissimilation): C₆H₁₂O₆ + 6O₂ --> 6CO₂ + 6H₂O

Man sieht, dass die beiden Reaktionen einfach umgedreht werden können. Es handelt sich also im Grunde um die selbe Reaktionsgleichung für eine reversible (umkehrbare) Reaktion.