2019-06-10

Kann man sich von Licht ernähren?

Kann man sich von Licht ernähren?
 
Licht können wir sehen, zumindest dein winzigen Ausschnitt zwischen 380-750 Nanometer. Mit gebauten Maschinen können wir unsere Sinne erweitern und ein weitaus breiteres Spektrum in den uns sichtbaren Bereich übersetzen. Damit werden für den Menschen auch Wellenlängen von 10 Metern, wie z.B. im Funkverkehr, oder von 10 Nanometern als Röntgenstahlen, wahrnehmbar gemacht.

Das faszinierende an Licht ist, dass es nur mittels „Wellenpakete“ mit atomaren Systemen interagieren kann. Diese Pakete wurden von Max Planck als „Quanten“ bezeichnet. Planck formulierte: (Licht)Energie = das konstante Wirkungsquantum „h“ * die Frequenz der Welle. Damit offenbarte sich ein Doppelcharakter des Lichtes in seiner Beschreibung: Als Welle und als Energiepaket, als Teilchen.

Wird ein solches System angeregt, nimmt es die eintreffende Energie auf und ein Elektron springt auf eine „höhere“ Schalenbahn. Dieser Sprung wird als „Quantensprung“ bezeichnet und ist deshalb so verrückt, da es sich nicht nur unmittelbar vollzieht und die Grenzen von Raum und Zeit nicht zu bestehen scheinen, sondern auch, weil die Energieaufnahme und Abgabe sich nicht sukzessiv, sondern schrittweise vollzieht. Das System ordnet sich neu an. Aus diesem angeregten Zustand kann das System auch wieder abfallen, wobei es seinerseits Energie abgibt und in alle Richtungen aussendet. Dies kann nicht nur bei einzelnen Atomaren Systemen geschehen, sondern auch bei molekularen Systemen. Molekulare Systeme stellen einen Verbund von Atomen dar, welche über ihre Bindungskräfte miteinander verwoben sind. Diese Kräfte können bei gleichen äußeren Verhältnissen „stärker und somit stabiler sein, oder aber schwach und instabil sein“. Damit ist gemeint, dass das System stets darauf aus ist, in einem möglichst stabilen Zustand zu verweilen. Dabei ist stets das Verhältnis von Umgebung und System zu beachten, da in jeder Umgebung eine andere Anordnung die stabilere sein kann. Trifft nun ein Lichtquant auf eines dieser Systeme, kann es passieren, dass dieses System von einem stabilen Zustand in einen neuen stabilen Zustand übergeht. Dabei kann es sein, dass dieses System sich in seiner räumlichen Struktur ändert, wie es z.B. beim „Rhodopsin“ der Fall ist, welches im menschlichen Auge vorkommt und uns mittels seiner Strukturänderung „sehen lässt“. Die Lichtenergie wurde somit absorbiert und dadurch in mechanische Energie umgewandelt.

Interessant wird es, wenn diese Energie nicht wieder in Form von Licht, oder mechanischer Bewegung abgegeben wird, sondern ihrerseits in chemische Energie gebunden werden kann, wie es z.B. bei Pflanzen im Zuge der Photosynthese geschieht. Dabei wird die aufgenommene Energie über eine stufenweise Verkettung in den allgemeinen Energieträger ATP aufgebaut. Dieser wie Zahnräder ineinandergreifende chemische Prozess beginnt mit dem kleinen Dominostein eines Photons und endet bei dem großen Molekül ADP, welches mit der geschickt gezirkelten Energie des Lichtquants zu ATP aufgebaut wird. Mit diesem fundamentalen Energieträger, welcher aufgrund seiner chemischen Bauart schlecht gespeichert werden kann, baut die Pflanze ihrerseits das stabile Speichermedium Glukose auf. Dieses kennen wir als Zucker und wird überall in der Pflanze, den Wurzeln, als auch besonders in ihren Früchten, eingelagert. Steht keine direkte und dadurch unmittelbare Lichtenergie zur Verfügung, wie z.B. im Frühjahr, bedient sich die Pflanze des eingespeicherten Lichtes in Form von Glukose und kann durch diesen mittelbaren Vorgang im selben „Verbrennungsprozess“ wie alle anderen Tiere auch, ihren Stoffwechsel betreiben.

Dasselbe Spiel vollzieht sich in allen Tierarten, welche sich von Pflanzen ernähren: Das Speichermedium Zucker wird von diesen Organismen aufgenommen und als Aufbauquelle für den fundamentalen Energieträger ATP genutzt.

Schauen wir uns jetzt die dominosteinartige Verkettung an wird deutlich:

Die Sonne als gigantischer Fusionsreaktor sendet Licht aus, welches die Pflanzen unserer Erde trifft und dort in den Molekülen der Chloroplaste als Ersterreger eine faszinierende Verkettung in Gang setzt. Um diese aufgenommene Energie speichern zu können, wird über chemische Prozesse vermittelt Zucker aufgebaut und in unzähligen Varianten abgespeichert. Alle Lebewesen, die sich von diesen Pflanzen ernähren, als auch die Pflanzen selbst, ernähren sich somit von exakt der Energie, welche einst von der Sonne absorbiert wurde.

In diesem Sinne ist es nicht nur möglich sich von Licht zu ernähren, ganz im Gegenteil: wir als Lebewesen ernähren uns bereits von Licht!

Natürlich wäre es denkbar, dass wir als Lebewesen uns direkt vom Licht der Sonne ernähren können. Chemisch wäre es auch denkbar, dass Moleküle unseres Organismus die eintreffenden Photonen verwerten können. Die Frage die sich stellt ist nur folgende: Können die dazu benötigten Moleküle in dieser Welt überhaupt bestehen? Denn, konnten sich wir Menschen nicht gerade deshalb entwickeln, weil unsere Moleküle und Proteine in dieser Umgebung so stabil sein konnten und sich nicht bei jedem kleinen auftreffenden Photon ändern? Denken wir nur an radioaktive Strahlung, welche nach demselben Prinzip unsere DNA verändern kann und das erfahrungsgemäß mit dem Krebstod endet. Und weiter darauf aufbauend: Welche Kreisläufe wären nötig, damit ein Mensch durch das Licht der Sonne betriebsfähig bleiben würde? Und wäre der perfekte Licht verwertende Mensch dann nicht einfach: Ein Baum?