Kako biljke stvaraju kisik?

Kisik je nusproizvod koji se oslobađa kada biljke sudjeluju u fotosintezi, procesu koji koriste za proizvodnju vlastite hrane. Kemijski događaji koji se događaju tijekom fotosinteze složeni su. Rezultat je da šest molekula ugljičnog dioksida i šest molekula vode postaju šest molekula glukoze i šest molekula kisika. Riječ "fotosinteza" znači "stvaranje stvari svjetlošću".

Bez specifičnih kemijskih omjera kisika, dušika, ugljičnog dioksida i drugih plinova u tragovima koji čine zrak biljkama i životinjama na Zemlji potrebni, ništa ne bi bilo živo kako ga poznajemo. Kao rezultat fotosinteze, životinje žive u simbiotskom odnosu sa svim biljnim životom na Zemlji. Biljke zahtijevaju izbacivanje ugljičnog dioksida, dok životinje proizvode kisik.

Zrak je toliko važan za život na Zemlji da je Woodward Fischer proučavanjem evolucije kisikove fotosinteze i suradnici mogu prepoznati ključne događaje u povijesti našeg planeta, na primjer kada su cijanobakterije i biljke prvi nastao. Prilično cool zar ne?

Korijeni biljaka upijaju vodu i neke hranjive sastojke iz zemlje. Voda se kreće prema biljci kroz ksilem, koji je specijalizirano tkivo unutar biljke. Voda je potrebna kao sredstvo za transport vitalnih hranjivih sastojaka kroz biljku i ona postaje redukcijsko sredstvo za kemiju koja se javlja tijekom procesa fotosinteze. Biljka koristi vodu za razgradnju molekula ugljičnog dioksida prije nego što se mogu ponovno sastaviti u šećernu tvar koju biljka koristi kao uskladištenu energiju.

Fotoni na sunčevoj svjetlosti daju energiju potrebnu za pojavu fotosinteze. Biljka hvata ove fotone pigmentima koji upijaju svjetlost, poput klorofila i karotenoida. Ti su pigmenti odgovorni i za zeleno lišće na biljkama. Klorofil i karotenoidi ne upijaju učinkovito zelenu ili žutu svjetlost iz spektra boja. Kao rezultat, ove se boje odbijaju od lišća, čineći ih zelenim za naše oči.

Biljke apsorbiraju ugljični dioksid iz zraka kroz malene otvore, nazvane stomate u biljnoj epidermi ili vanjskom sloju tkiva. Ove se mikroskopske pore stoma otvaraju i zatvaraju kako se biljne potrebe mijenjaju od apsorpcije ugljičnog dioksida do istjerivanja kisika i vode. Ugljični dioksid prisutan je u atmosferi iz životinjskog izdisaja tijekom disanja, kao i iz raspadajućih organskih tvari.

Jednom kada su svi potrebni sastojci na mjestu, biljka otkida dio vode koju je upila kroz korijenje i ugljični dioksid koji je unijela iz atmosfere. Niz kemijskih reakcija i sunčeva energija rastavlja molekule. Sljedeći niz kemijskih reakcija, ponovno koristeći sunčevu energiju, ponovno sastavlja rezultirajuće atome u molekule glukoze. Biljka sprema većinu ovog jednostavnog šećera za rast i troši malo tijekom fotosinteze.

Kisik je nusprodukt fotosinteze. Biljka ne treba molekule kisika, pa se izbacuju kroz stomate. Kisik koji biljke izbacuju ulazi u zrak kako bi ga udahnule životinje i aerobne bakterije.

Životinjske stanice koriste kisik za proces koji se naziva oksidacija. Oksidacija je vitalna za razgradnju molekula hrane radi izdvajanja molekula glukoze. Tijelo zatim koristi glukozu kao izvor energije za kritične metaboličke procese koji napajaju tijelo.

Da biste vidjeli kako biljke proizvode kisik u akciji, beru zeleni list s biljke, stavimo ga u čašu vode i ostavimo na suncu nekoliko sati. Kad se vratite, vidjet ćete da su se na listu i oko čaše stvorili mali mjehurići zraka. Za dobar izgled možda će vam trebati povećalo.