Planter er producenter. I stedet for at indtage mad for at få energi, laver de deres egne. Under fotosyntese optager planter energi fra sollys og omdanner den til kemisk energi lagret i kulhydrater. Fotosyntese involverer de samme molekyler og kemiske reaktioner i landplanter og vandplanter. Flydende planter fotosyntetiserer meget som planter, der vokser på land. Processen udgør dog en større udfordring for vandplanter, hvis de er helt nedsænket under vandoverfladen.
Grundlæggende om fotosyntese
Blade er det vigtigste sted for fotosyntese. Bladene indeholder kloroplaster, som er organellerne i planteceller, hvor fotosyntese forekommer. Kloroplaster indeholder klorofylmolekyler, der absorberer synligt lys, hovedsageligt i røde og blå bølgelængder. Kun få molekyler klorofyl absorberer grønne bølgelængder. Som et resultat virker planterne grønne, fordi de reflekterer mere grønt lys, end de absorberer.
Planter bruger det sukker, der er fremstillet under fotosyntese, til at skabe vækst, udvikling, reproduktion og reparation. De enkle sukkerarter produceret i fotosyntese binder til fra mere komplekse stivelser såsom cellulose, der giver planter struktur. Ud over at give en fødekilde til dyr og andre forbrugere fjerner fotosyntese også kuldioxid fra miljøet og genopfylder ilt.
Stadier af fotosyntese
De to faser af fotosyntese er de lysafhængige og lysuafhængige reaktioner. Lysafhængige reaktioner involverer absorption af sollys og nedbrydning af vandmolekyler i iltgas, brintioner og elektroner. Målet med dette trin er at fange lysenergi og overføre den til elektronerne for at fremstille energierede molekyler såsom ATP. Oxygen er et affaldsprodukt fra denne fase af fotosyntese.
Den anden fase af fotosyntese, også kendt som Calvin-cyklussen, bruger de aktiverede molekyler, der blev oprettet i det første trin til at opdele kuldioxidmolekyler taget fra plantens miljø. Nedbrydningen af kuldioxid og vandmolekyler i cellen resulterer i dannelsen af sukkermolekyler. Specifikt giver seks molekyler kuldioxid og seks molekyler vand et molekyle glukose, hvor seks iltmolekyler afgives som et biprodukt.
Flydende planter
Vandplanter kan optage kuldioxid fra luften eller vandet, afhængigt af om deres blade flyder eller er under vand. Bladene fra flydende planter, såsom lotus og åkander, får direkte sollys. Disse typer vandplanter kræver ikke specielle tilpasninger for at udføre fotosyntese. De kan optage kuldioxid fra luften og frigive ilt i luften. De udsatte overflader af bladene har en voksagtig neglebånd til at dæmpe vandtabet til atmosfæren, som jordbundsplanter.
Opnåelse af kuldioxid
Nedsænkede planter, såsom hornurt og havgræs, bruger specifikke strategier til at imødekomme udfordringerne ved at udføre fotosyntese under vand. Gasser som kuldioxid diffunderer meget langsommere i vand end i luft. Planter, der er fuldt nedsænket, har større vanskeligheder med at få den kuldioxid, de har brug for. For at hjælpe med at forbedre dette problem mangler undervandsblade en voksagtig belægning, fordi kuldioxid er lettere at absorbere uden dette lag. Mindre blade kan lettere absorbere kuldioxid fra vandet, så neddykkede blade maksimerer deres forhold mellem overflade og volumen. Nogle arter supplerer deres kuldioxidindtag ved at udvide et par blade til overfladen for at absorbere kuldioxid fra luften.
Absorberende sollys
Tilstrækkeligt sollys er også svært at komme til for nedsænkede plantearter. Mængden af lysenergi, der absorberes af et undervandsanlæg, er mindre end den energi, der er tilgængelig for landplanter. Partikler i vand såsom silt, mineraler, animalsk affald og andet organisk snavs reducerer mængden af lys, der kommer ind i vandet. Kloroplaster i disse planter ligger ofte på overfladen af bladet for at maksimere eksponeringen for lys. Når dybden stiger under overfladen, falder mængden af sollys, der er tilgængelig for vandplanter. Nogle plantearter har anatomiske, cellulære eller biokemiske tilpasninger, der gør det muligt for dem at udføre fotosyntese med succes i dybt eller mørkt vand på trods af nedsat tilgængelighed af sollys.
Andre akvatiske producenter
Mange andre organismer end planter udfører producentens rolle i akvatiske økosystemer. Nogle former for bakterier såvel som alger og andre protister udfører fotosyntese. Kolonier af encellede alger arbejder sammen for at danne makroalgetang, almindeligvis kendt som tang.
