Bagaimana Tumbuhan Membuat Oksigen?

Oksigen adalah produk sampingan yang dilepaskan ketika tanaman terlibat dalam fotosintesis, proses yang mereka gunakan untuk menghasilkan makanan mereka sendiri. Peristiwa kimia yang terjadi selama fotosintesis sangat kompleks. Hasilnya adalah enam molekul karbon dioksida dan enam molekul air menjadi enam molekul glukosa dan enam molekul oksigen. Kata "fotosintesis" berarti "membuat sesuatu dengan cahaya."

Tanpa rasio kimia spesifik oksigen, nitrogen, karbon dioksida, dan gas jejak lainnya yang membentuk udara yang dibutuhkan tanaman dan hewan di Bumi, tidak ada yang akan hidup seperti yang kita ketahui. Sebagai hasil fotosintesis, hewan hidup dalam hubungan simbiosis dengan semua kehidupan tumbuhan di Bumi. Tumbuhan membutuhkan karbon dioksida yang dikeluarkan hewan, sedangkan hewan membutuhkan oksigen yang dihasilkan tumbuhan.

Udara sangat penting bagi kehidupan di Bumi sehingga dengan mempelajari evolusi fotosintesis oksigen, Woodward Fischer dan rekan dapat mengidentifikasi peristiwa penting dalam sejarah planet kita seperti ketika cyanobacteria dan tumbuhan pertama kali muncul. Cukup keren bukan?

Akar tanaman menyerap air dan beberapa unsur hara dari dalam tanah. Air bergerak ke atas tanaman melalui xilem, yang merupakan jaringan khusus di dalam tanaman. Air dibutuhkan sebagai sarana pengangkut unsur hara vital ke seluruh bagian tumbuhan, dan menjadi reduktor bagi kimia yang terjadi selama proses fotosintesis. Tanaman menggunakan air untuk memecah molekul karbon dioksida sebelum mereka dapat dipasang kembali menjadi zat gula yang digunakan tanaman sebagai energi yang tersimpan.

Foton di bawah sinar matahari menyediakan energi yang dibutuhkan untuk fotosintesis terjadi. Tanaman menangkap foton ini dengan pigmen penyerap cahaya, seperti klorofil dan karotenoid. Pigmen ini juga bertanggung jawab atas daun hijau pada tanaman. Klorofil dan karotenoid tidak secara efektif menyerap cahaya hijau atau kuning dari spektrum warna. Akibatnya, warna-warna ini memantul dari daun, membuatnya tampak hijau di mata kita.

Tanaman menyerap karbon dioksida dari udara melalui lubang kecil, yang disebut stomata di epidermis tanaman atau lapisan jaringan luar. Pori-pori stomata mikroskopis ini membuka dan menutup karena kebutuhan tanaman berubah dari menyerap karbon dioksida menjadi mengeluarkan oksigen dan air. Karbon dioksida hadir di atmosfer dari pernafasan hewan selama respirasi, serta dari bahan organik yang membusuk.

Setelah semua bahan yang diperlukan tersedia, tanaman merobek sebagian air yang diserapnya melalui akar dan karbon dioksida yang diambilnya dari atmosfer. Serangkaian reaksi kimia dan energi matahari membongkar molekul. Serangkaian reaksi kimia lainnya, sekali lagi menggunakan energi matahari, menyusun kembali atom-atom yang dihasilkan menjadi molekul glukosa. Tanaman menyimpan sebagian besar gula sederhana ini untuk pertumbuhan dan mengkonsumsi sedikit selama fotosintesis.

Oksigen adalah produk sampingan dari fotosintesis. Tanaman tidak membutuhkan molekul oksigen, sehingga dikeluarkan melalui stomata. Oksigen yang dikeluarkan oleh tumbuhan masuk ke udara untuk dihirup oleh hewan dan bakteri aerob.

Sel hewan menggunakan oksigen untuk proses yang disebut oksidasi. Oksidasi sangat penting untuk memecah molekul makanan untuk mengekstrak molekul glukosa. Tubuh kemudian menggunakan glukosa sebagai sumber energi untuk proses metabolisme penting yang menjadi bahan bakar tubuh.

Untuk melihat tanaman membuat oksigen beraksi, ambil daun hijau dari tanaman, letakkan di segelas air dan biarkan di bawah sinar matahari selama beberapa jam. Ketika Anda kembali, Anda akan melihat gelembung-gelembung udara kecil telah terbentuk di daun dan di sekitar kaca. Anda mungkin memerlukan kaca pembesar untuk mendapatkan tampilan yang bagus.