Jak rostliny vyrábějí kyslík?

Kyslík je vedlejší produkt uvolňovaný, když se rostliny účastní fotosyntézy, což je proces, který používají k výrobě vlastní potravy. Chemické jevy, které se vyskytují během fotosyntézy, jsou složité. Výsledkem je, že ze šesti molekul oxidu uhličitého a šesti molekul vody se stane šest molekul glukózy a šest molekul kyslíku. Slovo „fotosyntéza“ znamená „dělat věci světlem“.

Bez konkrétních chemických poměrů kyslíku, dusíku, oxidu uhličitého a dalších stopových plynů, které tvoří vzduchové rostliny a zvířata na Zemi, by nebylo nic naživu, jak to známe. V důsledku fotosyntézy žijí zvířata v symbiotickém vztahu s veškerým rostlinným životem na Zemi. Rostliny vyžadují, aby zvířata vyháněla kysličník uhličitý, zatímco zvířata vyžadují kyslík, který rostliny produkují.

Vzduch je pro život na Zemi tak důležitý, že studiem vývoje kyslíkové fotosyntézy Woodward Fischer a spolupracovníci mohou identifikovat klíčové události v historii naší planety, například když sinice a rostliny jako první vstal. Docela v pohodě, že?

Kořeny rostlin absorbují vodu a některé živiny ze země. Voda přesouvá rostlinu přes xylem, což je specializovaná tkáň uvnitř rostliny. Voda je potřebná jako prostředek pro transport životně důležitých živin v celé rostlině a stává se redukčním činidlem pro chemii, ke které dochází během procesu fotosyntézy. Rostlina pomocí vody rozkládá molekuly oxidu uhličitého, než je lze znovu sestavit na cukernou látku, kterou rostlina používá jako akumulovanou energii.

Fotony ve slunečním světle poskytují energii potřebnou pro vznik fotosyntézy. Rostlina zachycuje tyto fotony pigmenty absorbujícími světlo, jako je chlorofyl a karotenoidy. Tyto pigmenty jsou také zodpovědné za zelené listy na rostlinách. Chlorofyl a karotenoidy neabsorbují účinně zelené nebo žluté světlo z barevného spektra. Výsledkem je, že se tyto barvy odrážejí od listů a způsobují, že se jeví našim očím zelené.

Rostliny absorbují oxid uhličitý ze vzduchu malými otvory, které se nazývají průduchy v pokožce rostliny nebo ve vnější vrstvě tkáně. Tyto mikroskopické póry průduchů se otevírají a zavírají, jak se mění potřeby rostlin z absorpce oxidu uhličitého na vylučování kyslíku a vody. Oxid uhličitý je přítomen v atmosféře z výdechu zvířat během dýchání, stejně jako z rozpadajících se organických látek.

Jakmile jsou všechny potřebné přísady na místě, rostlina roztrhá část vody, kterou absorbovala kořeny, a oxid uhličitý, který přijala z atmosféry. Řada chemických reakcí a sluneční energie rozkládá molekuly. Další řada chemických reakcí, opět s využitím sluneční energie, znovu spojuje výsledné atomy do molekul glukózy. Rostlina ukládá většinu tohoto jednoduchého cukru pro růst a během fotosyntézy trochu spotřebovává.

Kyslík je vedlejším produktem fotosyntézy. Rostlina nepotřebuje molekuly kyslíku, takže jsou vyloučeny průduchy. Kyslík vypuzovaný rostlinami vstupuje do vzduchu, aby byl vdechován zvířaty a aerobními bakteriemi.

Živočišné buňky používají kyslík pro proces zvaný oxidace. Oxidace je nezbytná pro rozložení molekul potravin za účelem extrakce molekul glukózy. Tělo pak používá glukózu jako zdroj energie pro kritické metabolické procesy, které tělo zásobují.

Chcete-li vidět, jak rostliny vytvářející kyslík v akci vybírají ze rostliny zelený list, vložte jej do sklenice vody a nechejte ji na několik hodin na slunci. Když se vrátíte, uvidíte, že se na listu a kolem skla vytvořily malé vzduchové bubliny. Možná budete potřebovat zvětšovací sklo, abyste získali dobrý vzhled.