Beschreibung:
ZusammenfassungSeit langer Zeit ist gut dokumentiert, dass die Photosynthese mit einem sehr geringen Wirkungsgrad von weniger als 3 % aus Sonnenlicht chemische Energie gewinnt. Aber warum ist der Prozess so ineffizient? Schließlich hatte die Photosynthese mehr als drei Milliarden Jahre in der Erdgeschichte Zeit, sich zu optimieren. Diese Frage wird hier mit dem geringen, aber thermodynamisch limitierten Gasaustausch zwischen Pflanzen und Atmosphäre erklärt. Während des Tages müssen Pflanzen der Atmosphäre Kohlendioxid entziehen, den Rohstoff für die Photosynthese. Dabei verlieren sie unvermeidbar große Mengen an Wasserdampf, verbunden mit ihrer Transpiration. Folglich sind Kohlendioxidaufnahme und Wasserdampfabgabe eng miteinander verbunden. Eine einfache Abschätzung zeigt, dass dieser Massenaustausch zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre thermodynamisch limitiert ist. Sie kann die geringe Effizienz der Photosynthese schlüssig erklären.