Spielen elektromagnetische Wellen außerhalb des sichtbaren Spektrums eine Rolle bei der Photosynthese?

Photosynthese besteht fast ausschließlich aus sichtbarem Licht. Es gibt normalerweise nicht genug UV und die Thermodynamik schließt Infrarot mehr oder weniger aus. Chris hat das ziemlich spektakulär gecovert, aber das ist fast bedeutsam.

Es gibt Hinweise darauf, dass bestimmte Arten von Pilzen Gammastrahlen oder andere ionisierende Strahlung zur Energiegewinnung nutzen können, aber sie sind nicht besonders häufig. Melanin wird anstelle von Chlorophyll verwendet, aber anscheinend ist das „Aufrüsten“ für die Radiosynthese (ist das ein Wort?) ziemlich hart für die Zelle. Es wurde angenommen, dass das Melanin ein schützendes Pigment ist (wie es beim Menschen ist) und nur bei Bedarf produziert wird (ebenfalls wie beim Menschen), aber diese speziellen wurden im Tschernobyl-Reaktor entdeckt und anscheinend entwickelt, um kontinuierlich Melanin zu produzieren und ionisierende Strahlung zu absorbieren für Lebensmittel. Sie hören auch am Rande des Verhungerns nicht auf, Melanin zu produzieren. Andere melanisierte Pilze leben in Umgebungen mit hoher Strahlung, wie Berggipfel und Pole, wo es mehr UV- und kosmische Strahlen und so weiter gibt.

Fun Fact beiseite: Versteinerte melanisierte Pilzsporen tauchen an der KT-Grenze auf, als die Erde kein Magnetfeld und daher einen höheren Strahlungsfluss an der Oberfläche hatte (siehe oben verlinktes Papier und Hulot & Gallet, 2003 für mehr).

Photosynthese findet nur im sichtbaren Licht statt. Wenn Sie sich die Absorptionsspektren der verschiedenen an der Photosynthese beteiligten Pigmente ansehen, sehen Sie, dass alle diese Pigmente Licht zwischen 400 und 700 nm absorbieren (aus einem Diagramm von hier ):

Sie sehen, dass die Absorptionsspektren von Chlorophyll a und b von 400 bis 500 nm und wieder von 630 bis 700 nm liegen. Die Maxima für beide Moleküle sind unterschiedlich, damit das Licht effizienter genutzt wird.

Die anderen drei wichtigen lichtsammelnden Pigmente, die an der Photosynthese (in Cyanobakterien und Pflanzen) beteiligt sind, sind: Beta-Carotin , Phycoerythrin und Phycocyanin . Diese verwenden unterschiedliche Teile des sichtbaren Spektrums (daher die unterschiedliche Farbe von Cyanobakterien), aber sie verwenden immer noch nur den sichtbaren Teil des Lichts zwischen 400 und 700 nm.

Der Grund dafür ist in der Abbildung ersichtlich, wenn man die Intensität des Sonnenlichts betrachtet (schwarz aufgetragen). Die gesamte Photosynthese findet im Bereich der höchsten Intensität statt. Wellenlängen kürzer als 350nm werden von unserer Atmosphäre effizient blockiert, viel längere Wellenlängen transportieren nicht viel Energie.

Um Ihre Frage kurz zu beantworten: Wenn wir alle anderen Wellenlängen aus dem Spektrum „ausschalten“ könnten, gäbe es immer noch Photosynthese auf der Erde.