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Entdeckung: Photosynthese funktioniert (auch) anders als gedacht


In Kürze:

  • Bislang galt laut Lehrbuch, dass die sauerstoffbildende Photosynthese zwingend zwei Photosysteme benötigt: Photosystem II und I.
  • Molekularbiologen aus München haben nun durch Zufall entdeckt, dass Cyanobakterien auch ohne Photosystem I erfolgreich Photosynthese betreiben können.
  • Die langjährige Annahme, dass Photosystem I für den biologischen Prozess unverzichtbar ist, ist damit widerlegt.

 
Es gibt nur wenige biologische Konzepte, die als so gesichert gelten, dass sie seit Jahrzehnten nahezu unverändert in jedem Lehrbuch stehen. Eines davon lautet: Für die sauerstoffbildende Photosynthese werden zwingend zwei Photosysteme benötigt.
Forscher der Ludwig-Maximilians-Universität München zeigen jedoch, dass dieses grundlegende Prinzip offenbar nicht universell gilt. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Natur deutlich flexibler ist, als wir bislang angenommen haben“, sagte Studienleiter Dario Leister, Professor für Molekularbiologie.

Zwei statt beide

Die Photosynthese versorgt die Erdatmosphäre mit Sauerstoff und bildet die Grundlage nahezu aller Nahrungsketten. Pflanzen, Algen und Cyanobakterien wandeln Sonnenlicht in chemische Energie um.
Nach dem bisherigen Verständnis gelingt dies nur durch das Zusammenspiel zweier großer Proteinkomplexe: Photosystem II und Photosystem I. Das Photosystem II ist für den ersten Schritt der Lichtreaktion verantwortlich, während Photosystem I unter anderem das Koenzym „NADPH“ bildet. Dieses Prinzip gehört seit mehr als 50 Jahren zum Grundwissen der Biologie. Durch Zufall entdeckten die Gruppe von Prof. Leister jedoch einen alternativen Photosyntheseweg.
„Eigentlich wollten wir etwas völlig anderes erreichen“, sagt Leister. So war ihr ursprüngliches Ziel, ein pflanzliches Photosystem I in das Cyanobakterium „Synechocystis“ einzubauen. „Dass daraus Organismen entstehen würden, die ohne Photosystem I wachsen, Kohlendioxid fixieren und Sauerstoff produzieren können, war vollkommen unerwartet“, erklärt Leister weiter.
Letztlich zeigte sich, dass die neuen Cyanobakterienstämme trotz des fehlenden Elements eine vollständige sauerstoffbildende Photosynthese betrieben. Damit widerlegen sie die bislang geltende Annahme, dass Photosystem I für die Bildung von NADPH unverzichtbar ist.

Ein alternativer Weg

Das Team konnte außerdem einen Mechanismus identifizieren, mit dem die Bakterien das fehlende Photosystem kompensieren. Schlüssel dazu war eine grundlegende Umorganisation, die die Herstellung von NADPH in umgekehrter Richtung ermöglichte. Biologen schrieben diese Funktion bislang ausschließlich Photosystem I zu.
Laut den Forschern verändere diese Entdeckung das Verständnis der Photosynthese grundlegend und zeige, dass selbst einer der am besten untersuchten Prozesse der Biologie noch grundlegende Überraschungen bereithalte. Langfristig könnten die Ergebnisse zudem neue Ansätze für die Entwicklung effizienterer photosynthetischer Systeme und biotechnologischer Anwendungen ermöglichen.
„Unsere Arbeit erinnert daran, dass selbst scheinbar unumstößliche Lehrbuchkonzepte durch neue experimentelle Befunde infrage gestellt werden können. Genau das macht Grundlagenforschung so spannend“, sagt Leister.
Die Studie erschien am 10. Juli 2026 im Fachmagazin „Nature Communications“.
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Bislang unbekanntes Mozart-Manuspkript in Paris entdeckt

Ein französischer Musikwissenschaftler hat ein bislang unbekanntes Mozart-Manuskript entdeckt.
Das 44-seitige Notenheft enthalte sieben Stücke für Harfe und Flöte sowie Kompositionsübungen, erklärte François-Pierre Goy, Konservator in der Musikabteilung der französischen Nationalbibliothek.
Sie stammten aus dem Jahr 1778, als Wolfgang Amadeus Mozart die französische Harfenistin Marie-Louise-Philippine de Bonnières de Guînes im Komponieren unterrichtete.

Stücke für Harfe und Flöte

Die Stücke für Harfe und Flöte, die insgesamt etwa 20 Minuten lang sind, sollen am Sonntag beim traditionellen Musikfest am 21. Juni bei einem Konzert in der Nationalbibliothek vorgetragen werden.
Der auf anonyme Manuskripte spezialisierte Musikwissenschaftler Goy hatte die in marmoriertes Papier eingefasste Kladde untersucht, nachdem er sich andere Unterrichtsmaterialen von Mozart angesehen hatte. Ihm fielen die „rundlichen, leicht nach vorn geneigten Violinschlüssel“ und die „anders als in Frankreich notierten Bassschlüssel“ auf.

Mozarteum bestätigt Echtheit

Vergleiche mit anderen Manuskripten und das verwendete Papier sprachen ebenfalls für die Autorschaft des österreichischen Komponisten. Diese wurde später vom Mozarteum in Salzburg bestätigt.
Das Manuskript war während der Französischen Revolution bei dem Herzog von Guînes beschlagnahmt worden und fand sich später in der französischen Nationalbibliothek. In Leipzig war 2024 ein bis dahin unbekanntes Jugendwerk Mozarts entdeckt worden, das den Titel „Ganz kleine Nachtmusik“ erhielt. (afp/red)
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Mit dem Luftschiff über den Nordpol in 17 Stunden


In Kürze:

  • Am 12. Mai 2026 jährt sich zum 100. Mal der erste Flug über den Nordpol durch den Polarforscher Roald Amundsen.
  • Mit diesem Erfolg sicherte sich der damals 54-jährige Norweger seinen zweiten Rekord.
  • Insgesamt benötigte der Mann, dessen Name „der Ruhmvolle“ bedeutet, drei Anläufe: zu Schiff, per Flugzeug und im Luftschiff.

 
Der Drang nach Abenteuern und Entdeckungen ist eines der Merkmale der Menschheit. Früher wie heute schrecken Neugierige weder vor Fremdem noch vor Extremem zurück und dringen zu Orten vor, an denen niemand zuvor war. Im 19. Jahrhundert fassten Entdecker besonders die Arktis und Antarktis ins Auge.
Schon bald begann ein Wettlauf um die Rekorde. Wer durchquert als Erstes per Schiff die Nordwestpassage oder erreicht die geografischen Erdpole? Und wer überfliegt erstmals das Ewige Eis oder taucht darunter durch?
Ein Mann, der später als bekanntester Polarforscher in die Geschichte einging, nahm erfolgreich an diesem Wettbewerb teil. Sein Name ist Roald Amundsen.
Roald Amundsen war der erste Mann, der den Nordpol überflog

In Norwegen wird der Polarforscher Roald Amundsen als Nationalheld gefeiert.

Eisige Faszination von Kindesbeinen an

Der Norweger Roald Engelbregt Gravning Amundsen erblickte im Juli 1872 als Sohn eines wohlhabenden Schiffskapitäns das Licht der Welt. Geprägt von dem Beruf seines Vaters und den Büchern über Entdeckungsreisen entbrannte in dem jungen Amundsen bereits früh die Faszination für Polarforschungen – sehr zum Leidwesen seiner schulischen Leistungen.
Zwar begann er zunächst ein Studium, brach dieses jedoch bald ab, um Matrose zu werden. Gute soziale und finanzielle Absicherungen reichten nicht aus, um seine Leidenschaft für das Ewige Eis aufzuwiegen.
Mit 24 Jahren heuerte er bei dem Belgier Adrien de Gerlache de Gomery (1866–1934) für eine Antarktisexpedition an. Aufgrund seiner guten Kenntnisse wurde Amundsen bald zum Zweiten Offizier und Co-Leiter der Belgica-Expedition erhoben.

Aufnahme des getakelten Dampfschiffs „Belgica“ vor dem antarktischen Eis.

Fortan unternahm Amundsen zahlreiche weitere Expeditionen und veröffentlichte stets Berichte über seine Reisen. Seine Beliebtheit stieg und seine Landsleute feierten ihn als Nationalheld.
Einen Meilenstein erreichte der Norweger im Dezember 1911, als er als erster Mensch den geografischen Südpol erreichte. Doch das Erlebte reichte dem damals 39-Jährigen nicht, und er setzte Kurs auf die Arktis.

Amundsen wusste sich im Ewigen Eis zu orientieren, zu bewegen und zu überleben.

Drei Anläufe bis zum Nordpol

Zwar erreichte die Welt 1909 die umstrittene Nachricht, dass der US-Amerikaner Robert Edwin Peary bereits den Nordpol erobert habe, doch hielt dies Amundsen nicht davon ab, die Arktis selbst zu bereisen. 1920 startete er deshalb seinen ersten Versuch per Schiff, musste diesen jedoch aus gesundheitlichen Gründen abbrechen.
Da die Luftfahrt zu dieser Zeit enorme Fortschritte machte und Amundsen sie für „die Zukunft des Reisens und Forschens“ hielt, plante er seine nächste Reise mit dem Flugzeug. 1925 startete der Norweger zusammen mit dem US-amerikanischen Piloten Lincoln Ellsworth (1880–1951) seinen zweiten Versuch, die Arktis zu erreichen. Doch auch dieser erste Versuch der Amundsen-Ellsworth-Expedition schlug fehl, da die Flugzeuge 255 Kilometer vor dem Nordpol den Dienst versagten.
Es heißt „alle guten Dinge sind drei“ und so unternahm Amundsen ein Jahr später erneut einen Anlauf. Dieses Mal sollte die Reise in einem Luftschiff des italienischen Flugpioniers Umberto Nobile (1885–1978) erfolgen.

Rekordflug vor 100 Jahren

Amundsen kaufte der italienischen Regierung den fliegenden Giganten „N-1“ ab, benannte es in „Norge“ um und ließ das Luftschiff für seine Expedition umrüsten. Am 10. April 1926 startete Amundsen mit seiner 16-Mann-starken Besatzung das Abenteuer.
Von Italien ging es zunächst über England, Oslo und Russland nach Spitzbergen (7. Mai). Kurz vor dem Start am 11. Mai erreichte die Mannschaft die Meldung, dass dem US-Amerikaner Richard Byrd bereits der Überflug über den Nordpol geglückt sei. Diese ist bis heute umstritten, da die Angaben zu seiner Route und zum Wetter Zweifel wecken.
Unbeeindruckt startete Amundsen am 12. Mai 1926 seinen Flug über den geografischen Nordpol. Nach 16 Stunden, 40 Minuten und rund 5.300 Kilometern Luftweg über die Arktis landete das Team erfolgreich in Alaska.

Ein Teil der Besatzung der „Norge“. Auf den Stühlen sitzend  v.l.n.r.: Roald Amundsen, Lincoln Ellsworth und Umberto Nobile.

Damit gilt dieser Versuch offiziell als erster Überflug des Nordpols. Roald Amundsen, dessen Name im Nordischen „der Ruhmvolle“ bedeutet, hält damit gleich zwei Rekorde rund um die Pole der Erde.