Im Dunkeln sehen und das Grün: Wie Augen und Blätter ein Lichtgeheimnis teilen

Die Welt der Biologie enthüllt überraschende Verbindungen, und das menschliche Auge und ein scheinbar gewöhnliches Blatt teilen eine faszinierende. Beide Organe verlassen sich auf ausgefeilte lichtempfindliche Mechanismen, um effektiv in ihrer Umgebung zu funktionieren, trotz ihrer stark unterschiedlichen Zwecke.

Im menschlichen Auge beherbergt die Netzhaut zwei entscheidende Photorezeptortypen: Stäbchen und Zapfen. Stäbchen, verantwortlich für das Sehen bei schwachem Licht, nutzen Rhodopsin, ein spezialisiertes Protein, um selbst die schwächsten Lichtsignale zu erfassen. Zapfen, verantwortlich für die Farbwahrnehmung, verlassen sich auf verschiedene Formen von Iodopsin, um Farben bei hellen Lichtbedingungen zu unterscheiden. Sowohl Rhodopsin als auch Iodopsin funktionieren durch eine Formänderung bei Kontakt mit Licht, die eine biochemische Kaskade auslöst, die letztendlich Lichtenergie in elektrische Signale umwandelt, die das Gehirn als Sehen interpretiert.

Pflanzen zeigen eine ähnliche Strategie. In ihren Blättern liegt Phytochrom, ein bemerkenswertes Molekül, das wie seine Gegenstücke im Auge als Lichtrezeptor wirkt. Phytochrom existiert in mehreren Zuständen, abhängig von den spezifischen Lichtwellenlängen, die es absorbiert. Indem es Variationen in der Lichtintensität und im Spektrum wahrnimmt, liefert Phytochrom der Pflanze wichtige Informationen über ihre Umgebung. Diese Informationen spielen eine entscheidende Rolle bei Prozessen wie der Photosynthese, bei der Pflanzen Sonnenlicht als Energiequelle nutzen, und regulieren das Wachstumsmuster basierend auf der Verfügbarkeit von Licht.

Sowohl im Auge als auch in der Pflanze funktionieren die Photosensoren zusammen mit Chromophoren: Retinal im Auge und Phytochromobilin in der Pflanze.

Diese unerwartete Parallele zwischen dem menschlichen Auge und dem Blatt unterstreicht ein grundlegendes Prinzip in der Biologie - die Fähigkeit, Licht zu erkennen, ist ein mächtiger evolutionärer Vorteil. Indem sie die Kraft des Lichts nutzen, gewinnen sowohl Menschen als auch Pflanzen die Fähigkeit, sich in ihrer Umgebung zu orientieren, zu wachsen und zu gedeihen.