Entstehung und Evolution der phototrophen Ernährungsweise 639 



gleichzeitig die umgekehrte Reaktion, die Synthese von Wasser aus beiden 

 Elementen, verursachen. 



In der Epoche der Chemoreduktion enthielt das umgebende Medium große 

 Mengen von Schwefelwasserstoff, durch welchen diese geringen Sauerstoff- 

 mengen gebunden wurden. 



Nachdem die photoreduzierenden Organismen die Zufuhr von Schwefel- 

 wasserstoffin die unmittelbar über ihnen liegenden Mikrozonen, und somit auch 

 in die Atmosphäre unmöglich gemacht hatten, entstanden auf der Erde allmäh- 

 üch die Voraussetzungen für die Aerobiose. 



In der Reihe fortschreitender Anpassungen von der Photoreduktion zur 

 Photosynthese lassen sich mehrere Etappen aufstellen. 



Die I. Etappe konnte in einer aUmähhchen Erhöhung des Redoxpotentials 

 bestehen, bei welchem der Stoffwechsel dieser oder jener Lebewesen sich 

 abspielte. 



Die 2. Etappe ist die Entstehung und Vervollkommnung eisenhaltiger Fer- 

 mentsysteme. Auf dieser Stufe konnte das dreiwertige Eisen-Ion die Rolle des 

 terminalen Elektronen-Akzeptors spielen. 



Die 3. Etappe ist das Ergebnis der weiteren Erhöhung des Redoxpotentials 

 bis zur Einbeziehung des freien molekularen Sauerstoffs in den Stoffwechsel. 

 Hier konnten Organismen mit photosynthetischem Stoffwechsel erscheinen. 



Die Erforschung der am Stoffwechsel beteihgten Redoxsysteme zeigt, daß 

 diese sich auf Grund der Höhe des Redoxpotentials in eine Reihe anordnen 

 lassen. Ein besonderer Platz kommt in dieser Reihe dem Cytochromsystem zu. 

 Das Potential des Cytochroms (0,69 v) imterscheidet sich von dem der Sauerstoff- 

 Elektrode (1,23) um 0,54 V. Das Potential des Fe+++/Fe++ Systems beträgt 

 dagegen 0,75 v; der Unterschied gegenüber dem Cytochrom- System macht 

 ledighch 0,06 v aus. 



Dieser Umstand läßt uns annehmen, daß noch vor dem Beginn des Sauerstoff- 

 Stoffwechsels den dreiwertigen Eisen-Ionen, oder Ferri-Ionen, im Stoff- 

 wechsel der archaischen Organismen eine große Rolle zukam. 



Das Ferri-Ion konnte in der Epoche der Chemoreduktion nicht bestehen 

 wegen der großen Schwefelwasserstoffmengen in der Biosphäre. Da die Photo- 

 reduktionsprozesse zu einer Erhöhung des Redoxpotentials führen, da also im 

 Ergebnis dieser Prozesse Stoffe entstehen, deren Redoxpotential höher Hegt, als 

 das der Ausgangsstoffe, kann man sich leicht denken, daß die Evolution unter 

 den photoreduzierenden Organismen solche hervorbrachte, deren Stoffwechsel 

 bei aUmähüch ansteigendem Redoxpotential vor sich ging. So konnte das Ferri- 

 Ion in Erscheinung treten. Die Beteiligung des Ferri-Ions am Stoffwechsel 

 begünstigte die Entwicklung und Vervollkommnung der Cytochromoxydase- 

 Systeme. 



Für die Entstehung von Organismen mit photosynthetischem Stoffwechsel 

 war die Ausbildung der Fähigkeit wesenthch, Sauerstoff als terminalen Elek- 

 tronenakzeptor zu verwenden. 



Mit der Entstehung von Aerobiern konnten auch photosynthetische Organ- 

 ismen entstehen. Dank dem Prozeß der Photosynthese nahm die Menge von 

 Sauerstoff in der Biosphäre rapide zu. Bevor die Photosynthese begann, konnte 



