Neue mathematische Modelle zur Steigerung der Photosynthese-Effizienz
© Steffen Köhler/ HHU
Pflanzen nutzen die Energie des Sonnenlichts in der Photosynthese, um Kohlendioxid aus der Luft zu binden und Sauerstoff zu produzieren. Allerdings ist das Schlüsselenzym, das die Bindung von Kohlendioxid katalysiert, nicht perfekt und bindet manchmal stattdessen einSauerstoffmolekül. Das führt zu giftigen Nebenprodukten, die in einem Prozess namens Photorespiration abgebaut werden. Insgesamt führt dieser Prozess zu einem erheblich geringeren Wirkungsgrad der Photosynthese. Die Photorespiration lässt sich zwar nicht völlig vermeiden, aber eine mögliche Strategie zur Steigerung der Effizienz von Pflanzen besteht darin, alternative Wege zu entwickeln, die die Gesamteffizienz der Photosynthese sogar noch steigern könnten.
In dieser Arbeit wurden mathematische Modelle entwickelt, um alternative Wege zu simulieren, die in den letzten Jahren vorgeschlagen und teilweise bereits in Pflanzen realisiert worden sind. Die Ergebnisse erklären die prinzipiellen Grenzen der verschiedenen Wege und zeigen deutlich, welche Wege am vielversprechendsten sind, um die Effizienz der Photosynthese zu steigern.