Χημικά συστατικά της φωτοσύνθεσης

Κάθε ζωντανό πράγμα χρειάζεται ενέργεια για να επιβιώσει. Οι άνθρωποι και άλλα ζώα παίρνουν ενέργεια από τα τρόφιμα που τρώνε, αλλά τι γίνεται με τα φυτά και τα δέντρα; Τα πράσινα φυτά χρησιμοποιούν ενέργεια από τον ήλιο για να δημιουργήσουν τα δικά τους τρόφιμα σε μια διαδικασία που ονομάζεται φωτοσύνθεση. Επειδή είναι σε θέση να το κάνουν αυτό, τα φυτά αναφέρονται ως παραγωγοί, για να τα διακρίνουν από τα ζώα, τα οποία είναι γνωστά ως καταναλωτές. Οι παραγωγοί και οι καταναλωτές αλληλεξαρτώνται, ο καθένας παρέχει κάτι ζωτικό στις άλλες ανάγκες.

Η φωτοσύνθεση είναι μια διαδικασία με την οποία ένα φυτό χρησιμοποιεί ενέργεια από τον ήλιο, νερό από την υδρόσφαιρα και μέρη του αέρα που αναπνέουμε προκειμένου να παράγει γλυκόζη, ένα σύνθετο μόριο σακχάρου. Τα φυτά μπορούν να συνδέσουν αυτά τα μόρια σακχάρου μαζί σε ένα μακρύτερο, ακόμη πιο περίπλοκο, που ονομάζεται άμυλο, για αποθήκευση για μελλοντική χρήση. Η ίδια η ενέργεια αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς που συγκρατούν το άμυλο μαζί. Όταν οι δεσμοί σπάσουν, η ενέργεια χρησιμοποιείται από το φυτό για να αναπτυχθεί και να αναπαραχθεί.

Όλη αυτή η εκπληκτική διαδικασία λαμβάνει χώρα μέσα στα κύτταρα ενός φυτού, κυρίως στα φύλλα του. Τα μικροσκοπικά οργανίδια, που ονομάζονται χλωροπλάστες, είναι εκεί όπου συμβαίνει η φωτοσύνθεση. Αυτοί οι χλωροπλάστες περιέχουν πράσινη χρωστική ουσία που ονομάζεται χλωροφύλλη, η οποία δίνει στα φυτά το χαρακτηριστικό πράσινο χρώμα τους. Όταν τα φύλλα σε ένα δέντρο αλλάζουν χρώμα, είναι επειδή η εποχή της ανάπτυξής του έχει τελειώσει. Το φυτό σταμάτησε προσωρινά να παράγει χλωροφύλλη και άλλες χρωστικές στα φύλλα γίνονται ορατές.

Ο άνθρακας, το υδρογόνο και το οξυγόνο είναι τα χημικά συστατικά που είναι απαραίτητα για τη φωτοσύνθεση. Το υδρογόνο και το οξυγόνο προέρχονται και τα δύο από το νερό στην υδρόσφαιρα. Ο άνθρακας και το οξυγόνο προέρχονται από το διοξείδιο του άνθρακα που τα ζώα και οι άνθρωποι αναπνέουν στην ατμόσφαιρα. Αν και δεν είναι χημικό συστατικό, χωρίς ενέργεια από τον ήλιο, καμία από αυτές τις διαδικασίες δεν θα μπορούσε να συμβεί.

Όταν ένα φυτό εκτελεί φωτοσύνθεση, το κύριο προϊόν της διαδικασίας είναι η γλυκόζη, ένα μόριο σακχάρου με τον χημικό τύπο C6H12O6. Τα απόβλητα της φωτοσύνθεσης είναι το νερό, το οποίο επιστρέφεται στην υδρόσφαιρα, και το οξυγόνο, το οποίο επιστρέφεται στην ατμόσφαιρα. Αν και μπορούμε να είμαστε ευγνώμονες για το οξυγόνο που μας επιτρέπει να επιβιώσουμε, το φυτό δεν το παράγει έχοντας κατά νου. Είναι απλώς μια παρενέργεια της επιτυχημένης παραγωγής τροφίμων για το φυτό.

Τα ζώα και τα φυτά είναι εντελώς αλληλεξαρτώμενα. Όταν αναπνέουμε, παίρνουμε οξυγόνο για το σώμα μας και αποβάλλουμε το διοξείδιο του άνθρακα και τους υδρατμούς στην ατμόσφαιρα. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως αναπνοή. Όταν τα φυτά εισέρχονται και εκπέμπουν αέρια, η διαδικασία ονομάζεται διαπνοή. Παίρνουν διοξείδιο του άνθρακα και εκτοξεύουν οξυγόνο και υδρατμούς πίσω στην ατμόσφαιρα. Φυτά και ζώα, το καθένα χρειάζεται το άλλο για να παρέχει ένα απαραίτητο στοιχείο για τη ζωή.