Zubehörpigment

Zubehörpigmente sind lichtabsorbierende Verbindungen, die in photosynthetischen Organismen vorkommen und in Verbindung mit Chlorophyll a wirken. Sie umfassen andere Formen dieses Pigments, wie Chlorophyll b in Grünalgen und höheren Pflanzenantennen, während andere Algen Chlorophyll c oder d enthalten können. Darüber hinaus gibt es viele Nicht-Chlorophyll-Zubehörpigmente, wie Carotinoide oder Phycobiliproteine, die ebenfalls Licht absorbieren und diese Lichtenergie auf das Photosystem Chlorophyll übertragen. Einige dieser Zusatzpigmente, insbesondere die Carotinoide, dienen auch dazu, überschüssige Lichtenergie zu absorbieren und abzuführen oder wirken als Antioxidantien. Die große, physikalisch assoziierte Gruppe von Chlorophyllen und anderen Zubehörpigmenten wird manchmal als Pigmentbett bezeichnet.

Die verschiedenen Chlorophyll- und Nicht-Chlorophyll-Pigmente, die mit den Photosystemen assoziiert sind, haben alle unterschiedliche Absorptionsspektren, entweder weil die Spektren der verschiedenen Chlorophyll-Pigmente durch ihre lokale Proteinumgebung modifiziert sind oder weil die Zubehörpigmente intrinsische strukturelle Unterschiede aufweisen. Das Ergebnis ist, dass in vivo ein zusammengesetztes Absorptionsspektrum all dieser Pigmente verbreitert und abgeflacht wird, so dass ein breiteres Spektrum an sichtbarer und infraroter Strahlung von Pflanzen und Algen absorbiert wird. Die meisten photosynthetischen Organismen absorbieren grünes Licht nicht gut, daher ist das meiste verbleibende Licht unter Blattdächern in Wäldern oder unter Wasser mit reichlich Plankton grün, ein spektraler Effekt, der als „grünes Fenster“ bezeichnet wird. Organismen wie einige Cyanobakterien und Rotalgen enthalten zusätzliche Phycobiliproteine, die grünes Licht absorbieren, das diese Lebensräume erreicht.

In aquatischen Ökosystemen ist es wahrscheinlich, dass das Absorptionsspektrum von Wasser zusammen mit Gilvin und Tripton (gelöstes bzw. partikuläres organisches Material) die phototrophe Nischendifferenzierung bestimmt. Die sechs Schultern in der Lichtabsorption von Wasser zwischen den Wellenlängen 400 und 1100 nm entsprechen Tälern in der kollektiven Absorption von mindestens zwanzig verschiedenen Arten phototropher Bakterien. Ein weiterer Effekt ist auf den allgemeinen Trend zurückzuführen, dass Wasser niedrige Frequenzen absorbiert, während Gilvin und Tripton höhere Frequenzen absorbieren. Aus diesem Grund erscheint der offene Ozean blau und unterstützt gelbe Arten wie Prochlorococcus, der Divinylchlorophyll a und b enthält. Synechococcus, rot gefärbt mit Phycoerythrin, ist an Küstenkörper angepasst, während Phycocyanin Cyanobakterien in dunkleren Binnengewässern gedeihen lässt.

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