Las plantas producen su propio alimento a partir de compuestos inorgánicos mediante un proceso llamado fotosíntesis que tiene lugar en las hojas. Los ingredientes necesarios para la fotosíntesis son luz, agua y dióxido de carbono. La tasa de fotosíntesis se verá afectada por la cantidad de estos ingredientes disponibles, así como por la temperatura. Los productos finales de la fotosíntesis son el oxígeno, que liberan las plantas, y los carbohidratos, que se convierten en la fuente de energía de las plantas. Sobre la base de la estructura básica de la glucosa, las plantas también utilizan la fotosíntesis para crear varios compuestos químicos más complejos a base de carbono esenciales para su crecimiento y supervivencia.
Primero, el agua absorbida a través de las raíces sube a las hojas y entra en células especiales llamadas cloroplastos. Estas células contienen clorofila, un pigmento verde que da color a las hojas al reflejar las longitudes de onda verdes. Más importante aún, la clorofila absorbe la luz en las partes roja y azul del espectro y la usa para impulsar una reacción química crucial. Dentro del cloroplasto, las moléculas de clorofila absorben un solo fotón de luz y lo intercambian por un electrón. Sigue una serie de reacciones químicas, que finalmente reemplazan el electrón perdido de las moléculas de agua en la hoja. En el proceso, el átomo de oxígeno en el agua se separa de los átomos de hidrógeno y se elimina como desecho. El hidrógeno restante se recoge y finalmente se sintetiza en una molécula de carbohidrato.
El proceso que crea el alimento real para la planta no requiere luz, por lo que se llama reacción oscura. En otra parte de la hoja llamada estroma, el dióxido de carbono que ha sido absorbido del medio ambiente se reduce a carbono y oxígeno. Nuevamente, se permite que el oxígeno escape, pero el carbono se combina con el producto final de hidrógeno del primer proceso para formar un azúcar simple. Estos se pueden combinar o modificar para producir casi cualquier compuesto orgánico que la planta pueda necesitar, ya sea para estructura o nutrición.
Las plantas no utilizan la energía luminosa directamente, sino que deben convertirla en energía química. De la luz que llega a una hoja, solo alrededor del 5 por ciento se usa para la fotosíntesis, y de eso, solo del 30 al 50 por ciento se almacena como energía química para la célula. Aún así, la fotosíntesis es un proceso vital, no solo para las plantas, sino para todos los organismos que respiran oxígeno, incluidos los seres humanos. Los científicos creen que fue la fotosíntesis de las primeras plantas verdes y algas lo que creó la atmósfera respirable de la tierra. Incluso hoy en día, las plantas continúan reponiendo el medio ambiente, filtrando dióxido de carbono dañino en oxígeno que sustenta la vida.
