Фотосинтеза във водни растения

Растенията са производители. Вместо да консумират храна, за да получат енергия, те си правят сами. По време на процеса на фотосинтеза растенията приемат енергия от слънчевата светлина и я превръщат в химическа енергия, съхранявана във въглехидратите. Фотосинтезата включва същите молекули и химични реакции в сухоземните и водните растения. Плаващите растения фотосинтезират подобно на растенията, които растат на сушата. Процесът обаче представлява по-голямо предизвикателство за водните растения, ако те са напълно потопени под повърхността на водата.

Основи на фотосинтезата

Листата са основният сайт за фотосинтеза. Листата съдържат хлоропласти, които са органелите в растителните клетки, където се случва фотосинтезата. Хлоропластите съдържат молекули хлорофил, които поглъщат видима светлина, главно в червени и сини дължини на вълната. Само няколко молекули хлорофил абсорбират зелени дължини на вълните. В резултат на това растенията изглеждат зелени, защото отразяват повече зелена светлина, отколкото поглъщат.

Растенията използват захарта, получена по време на фотосинтезата, за растеж, развитие, размножаване и възстановяване. Простите захари, произведени при фотосинтеза, се свързват от по-сложни нишестета като целулоза, които осигуряват структура на растенията. В допълнение към осигуряването на източник на храна за животни и други потребители, фотосинтезата също така премахва въглеродния диоксид от околната среда и попълва кислорода.

Етапи на фотосинтеза

Двата етапа на фотосинтезата са светлинно зависимите и независимите от светлината реакции. Реакциите, зависими от светлината, включват поглъщането на слънчевата светлина и разграждането на водните молекули в кислороден газ, водородни йони и електрони. Целта на този етап е да улови светлинната енергия и да я предаде на електроните, за да създаде енергизирани молекули като АТФ. Кислородът е отпадъчен продукт от този етап на фотосинтеза.

Вторият етап на фотосинтезата, известен също като цикъла на Калвин, използва енергизираните молекули, създадени в първия етап, за разделяне на молекулите на въглероден диоксид, взети от околната среда на растението. Разграждането на молекулите на въглероден диоксид и вода в клетката води до образуването на молекули захар. По-конкретно, шест молекули въглероден диоксид и шест молекули вода дават една молекула глюкоза, като шест молекули кислород се отделят като страничен продукт.

Плаващи растения

Водните растения могат да поемат въглероден диоксид от въздуха или водата, в зависимост от това дали листата им плават или са под вода. Листата на плаващите растения, като лотос и водни лилии, получават пряка слънчева светлина. Тези видове водни растения не изискват специални адаптации за извършване на фотосинтеза. Те могат да поемат въглероден диоксид от въздуха и да отделят кислород във въздуха. Откритите повърхности на листата имат восъчна кутикула, за да смекчат загубата на вода в атмосферата, подобно на сухоземните растения.

Получаване на въглероден диоксид

Потопените растения, като рога и морски треви, използват специфични стратегии, за да отговорят на предизвикателствата при провеждане на фотосинтеза под вода. Газове като въглероден диоксид се дифузират много по-бавно във вода, отколкото във въздух. Растенията, които са напълно потопени, имат по-големи трудности да получат въглеродния диоксид, от който се нуждаят. За да се подобри този проблем, подводните листа нямат восъчно покритие, тъй като въглеродният диоксид се абсорбира по-лесно без този слой. По-малките листа могат по-лесно да абсорбират въглеродния диоксид от водата, така че потопените листа увеличават максимално съотношението си между повърхността и обема. Някои видове допълват приема на въглероден диоксид, като удължават няколко листа на повърхността, за да абсорбират въглеродния диоксид от въздуха.

Поглъщаща слънчева светлина

Адекватна слънчева светлина също е трудно да се получи при потопени растителни видове. Количеството светлинна енергия, погълната от подводно растение, е по-малко от енергията, която е на разположение на наземните растения. Частиците във водата като тиня, минерали, животински отпадъци и други органични отпадъци намаляват количеството светлина, което влиза във водата. Хлоропластите в тези растения често са разположени на повърхността на листа, за да увеличат максимално излагането на светлина. С увеличаване на дълбочината под повърхността количеството слънчева светлина, достъпна за водните растения, намалява. Някои растителни видове имат анатомични, клетъчни или биохимични адаптации, които им позволяват да извършват успешно фотосинтеза в дълбока или мътна вода, въпреки намаленото наличие на слънчева светлина.

Други водни производители

Много организми, различни от растенията, изпълняват ролята на производител във водните екосистеми. Някои форми на бактерии, както и водорасли и други протести извършват фотосинтеза. Колониите на едноклетъчни водорасли работят заедно, за да образуват водораслите от макроводорасли, известни като водорасли.

  • Дял
instagram viewer