Terwijl wij zuurstof inademen en verbruiken, zijn planten hard aan het werk met de productie van dit voor ons noodzakelijke gas. Op een zeer efficiënte manier zetten ze kooldioxide om in zuurstof. Tegelijk worden daarbij uit het kooldioxide grote moleculen geproduceerd die voor ons kunnen dienen als voeding, bouwmateriaal, brandstof enz. Voor opbouw van moleculen en cellen is energie nodig, bruikbare energie. Bron voor energie is de zon. Door groene planten wordt de energie van de zonnestraling opgeslagen in bruikbare energierijke moleculen en voedsel. Hoe planten de zonnestraling efficiënt gebruiken om energierijke moleculen en voedsel aan te maken, is een groot mysterie. Bij dit proces, dat fotosynthese genoemd wordt, zijn vele moleculaire complexen betrokken die elektronen en protonen uitwisselen.

In het fotosysteem wordt water onder invloed van licht omgezet in zuurstof. De groene bladkleurstof chlorofyl heeft daarin een sleutelpositie. Om de elektronen uit water los te weken is een – voor de levende natuur – erg hoge spanning nodig van 1,2 volt. Deze spanning is gelokaliseerd op een complex van chlorofylmoleculen, aangeduid met P680. Dit heet zo doordat het complex wordt aangeslagen door licht met een golflengte rond de 680 nanometer.

Binnen enkele picoseconden nadat P680 een foton heeft opgenomen, draagt het een elektron over op feofitine. Het kation P680+ dat zo ontstaat, heeft een grotere affiniteit voor elektronen dan het zuurstofatoom in water en zal deze dan ook daarvan wegtrekken. Vier magnesiumionen katalyseren dit ‘strippen’ van watermoleculen. P680+ neemt deze elektronen op en keert weer in zijn neutrale toestand terug. Een deel van het P680-complex gaat regelmatig kapot, maar wordt gelukkig snel vervangen via een efficiënt recyclesysteem.

Het heeft veel energie gekost om al deze feiten te onderzoeken en te verifiëren in laboratoria. En er wordt nog veel onderzoek verricht. Vooral ook wat betreft de mogelijkheden die het kan opleveren om die kennis toe te passen in praktisch bruikbare techniek. Bijvoorbeeld zonnepanelen die volgens dit principe werken. De praktijk in de toekomst zal bewijzen of het gelukt is. De ontrafeling van het fotosynthese mysterie en de mogelijke praktische toepassingen is een voorbeeld van empirische natuurwetenschap.

Een andere wetenschap houdt zich bezig met nadenken over de oorsprong van dergelijke ingewikkelde systemen. Dat levert en heel ander mysterie, namelijk dat mensen totaal verschillend denken over het ontstaan en ontwikkeling van dergelijke levende systemen in het verleden. De hypotheses die men daarvoor opstelt zijn niet te verifiëren. Want stel dat men in staat zal zijn een synthetische mens te maken in het laboratorium. Dan zou empirisch bewezen zijn dat de mens door heel veel onderzoek de kennis heeft gekregen om een levend wezen maken. Maar dan blijft de vraag naar de oorsprong van de intelligentie en de informatie die nodig bleek voor het maken van de mens.

LEUK ARTIKEL?
Bent u blij met dit artikel? Het onderhoud en de ontwikkeling van deze website vragen financiële offers. Zou u ons willen steunen met een maandelijkse bijdrage? Dat kan door ons donatieformulier in te vullen of een bijdrage over te schrijven naar NL53 INGB000 7655373 t.n.v. Logos Instituut. Logos Instituut is een ANBI-stichting en dat wil zeggen dat uw gift fiscaal aftrekbaar is.

Written by

Dr. W. Hoek is chemicus.