Fotosintezė yra svarbus procesas, leidžiantis augalams, įskaitant medžius, naudoti savo lapus saulės energijos gaudymui cukraus pavidalu. Lapai gautą cukrų kaupia ląstelėse gliukozės pavidalu tiek nedelsdami, tiek vėliau medžio augimas. Fotosintezė yra nuostabiai nuostabus cheminis procesas, kurio metu iš šešių vandens molekulių šaknys sujungiamos su šešiomis anglies dioksido molekulėmis iš oro ir sukuria vieną organinių molekulių cukraus. Ne mažiau svarbu ir šalutinis šio proceso produktas - ką daro fotosintezė gamina deguonį. Žemėje nebūtų gyvybės, kaip mes ją žinome, be fotosintezės proceso.
Fotosintezės procesas medžiuose
Terminas fotosintezė reiškia „sudėti kartu su šviesa“. Tai yra gamybos procesas, vykstantis augalų ląstelėse ir mažuose kūnuose, vadinamuose chloroplastais. Šie plastidai yra lapų citoplazmoje ir juose yra žaliųjų dažiklių, vadinamų chlorofilo.
Kai vyksta fotosintezė, vanduo, kurį absorbavo medžio šaknys, pernešamas į lapus ten, kur jis liečiasi su chlorofilo sluoksniais. Tuo pačiu metu oras, kuriame yra anglies dioksido, patenka į lapus per lapų poras ir yra veikiamas saulės spindulių, sukeldamas labai svarbią cheminę reakciją. Vanduo yra suskaidomas į jo deguonies ir azoto elementus, ir jis susimaišo su chlorofilo anglies dioksidu, kad sudarytų cukrų.
Šis medžių ir kitų augalų išskiriamas deguonis tampa oro, kuriuo kvėpuojame, dalimi, o gliukozė maistui nešiojama į kitas augalų dalis. Šis esminis procesas sudarys 95 procentus medžio masės, o medžių ir kitų augalų fotosintezė yra beveik visas deguonies kiekis ore, kuriuo kvėpuojame.
Čia yra fotosintezės proceso cheminė lygtis:
6 molekulės anglies dioksido + 6 molekulės vandens + šviesa → gliukozė + deguonis
Fotosintezės svarba
Medžio lape vyksta daugybė procesų, tačiau jie nėra svarbesni už fotosintezę ir gaunamą maistą, kurį jis gamina, bei deguonį, kurį jis gamina kaip šalutinį produktą. Dėl žaliuojančių augalų stebuklingos saulės energijos įgaunama lapo struktūra ir ji tampa prieinama visiems gyviesiems daiktams. Išskyrus keletą rūšių bakterijų, fotosintezė yra vienintelis procesas žemėje, kurio metu iš neorganinių medžiagų konstruojami organiniai junginiai, kurių metu kaupiama energija.
Maždaug 80 procentų visos žemės fotosintezės vyksta vandenyne. Manoma, kad nuo 50 iki 80 procentų deguonies pasaulyje susidaro vandenyno augalai, tačiau kritinė likusi dalis yra sugeneruotas iš sausumos augalų, ypač žemės miškų, todėl sausumos augalų pasaulis nuolatos spaudžiamas neatsilikti tempas. Pasaulio miškų nykimas daro didelę įtaką deguonies procentui žemės atmosferoje mažinti. Kadangi fotosintezės metu sunaudojamas anglies dioksidas, medžiai ir kiti augalų gyvūnai, tai yra priemonė, kuria žemė „išvalo“ anglies dioksidą ir jį pakeičia grynu deguonimi. Miestams labai svarbu išlaikyti sveiką miesto mišką, kad būtų išlaikyta gera oro kokybė.
Fotosintezė ir deguonies istorija
Deguonies ne visada buvo žemėje. Manoma, kad pati žemė yra maždaug 4,6 milijardo metų, tačiau mokslininkai, tiriantys geologinius įrodymus mano, kad deguonis pirmą kartą atsirado maždaug prieš 2,7 milijardo metų, kai buvo mikroskopinis melsvadumbliai, kitaip žinomas kaip melsvai žali dumbliai, sukūrė galimybę fotosintezuoti saulės šviesą į cukrų ir deguonį. Prireikė maždaug milijardo metų, kol pakankamai deguonies surinko atmosferoje, kad galėtų palaikyti ankstyvąsias sausumos gyvybes.
Neaišku, kas nutiko prieš 2,7 milijardo metų, kad citobakterijos vystytųsi procesą, kuris įgalina gyvenimą žemėje. Tai išlieka viena labiausiai intriguojančių mokslo paslapčių.