Photosynthese fasziniert uns! Wie nutzen wir sie und was ist ihr Potenzial für neue erneuerbare Energiequellen?

Die Sonne ist die wichtigste Energiequelle die wir auf der Erde haben. Pflanzen nutzen diese Energie am besten von uns allen. Wie? Durch Photosynthese. Sie ermöglicht Pflanzen Energie aus dem Sonnenschein zu schöpfen und diese in chemische Energie umzuwandeln, die die Pflanzen und Tiere für ihr Wachstum und Entwicklung nutzen. Ohne Photosynthese gäbe es auf der Welt einfach kein Leben, wie wir es kennen. Photosynthese ist somit einer der wichtigsten biochemischen Prozesse auf der Welt. Sie ist Quelle jeglicher Lebensmittel, aber auch unserer Energievorräte. Du möchtest erfahren, wie Photosynthese funktioniert, wieso uns in Mana fasziniert, wie wir sie nutzen und wie die Menschheit den Prozess der Photosynthese in der Zukunft noch effektiver machen kann? Mach es dir bequem und lies unseren Blog-Artikel.

In Bezug auf die Evolution war die Entstehung der Photosynthese einer der Schlüsselmomente, die die Richtung, in die unser Planet vor 2,4 Milliarden Jahren ging, vollständig ablenkten. Während der ersten Hälfte der Weltgeschichte war unsere Atmosphäre völlig sauerstofffrei – das Klima war sehr heiß und feucht, das Wasser sauer und die Bildung einer neuen Kruste wurde von intensiver vulkanischer Aktivität begleitet. Trotzdem gab es zu dieser Zeit Leben auf unserem Planeten. Nur nicht in der Form, die wir heute kennen.

Die Erde wurde von einer Vielzahl von Mikroorganismen bewohnt, die im Laufe der Zeit eine ausgeklügelte Methode entwickelt haben, Energie aus dem Sonnenlicht aufzunehmen und daraus Kohlenhydrate sowie eines der heute wichtigsten biogenen Elemente – Sauerstoff – zu produzieren. Der Prozess der Photosynthese veränderte also „plötzlich“ die gesamte sauerstofffreie Atmosphäre dieser Zeit und leitete eine neue Ära ein.

Als Reaktion auf die produzierte Sauerstoffmenge starben bis zu 99,5 % der damaligen Organismen, die es über Milliarden von Jahren auf der Erde gab. Im Vergleich dazu ist das Aussterben der Dinosaurier nach Ansicht Vieler nur ein kleiner Wendepunkt in der Evolution unseres Planeten… Die Photosynthese ist einfach faszinierend und es lohnt sich mehr über sie zu erfahren.

Was passiert während der Photosynthese?

Die Photosynthese ist ein mehrstufiger Prozess, der in den grünen Pflanzenteilen abläuft – meist in den Blättern (aber auch in den Zellen von Algen, Cyanobakterien und einigen anderen Organismen). Jedes der Blätter enthält grüne Organellen von Zellen - Chloroplasten, die man sich als kleine "Sonnenkraftwerke" vorstellen kann, die dank der Aktivierung von Elektronen im Pflanzenpigment die Energie des Sonnenlichts einfangen und ihren eigenen Prozess der Photosynthese beginnen können. Die Pflanze verstoffwechselt Kohlendioxid CO₂ (durch die Poren in den Blättern aus der Umgebungsluft aufgenommen) und Wasser H₂O (geliefert von den Wurzeln aus dem Boden) und gibt dann Sauerstoffmoleküle O₂ an die Luft ab.

Die aufgenommenen Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome in Form von CO₂ und H₂O werden von der Pflanze - mit Hilfe der Sonnenenergie - auch zur Herstellung einfacher Kohlenhydratmoleküle C₆H₁₂O₆ verwendet. Diese werden in Form von Stärke in Samen, Wurzeln und Knollen als Energiequelle für Proteine ​​und Lipide, aus denen die Pflanze besteht, gespeichert.

Diese Glukose ist die primäre Energiequelle im menschlichen und tierischen Körper, die in Form von Glykogen gespeichert werden kann. Leberglykogen dient hauptsächlich der Aufrechterhaltung des Blutzuckerspiegels, was vor allem beim “Hungern” zwischen den Mahlzeiten oder bei anspruchsvoller und langfristiger körperlichen Aktivität eine sehr vorteilhafte Funktion ist, während Muskelglykogen eine schnell verfügbare Kohlenhydrat-Energieversorgung direkt in den Muskeln darstellt.

Und was hat Mana mit der Photosynthese zu tun?

Wie du bereits weißt, ist unsere primäre Energiequelle die Sonne, die durch die Photosynthese der Pflanzen in neue Energie umgewandelt wird. Pflanzen oder pflanzliche Lebensmittel sind daher die sauberste und effizienteste Energiequelle, also Ernährung - im Gegensatz zur Tierproduktion. Nutztiere müssen erst mit pflanzlichen Produkten gefüttert werden. So gelangt die Energie erst nach mehreren Verarbeitungsschritten in den menschlichen Körper.

Wir scheuen uns also nicht davor zu sagen, dass Mana mit ihrer Effektivität Daher scheuen wir uns nicht zu sagen, dass Mana aufgrund seiner Effizienz bei der Nutzung der primären Sonnenenergie hinter der Photosynthese steht. Einfach: die Sonne - die Pflanzen - Mana - dein Körper.

Zudem verwenden wir in Mana Rohstoffe mit dem höchsten Nährwert. Den Nährstoffgehalt der eingesetzten Rohstoffe überwachen wir detailliert durch gründliche Untersuchungen und eigene Tests und Analysen durch zertifizierte Labore.

Die meisten Rohstoffe stammen aus europäischen Quellen. Wir kontrollieren deren Qualitätsparameter, wie Nährwert, Farbe, Korngröße, Gehalt an möglichen Allergenen oder ob es sich bei dem Rohstoff wirklich um einen GVO-freien handelt. Neben der Herkunft berücksichtigen wir auch die Verarbeitungsmethode, die ebenfalls einen wesentlichen Einfluss auf die resultierende Qualität und Nährstoffbilanz von Mana hat.

Dank einer kontrollierten und genau dosierten Menge an Inhaltsstoffen können wir effektiv mit Nährstoffverhältnissen „spielen“ und diese so zusammenstellen, dass das Endprodukt die perfekte Menge aller Nährstoffe enthält, die der Körper braucht – ohne unnötigen zusätzlichen Ballast.

Als wir vor sieben Jahren angefangen haben die erste Version von Mana zu entwickeln, war unser erstes Ziel ein Lebensmittel herzustellen, das ernährungsphysiologisch vollständig, gesund und lecker ist - ein Lebensmittel, das so viel Pflanzenenergie wie möglich speichern kann. Dank unseren Recherchen, Fleiß und modernsten Technologien haben wir dies geschafft und wir können mit Sicherheit sagen, dass das Essen, das wir entwickelt haben, die effizienteste Nutzung der photosynthesetransformierten Sonnenenergie darstellt.

Die Nutzung von Photosynthese in der Nahrungsmittelindustrie ist jedoch nicht der einzige Grund, wieso uns dieser Prozess so fasziniert. Lies weiter…

Kann die Photosynthese zu neuen erneuerbaren Energiequellen beitragen? 

Durch den biochemischen Prozess der Photosynthese entstehen nicht nur alle Bestandteile unserer Nahrung, sondern auch die meisten Energiequellen – die Energie, die von vor Millionen von Jahren lebenden Pflanzen bei der Photosynthese gewonnen wurde, steckt in Form von fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl oder Erdgas. Bei der Verbrennung dieser Brennstoffe wird fast die gleiche Menge Energie freigesetzt, die vor Millionen von Jahren von der Sonne in ihnen gespeichert wurde.

In den letzten Jahrzehnten ist der Energiebedarf jedoch aufgrund der wachsenden Bevölkerung rasant gestiegen – die Menschen werden bis 2050 doppelt so viel Energie verbrauchen wie heute (lese hier mehr zu diesem Thema). Und es ist die Photosynthese, die ein scheinbar unerwartetes Potenzial birgt, das in Zukunft maßgeblich zu einer nachhaltigeren Lebensweise beitragen könnte.

Die Erforschung natürlicher Prozesse (wie der Photosynthese) hilft Wissenschaftlern beispielsweise dabei, neue Wege zur Nutzung verschiedener erneuerbarer Energiequellen zu entwickeln. Da Sonnenlicht, Pflanzen und Bakterien in der Natur allgegenwärtig sind, ist die Nutzung der Photosynthese ein logischer Schritt, um klimaneutrale Brennstoffe wie Wasserstoff oder sogar Methan zu erzeugen.

Eine Forschergruppe der University of Turku in Finnland nutzte vor einigen Jahren Grünalgen – als photosynthetische Organismen – zur Produktion von Wasserstoff. Das finnische Team hat einen Weg gefunden, die Wasserstoffproduktion durch Grünalgen auf bis zu drei Tage auszudehnen. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Energy & Environmental Science veröffentlicht.

Wissenschaftler haben auch angefangen Photosynthese nachzumachen und zu kopieren. Forscher der University of Cambridge in England haben beispielsweise im Labor eine semi-künstliche Form der Photosynthese geschaffen. Mit ihrer Hilfe wurde Wasser mit Licht in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt.

Die Vision, die Photosynthese für den menschlichen Energiebedarf zu nutzen, hinkt jedoch in der Effizienz hinterher. Eine Pflanze verbraucht etwa 1 % der auf sie fallenden Strahlung. Die Photovoltaik auf dem Dach verbraucht ca. 20 %, d.h. sie ist 20-mal effizienter und damit in vielerlei Hinsicht sinnvoller. Daher muss gesagt werden, dass das Potenzial der Photosynthese darin besteht sich in den Energiemix mehrerer Quellen einzufügen – sicherlich nicht eine Primärquelle zu werden.

Darüber hinaus besteht im Allgemeinen ein großer Unterschied zwischen einem im Labor durchgeführten Mikroprozess und einer bewährten kontinuierlichen Technologie zur Herstellung von Hunderttausenden von Tonnen Wasserstoff - zum Beispiel. Aber so weit ist noch keiner.

So oder so ist die Photosynthese einfach ein faszinierender Prozess, dem wir die Existenz des Lebens, wie wir es kennen, verdanken. Wir glauben, dass die Verwendung rein pflanzlicher Rohstoffe in Mana – als effektive Nutzung photosynthetischer Prozesse – sinnvoll ist. Wir bringen nicht nur gesunde und nährstoffreiche Lebensmittel auf den Markt, sondern tragen auch dazu bei unseren Planeten für zukünftige Generationen zu einem guten Ort zum Leben zu machen.


Quellen:

[1] A. Callahan, H. Leonard, T.Powell (2020) Nutrition: Science and Everyday Application.
https://openoregon.pressbooks.pub/nutritionscience/chapter/3b-photosynthesis-and-metabolism/

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[4] K. P. Sokol, W. E. Robinson, J. Warnan, N. Kornienko, M. M. Nowaczyk, A. Ruff, J. Z. Zhang, E. Reisner (2018) Bias-free photoelectrochemical water splitting with photosystem II on a dye-sensitized photoanode wired to hydrogenase.
https://www.nature.com/articles/s41560-018-0232-y

[5] ScienceNewsforStudents.org (2018) Scientists look to hack photosynthesis for a ‘greener’ planet.
https://www.sciencenewsforstudents.org/article/scientists-look-hack-photosynthesis-greener-planet

[6] S. Kosourov, M. Jokel, Eva-Mari Aro, Y. Allahverdiyeva (2018) A new approach for sustained and efficient H2 photoproduction by Chlamydomonas reinhardtii.
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[7] ocean.si.edu. What are fossil fuels?
https://ocean.si.edu/conservation/gulf-oil-spill/what-are-fossil-fuels

[8] M. S. W. Hodgskiss, Peter W. Crockford, Y. Peng, B. A. Wing, T. J. Horner (2019) A productivity collapse to end Earth’s Great Oxidation.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6717284/