Supplement 3.5: Algen en fotosynthese
Algen vormen, net zoals planten, organische verbindingen op basis van anorganische verbindingen (bv. koolstofdioxide en water) door energie van zonlicht op te vangen en te gebruiken. Bijgevolg worden ze ook aangeduid als primaire producenten.
Fotosynthese vindt plaats in organellen, genaamd chloroplasten in eukaryote cellen. Chloroplasten bevatten een buiten- en een binnenmembraan en pannenkoekvormige structuren, genaamd thylakoïden. Energie wordt door pigmenten (chlorofyl a en b en carotenoïden) uit zonlicht opgevangen en opgeslagen in de thylakoïden.
Fotosynthese treedt op in twee stadia, gewoonlijk aangeduid als de lichtreacties (er is licht nodig) en de donkerreacties (er is rechtstreeks geen licht nodig).
Gedurende de lichtreacties wordt uit zonlicht opgevangen energie geabsorbeerd door eiwitten die chlorofyl bevatten. Bij algen zijn deze eiwitten ingebed in het plasmamembraan. Een gedeelte van de lichtenergie die door het chlorofyl verzameld is, wordt opgeslagen in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP); de rest van de energie wordt gebruikt in de reacties die koolstofdioxide omzetten in organische verbindingen (biomassa). Zuurstof wordt geproduceerd als een bijproduct van de lichtreacties. Zo wordt tijdens de lichtreacties lichtenergie omgezet in de chemische energie nodig voor de donkere reacties.
Gedurende de donkerreacties (of Calvincyclus) worden zes koolstofdioxidemoleculen gebruikt om suiker (glucose) te maken. Omdat algen koolstofdioxide gebruiken en zuurstof afgeven als product van de lichtreacties, spelen ze een belangrijke rol in het behouden van de juiste concentraties koolstofdioxide en zuurstof in het milieu via de koolstofcyclus en zuurstofcyclus.
Algen maken gebruik van verschillende pigmenten om licht te oogsten, d.w.z. die welke voornamelijk blauw en rood licht absorberen (chlorofylen), die welke voornamelijk blauw en groen licht absorberen (cartenoïden) en die welke voornamelijk blauw en rood licht absorberen (fycobili-eiwitten). De hoeveelheid geabsorbeerd licht hangt af van de samenstelling en pigmentconcentratie die in algen gevonden wordt. Sommige algen absorberen meer licht bij een bepaalde golflengte dan andere en zijn daarom potentieel in staat om meer lichtenergie van die golflengte in chemische energie om te zetten via fotosynthese.
Alle algen gebruiken chlorofyl a om via fotosynthese actief licht op te vangen, sommige algensoorten gebruiken chlorofyl b en/of andere chlorofylen om extra licht op te vangen afkomstig van golflengtes van het spectrum die niet door chlorofyl a of b geabsorbeerd worden.
Bron: NASA
