Als die letzte Apollo-Mission vor vier Jahrzehnten auf dem Weg zum Mond war, machte einer der Astronauten eine Momentaufnahme, die zu den berühmtesten in der Geschichte der NASA zählt. Es ist als "Blue Marble" -Fotografie bekannt, da es die Erde aus einer Entfernung von 45.000 Kilometern als helle, wirbelnde und meist blaue Kugel zeigt. Die vorherrschende Farbe war nicht überraschend - es ist die Farbe der Ozeane, die fast drei Viertel des Planeten bedecken.
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Aber die Erde ist kaum einzigartig darin, Wasser zu haben. Es ist überall im Universum; Sogar der staubige Nachbar, der Mars, war offenbar einmal überflutet.
Was die Erde von anderen unterscheidet, ist nicht blau, sondern grün, ein Grün, das man am besten nicht aus dem All, sondern aus der Nähe schätzt - auf einem frisch geschnittenen Vorortrasen, in Seerosenblättern auf einem Froschenteich, in einem Tannenbestand auf einem Berg . Es ist das Grün von Chlorophyll und der Photosynthese.
Die Photosynthese ist die Art und Weise, wie die Natur Sonnenenergie aufnimmt und all die Lichtenergie nutzt, die von der Sonne kommt. Moderne Solarzellen machen das mit Halbleitern, und die Ernte besteht aus Elektronen, die fließen, nachdem sie von Photonen des Lichts angeregt wurden. In der Natur werden die Elektronen im Pigment Chlorophyll angeregt, aber das ist nur ein erster Schritt. Die Energie wird letztendlich in den chemischen Bindungen der Zucker gespeichert, die zusammen mit Sauerstoff die Produkte der Photosynthese sind.
Diese Produkte wandelten die Erde um, der Sauerstoff versüßte die Atmosphäre und der Zucker lieferte Nahrung. Zusammen ließen sie ein langes und langsames Aufblühen des Lebens zu, das schließlich viele Organismen - darunter auch Menschen - umfasste, die nicht photosynthetisieren konnten.
Pflanzen haben Licht auf diese Art und Weise für einen großen Teil der Existenz der Erde genutzt. Aber wie haben sie die Fähigkeit zur Photosynthese erlangt?
Die kurze Antwort ist, dass sie es vor ungefähr eineinhalb Milliarden Jahren gestohlen haben, als einzellige Organismen, sogenannte Protisten, photosynthetisierende Bakterien verschlungen haben. Im Laufe der Zeit wurden die absorbierten Bakterien durch die Übertragung von Genen, die von einem Parasiten unterstützt wurden, zu einem funktionellen Teil des Protisten, der es ihm ermöglichte, Sonnenlicht in Nahrung umzuwandeln. "Die drei haben es geschafft", sagt der Evolutionsbiologe der Rutgers University, Debashish Bhattacharya. „Der Baum des Lebens ist mit viel Erfindung und Diebstahl verbunden.“ Eine Version dieser sonnenlichtgetriebenen, Chlorophyll-haltigen kleinen Maschine existiert bis heute in Pflanzenzellen. Man nennt es einen Chloroplasten.
Wissenschaftler lernen immer noch über den komplexen Prozess, die sogenannte Endosymbiose, bei dem eine Zelle wie ein Protist aus irgendeinem Grund andere Lebewesen aufnimmt, um etwas ganz Neues in der Biologie hervorzubringen.
Genetische Analysen von Algen, die von Bhattacharya durchgeführt wurden, legen nahe, dass das entscheidende endosymbiotische Ereignis, das Pflanzen mit dem Motor der Photosynthese ausstattete, nur einmal in der Frühgeschichte unseres Planeten bei einem gemeinsamen Vorfahren stattgefunden hat - einem einzelnen mikroskopischen Protisten, der Grün zur wichtigsten Farbe auf der Erde gemacht hat.
Diese neueste Erkenntnis erfüllt ein Grundprinzip der Wissenschaft: Die einfachste Erklärung ist in der Regel die beste. Die Vorstellung, dass die Endosymbiose einmal vor dem Auseinanderdriften und Entwickeln der Protisten in verschiedene Arten aufgetreten wäre, ist weitaus vernünftiger als die Alternative: Die Endosymbiose trat mit jeder neu auftretenden Art erneut auf.
Der Erwerb der Maschinerie der Photosynthese verschaffte diesen frühen Organismen einen enormen evolutionären Vorteil, den sie leicht ausnutzen konnten. In den folgenden Millionen von Jahren hat diese Fähigkeit, die Energie der Sonne zu nutzen, dazu beigetragen, die große Vielfalt der Lebewesen auf dem Planeten hervorzubringen. Damals wie heute glich Licht dem Leben.
