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Grüne Pioniere

Die Entstehung der ersten Pflanzen

Die urzeitliche Erde war aus heutiger Sicht ein lebensfeindlicher Ort. Während des Archaikums, wie die Zeit vor vier bis zweieinhalb Milliarden Jahren genannt wurde, war die Atmosphäre neben Kohlenstoffdioxid und Stickstoff voll mit stinkenden Schwefelgasen und Methan, sowie giftigem Ammoniak. Sauerstoff suchte man vergebens. Erst gegen Ende des Archaikums läutete eine besondere Art von Mikroorganismen den Beginn einer neuen Ära ein.

Cyanobakterien färben das Wasser in diesem See blaugrün. © Jacques Le Letty / CC-by-sa-4.0

Terraforming durch grüne Zwerge

Aus der Ursuppe der Meere hatten sich Blaualgen entwickelt. Dabei ist die veraltete Bezeichnung irreführend. Denn die Mikroorganismen sind keine Algen, weshalb sie heute unter dem treffenderen Begriff Cyanobakterien bekannt sind. Ihre blaugrüne Färbung verdanken sie dem blauen Phycocyanin und dem bekannteren grünen Chlorophyll. Mit Hilfe dieser Pigmente nutzten die „Cyanos“ die Energie des Sonnenlichts, um aus Kohlendioxid und Wasser Zucker herzustellen. Sie werden heute als die Erfinder der Fotosynthese angesehen.

Die „Cyanos“ leisteten aber nicht nur Pionierarbeit beim Speichern von Lichtenergie in Form von chemischer Energie. Sie waren auch die vermutlich größten „Luftverschmutzer“ des Planeten. Mit dem während der Fotosynthese freiwerdenden „Abgas“ Sauerstoff veränderten sie nachhaltig Ozeane und die Erdatmosphäre. Damit betrieben sie als erste Lebewesen erfolgreich Terraforming. Zahlreiche der damaligen Bakterienarten fielen diesem globalen Wandel zum Opfer. Doch wo eine Art ausstirbt, eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Evolution.

Ein Bund fürs die Ewigkeit

In der neuen Sauerstoff-Welt entstanden die ersten eukaryotischen Zellen, die im Gegensatz zu den prokaryotischen Bakterien, einen Zellkern besaßen. Sie ernährten sich von anderen Einzellern, indem sie ihre Zellwand einfach über sie stülpten. Auch die Cyanobakterien waren vor den neuen Mikro-Jägern nicht sicher.

Doch dann geschah etwas Außergewöhnliches. Statt ihre Beute zu verdauen, behielten manche Einzeller die aufgenommen Cyanobakterien unverdaut im Zellinneren. Sie gingen eine dauerhafte Verbindung mit ihrer Mahlzeit ein und nutzten nun die Fähigkeit der Cyanos zur Fotosynthese für sich selbst. Damit waren die ersten echten Algen geboren. So zumindest lautet die gängige Lehrmeinung, die 1883 als Endosymbiontentheorie von Andreas Franz etabliert wurde.

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Eroberung des Festlandes

Bis die Algen den Schritt an Land wagten, sollten aber noch einige Milliarden Jahre vergehen. Erst vor etwa 500 Millionen Jahren eroberten Abkömmlinge der Grünalgen das Land und schufen den Grundstein für die Vegetation, wie wir sie kennen. Die grünen Blätter, die noch heute fast alle Pflanzen auszeichnen, beherbergen somit die Relikte der ursprünglichen Cyanobakterien.

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Christian Lüttmann
Stand: 28.04.2017

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Die Lichtwandler
Wie Pflanzen durch Fotosynthese das Leben auf der Erde ermöglichen

Grüne Pioniere
Die Entstehung der ersten Pflanzen

Die Wurzel des Lebens
Pflanzen als Ernährer des Planeten

Die Zutaten der Fotosynthese
Wie Pflanzen Licht für die Zuckerproduktion sammeln

Licht und Schatten
Die Produktionsschritte in der grünen Fabrik

Endlich: Zucker
Die Dunkelreaktion ist das Finale der Fotosynthese

Der Natur auf der Spur
Die Herausforderung der künstlichen Fotosynthese

Frankensteins Pflanze
Künstliche Dunkelreaktion als Klimaretter?

Diaschauen zum Thema

News zum Thema

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