Die Farben der Pflanzen

Ein Gastbeitrag von Dr. Katja Rembold, Botanischer Garten der Universität Bern

Welche Farbe hat die Natur in der Zukunft? Teile uns deine Ideen mit!

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Das Leben auf unserem Planeten entstand im Wasser und hat von dort aus das Land besiedelt. Wenn wir uns heute in der Natur umsehen, ist die Vegetation meist von der Farbe Grün geprägt. Das liegt daran, dass es die Grünalgen waren, die vor rund 500 Millionen Jahren das Land eroberten und von denen unsere heutigen Landpflanzen abstammen. Nun stellen Sie sich vor, es sein die Rotalgen gewesen, die sich an Land durchgesetzt hätten… dann sähe unsere Erde heute deutlich anders aus.

Aber was sind denn überhaupt Algen?

«Algen» ist ein Sammelbegriff für meist aquatische Organismen, die in der Lage sind Photosynthese zu betreiben - also Wasser und Kohlendioxid mit der Hilfe von Sonnenenergie in Sauerstoff und Zucker umzuwandeln. Dies trifft sowohl auf mikroskopisch kleine Einzeller zu (Mikroalgen), als auch auf 60m grosse Tange (Makroalgen). Vom Aufbau her unterscheiden sich Algen jedoch von Pflanzen und bis auf die Grünalgen sind sie auch nicht näher mit Pflanzen verwandt. Bei «Blaualgen» handelt es sich eigentlich um Bakterien (= Cyanobakterien), die im Gegensatz zu allen anderen «Algen» gar keinen Zellkern haben (Prokaryoten).

Zusammen mit den Rotalgen, Grünalgen, Braunalgen, Goldalgen, Gelbgrünalgen, etc. ergibt sich ein ganzer Regenbogen an Algenfarben, der sich vom äusseren Erscheinungsbild der jeweiligen Gruppe ableitet. Darüber hinaus gibt es zahlreiche weitere Algengruppen, die nicht nach ihrer Farbe benannt sind, wie die Kieselalgen, Schmuckalgen, Jochalgen und viele mehr.

Weshalb sind Grünalgen grün und Rotalgen rot?

Sowohl Grünalgen als auch Rotalgen betreiben Photosynthese, aber sie nutzen dazu unterschiedliche Organellen und Pigmente. Die Chloroplasten der Grünalgen enthalten Chlorophyll a und Chlorophyll b - das sogenannte «Blattgrün», also grüne Farbstoffe. Diese erfüllen wichtige Funktionen, absorbieren Licht und regulieren den Energie- und Elektronentransfer bei der Photosynthese.

Die Rhodoplasten der Rotalgen enthalten ebenfalls Chlorophyll a, aber keine weiteren Chlorophylle. Dafür enthalten sie Phycobiline, welche wiederum das rote Pigment Phycoerythrin enthalten, wodurch Rotalgen ihre rote Farbe bekommen. Phycoerythrin ist jedoch lichtempfindlich und wird mit zunehmender Lichtintensität zerstört. Rotalgen die nahe der Wasseroberfläche wachsen sehen deshalb oft nicht rot, sondern bräunlich aus.

Rotblättrige Landpflanzen

Nun gibt es aber auch Landpflanzen mit roten Blättern oder Bäume, die sich im Herbst rot färben. Das hat jedoch nichts mit Rotalgen und Phycoerythrin zu tun. Neben Chlorophyll enthalten Landpflanzen auch andere Farbstoffe wie gelbrote Carotinoide oder rote Anthocyane. Diese sind jedoch meist vom grünen Chlorophyll überlagert. Bevor die Blätter im Herbst abfallen, entziehen die Pflanzen ihnen zunächst deren Proteine und wertvolle Nährstoffe, um sie bis zur nächsten Wachstumsperiode zwischenzulagern. Auch das grüne Chlorophyll wird dabei abgebaut, wodurch sich die Blätter je nach Gehalt an roten Farbstoffen gelb bis rot färben.

Pflanzen die das ganze Jahr über rote Blätter haben, enthalten so viele rote Farbstoffe, dass das grüne Chlorophyll überlagert wird und die Blätter rot erscheinen. Besonders bei Pflanzen an sehr sonnigen Standorten kann oft eine Rotfärbung beobachtet werden. Die roten Farbstoffe wirken hier wie eine Sonnencreme, welche die Blätter vor Verbrennungen schützt. Photosynthese können sie mit ihrem Chlorophyll dennoch betreiben.