Commisaire Magique Sabio Marten

Die Übersicht über die Termine findet Ihr hier und die Verlosung hier.

Hier noch eine Leseprobe im eBook Sonar.

Sabio Marten ist wahrscheinlich die klügste Person in der Gendarmerie Magique. Neben seiner Arbeit erfindet er Geräte, die die Untersuchung von Tatorten erleichtern  und unterrichtet in Salthavens Universität. Hier ist eine seiner Vorlesungen für Erstsemester  des Kurses Investigative Straftatbestimmungen (Sabio bestand darauf, dass ich seine Ausarbeitungen inklusive Bilder benutze, damit ich nichts durcheinander kriege). Bitte denken Sie daran, dass die hier vorgestellte Information ziemlich kompliziert ist. Wenn Sie nicht alles verstehen, ist das nicht schlimm. Sie können Ihr Grünzeug auch verdauen, ohne zu wissen, wie Pflanzen mit Licht und Magie Materie erzeugen.

Photomagysynthese mit Commissaire Sabio Marten
Grundlagen der Theoretischen Magie – Mitschrift

Meiner Meinung nach sollte Theoretische Magie Grundlage für alle Kurse der Universitäten sein. Ist es leider nicht. Umso erfreuter bin ich über Ihr zahlreiches erscheinen. Lassen Sie uns sofort beginnen.

Sicherlich kennen Sie alle die Formel der Photomagysynthese, trotzdem gehe ich lieber auf Nummer sicher. Man weiß ja nie. Photomagysynthese ist der Prozess, bei dem Pflanzen, vom größten Baum bis zur kleinsten Alge, Sonnenlicht, Magie, Wasser und Kohlendioxyd in Zucker verwandeln und dabei Sauerstoff freisetzen. Für die Nicht-Chemiker unter uns, Fachleute schreiben das so:

6 H₂O + 6 CO₂ + Magie + Licht –> ΘC₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Nur um sicher zu gehen, dass Sie diese Formel auch richtig verstehen, die Anzahl der Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) und Kohlenstoff (C) Atome auf jeder Seite des Pfeils müssen gleich sein. Das Θ zeigt die magische Aufladung an. Für die, die es nicht wissen, die meisten Zucher haben eine ringförmige Struktur aus Kohlenstoffatomen mit Wasserstoff und Sauerstoffgruppen. In magisch geladenen Zuckern, zieht sich die Magie zu einem Ball zusammen, der dann im Zentrum der Ringstruktur schwebt.

Mit diesen Grundlagen im Hinterkopf wollen wir uns mal genauer betrachten, was Pflanzen so tun. Sicher kennen Sie alle Zellen. In Pflanzen finden sich Zellen mit grünen Organellen, Chloroplasten genannt. In diesen befinden sich so genannte Thylakoide. Das sind von Membranen umschlossene Reaktionsräume innerhalb des Chloroplasts. Sie sehen aus wie übereinander gestapelte Berge aus grünen Geldstücken. In den Membranen sitzen Molekülkomplexe, die alle Farben des Lichts außer grün absorbieren. Das ist übrigens auch der Grund, warum Pflanzen in der Regel grün sind. Nur wenige Organismen nutzen überwiegend Moleküle die gelb oder rot reflektieren, und diese machen keine Photomagysynthese. Sie bilden nur magisch ungeladene Zucker. Dieser Prozess wird Photosynthese genannt und in Biologie unterrichtet, also verzichte ich hier auf die entsprechenden Details.

Um die Molekülkomplexe effektiv zu machen, hat jedes Molekül Antennen aus Chlorophyll und anderen Licht absorbierenden Molekülen. Jede Antenne enthält zwei bis vierhundert Moleküle, die Energie aufsaugen, und wird Photosystem genannt. Somit ist in der Membran eines Thylakoids alles enthalten, was für den ersten Schritt der Photomagysynthese nötig ist, für die Lichtreaktion.

Während der Lichtreaktion nutzen die Chlorophyllmoleküle im Photosystem II die Energie des Sonnenlichts, um Elektronen aufzuladen und abzugeben. Diese werden dann von einer Elektronentransportkette weggefangen. Jedes Molekül dieser Elektronentransportkette verbraucht ein wenig von der Energie des Elektrons und verbindet Magie Sauvage mit ADP und Phospor zu ΘATP. Ja?

Student: Was sind ADP und ATP?

Oh, das wollen Sie wirklich wissen? Aber sagen Sie hinterher nicht, ich hätte Sie nicht gewarnt. Die vollständige Bezeicnung für ADP ist Adenosindiphosphat, und für ATP entsprechend Adenosintriphosphat. Man kann sich dieses Molekül wie einen Lastwagen vorstellen, der Energie dort hinbringt, wo sie gebraucht wird – zum Beispiel zum Wachsen oder Bewegen. Das Problem ist nur, dass sich ATP nicht lange hält, und so musste das Leben einen Weg finden, Energie für einen längeren Zeitraum zu speichern als die Lebenspanne eines ATP-Moleküls. Das ist der Punkt, wo Zucker ins Spiel kommen. Und das ist auch der Grund, warum wir uns mit Photomagysynthese beschäftigen.

Also, damit das Chlorophyll seine Elektronen zurückbekommt, stiehlt es sich welche vom Wasser im Innern des Thylakoids. Dadurch zerbricht das Wassermolekül. Dieser Prozess wird Pyrolyse des Wassers genannt. Die Sauerstoffatome verbinden sich anschließend zu O₂ und wandern aus der Pflanze heraus – zu unserm Glück, denn sonst könnten wir nicht atmen.

Reaktion des Chlorophylls in der Thylakoid-Membran

Zurück bleiben Wasserstoffatome, denen ein Elektron fehlt – und so einen einsamen Cowboy nennt man… richtig… ein Proton. Die Protonen werden von einem Enzym aus dem Thylakoid transportiert, das wie eine Drehtür funktioniert, die nur in eine Richtung arbeitet. Während das Proton von der Innenseite des Thylakoids zur Außenseite geschoben wird, entsteht wieder ATP, diesmal ohne magische Aufladung. Um die leeren Stellen im Inneren des Thlakoids wieder aufzufüllen, strömt Wasser durch die Membran nach. So kann die Pyrolyse ständig weiter laufen.

Bildung von ATP und Transport der Protonen aus dem Thylakoid

Zur gleichen Zeit erreichen die Elektronen aus der Elektronentransportkette von Photosystem II ein weiteres Photosystem. Photosystem I lädt sie wieder mit Sonnenenergie auf und reicht sie an eine zweite Elektronentransportkette weiter. Am Ende dieser Kette werden die Elektronen dafür genutzt, zwei wartende Protonen mit NADP… Wie bitte? Nein, diesmal sage ich Ihnen nicht den ganzen Namen – besuchen Sie eine Biologievorlesung…

Anbindung von Protonen an NADP

Wie ich schon sagte, zwei Protonen verbinden sich mit NADP und Magie Sauvage zu ΘNADPH₂⁺. Dieses Molekül kann man mit einem Einkaufswagen für Protonen vergleichen. Es transportiert sie zu dem Ort, wo der zweite Schritt der Photomagysynthese stattfindet. Hier ist eine Grafik, die die ganze Lichtreaktion zeigt.

ganze Lichtreaktion

Nun zum zweiten Schritt. Hier werden die in der Lichtreaktion gebildeten Moleküle dafür genutzt, Zucker aus Kohlendioxid zu bilden. Weil dieser Prozess nicht direkt vom Sonnenlicht abhängt, wird er auch Dunkelreaktion genannt. Da er aber die zuvor in der Lichtreaktion gebildeten Moleküle nutzt, ist er indirekt doch auf Licht angewiesen, weshalb der Ausdruck ein wenig irreführend ist.

Der zweite Schritt der Photomagysynthese wird auch Calvin-Zyklus genannt, nach einem armen Kerl, der sein halbes Leben damit verbrachte, dem Gras beim Wachsen zuzusehen. Der Calvin-Zyklus findet innerhalb des Chloroplasten statt, aber außerhalb der Thylakoide, und beginnt damit, dass sich ein Fünffachzucker ein Kohlendioxidmolekül schnappt. Danach teilt sich der so entstandene Sechsfachzucker in einen magisch geladenen Dreifachzucker und einen nicht geladenen Dreifachzucker.

Der ungeladene Zucker schnappt sich nun weitere Kohlendioxidmoleküle und bildet in mehreren Schritten unter Verwendung von ΘATP and ΘNADPH₂⁺ erneut den Fünffachzucker der Ausgangssituation. Das ist eine Form des Recyclings, damit die Pflanze immer genug Fünffachzucker für die Dunkelreaktion hat.

Der magisch aufgeladene Dreifachzucker verbindet sich mit einem zweiten geladenen Zuckermolekül. Das Ergebnis ist das, was wir im Alltag als Zucker bezeichnen. Da dieses Zuckermolekül aus zwei magisch geladenen Molekülen entstanden ist, ist es ebenfalls magisch geladen. Die Magie ist im Inneren der Ringstruktur gefangen.

Dieser Zucker wird anschließend aus dem Chloroplast heraus transportiert und dort hin verteilt, wo er in der Zelle gebraucht wird. Oder er wird gespeichert. Wenn der magisch aufgeladene Zucker veratmet wird, hat sich die Magie darin durch die zusammengedrückte Lage gravierend verändert. Sie wird dann als Magie Générale freigesetzt.

Pflanzenfresser oder Allesfresser wie wir behalten einen Teil der geladenen Moleküle in ihrem Stoffwechsel. Fleischfresser und Allesfresser, nehmen Magie Générale auch aus dem, was in der Nahrungskette verbleibt. Haben Sie noch Fragen?

Student: Also habe ich mehr Magie, wenn ich Grünzeug futtere?

Leider nicht. Es ist bewiesen, dass die maximale Menge an Magie, die ein Mensch aufnehmen kann, nicht mit der Menge an pflanzlicher Nahrung zusammenhängt, die er oder sie zu sich nimmt. Man muss also kein Vegetarier werden, wenn man nicht möchte.

Student: Gibt es einen Weg, die Magie einer Person stärker zu machen? Oder anders, was limitiert die Aufnahme von Magie?

Das Limit wird durch einen genetisch bedingten Schwellenwert bestimmt, der für jeden Menschen anders ist. Neueste Forschungen deuten darauf hin… Aber ich greife vor. Ich sollte jetzt lieber aufhören, da sich dies nicht mehr direkt mit der Photomagysynthese beschäftigt. Ich glaube nicht, dass es die Universität gerne sieht, wenn ich Sie hier längerfristig festhalten würde, nur damit ich weiterreden kann. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit heute. Ich hoffe, Sie finden sich auch nächste Woche wieder ein, wenn ich über unsere Beziehungen zu Nerls referieren werde. Auf Wiedersehen.

(Anm. d. Hrsg.: Haben Sie das alles verstanden? Wo haben Sie aufgehört zu lesen? Ich habe Sie ja gewarnt, er ist ein Geek, richtig? Hier ist ein Geheimnis: ich auch – ich liebe dieses Zeugs!)