Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

 Jahresübersicht 2015

Die Gedankenfreiheit ist die einzig wahre und die größte Freiheit, die der Mensch erreichen kann.
(Maxim Gorki)

21. November 2024

Der Sauerstoff ist ein merkwürdiges Gas. Das beginnt schon beim Namen, weil er gar nicht sauer ist. Als die ersten Alchimisten verschiedene saure Flüssigkeiten, und davon gibt es viele, in ihren Hexenküchen erhitzten, stellten sie fest, dass da ein Gas entsteht, das die Verbrennung fördert. Sie nannten es ahnungslos „Oxygenium“, den Säurebildner. Aus diesem Grund bekam der Sauerstoff später das chemische Zeichen „O“. Der Sauerstoff hat in der Liste der Chemiker die Nummer 8. Er ist chemisch aggressiv und verbindet sich so ziemlich mit allem, was es gibt, ausgenommen mit Edelgasen und Edelmetallen. Eisen mag der Sauerstoff sehr gerne, er reagiert zum Leidwesen der Industrie und der Autobesitzer mit diesem Metall und erzeugt Rost.

Am liebsten verbindet sich der Sauerstoff mit einem anderen Gas, dem Wasserstoff. Zwei Wasserstoffmoleküle und ein Sauerstoffatom ergeben H₂O – unser Lebenselixier Wasser. Es gibt aber auch Gesteine, die mit Sauerstoff regieren. Sie rosten gewissermaßen und so entstehen „Oxide“. Da diese Oxide bei der Entstehung der Erde nicht existierten, später aber allmählich auftauchten, kann die Uratmosphäre keinen freien Sauerstoff enthalten haben. Er kam erst später.

Die ersten primitiven Zellen, die noch keinen Zellkern besaßen, waren ähnlich gebaut wie die heutigen Bakterien. Irgendwann trat eine Mutation auf, die es diesen Zellen ermöglichte, das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Den Wasserstoff hängten diese Zellen - einfach gesagt - an das Kohlendioxidmolekül an, und so entstanden primitive Zucker. Das waren die ersten von Organismen erzeugten energiereichen Nahrungsmittel. Mit dem aus dem Wasser abgespaltenen Sauerstoff konnten die Zellen nichts anfangen, er wurde gewissermaßen weggeworfen. So entstand eine Sauerstoffatmosphäre, die das erste Massensterben in der Geschichte des Lebens auslöste.

Die „Cyanobakterien“, die man früher Blaualgen nannte, waren die Ursache für das heute bekannte ökologische Gleichgewicht. Die einen Organismen erzeugen Sauerstoff (die Pflanzen), die anderen (wir und andere Tiere) konsumieren ihn.

Zwischen dem Auftreten der pflanzlichen Photosynthese und dem Beginn der Anreicherung von Sauerstoff in der Atmosphäre ist sicher eine lange Zeit vergangen, weil große Mengen an Gestein vorhanden waren, das den Sauerstoff gewissermaßen zum Oxidieren (Rosten) aufbrauchte.

Die Evolution der Pflanzen ist trotz weniger Fossilien besser bekannt als diejenige der Tiere. Von den Algen über die Moose, Schachtelhalme, Bärlappe und Farne bis zu den vielen Blütenpflanzen klafft keine evolutionäre Lücke.

Buchtipp: Raven, Evert, Eichhorn, „Biologie der Pflanzen“, de Gruyter.

Globale Killer

Helden der Wissenschaft:
Roger Penrose
(* 1931) berechnete gemeinsam mit Stephen Hawking die Verteilung von Masse und Energie im Universum und bewies die Existenz von Schwarzen Löchern.