L'ossigeno è un sottoprodotto rilasciato quando le piante si impegnano nella fotosintesi, il processo che usano per produrre il proprio cibo. Gli eventi chimici che si verificano durante la fotosintesi sono complessi. Il risultato è che sei molecole di anidride carbonica e sei molecole di acqua diventano sei molecole di glucosio e sei molecole di ossigeno. La parola "fotosintesi" significa "fare cose con la luce".
L'importanza dell'aria per piante e animali
Senza i rapporti chimici specifici di ossigeno, azoto, anidride carbonica e altri gas in traccia che costituiscono l'aria di cui hanno bisogno le piante e gli animali sulla Terra, nulla sarebbe vivo come lo conosciamo. Come risultato della fotosintesi, gli animali vivono in una relazione simbiotica con tutta la vita vegetale sulla Terra. Le piante richiedono l'anidride carbonica che gli animali espellono, mentre gli animali richiedono l'ossigeno che le piante producono.
L'aria è così essenziale per la vita sulla Terra che studiando l'evoluzione della fotosintesi ossigenata, Woodward Fischer e i collaboratori possono identificare eventi chiave nella storia del nostro pianeta come quando i cianobatteri e le piante prima sorsero. Abbastanza bello vero?
Acqua e nutrienti
Le radici delle piante assorbono acqua e alcuni nutrienti dal terreno. L'acqua risale la pianta attraverso lo xilema, che è un tessuto specializzato all'interno della pianta. L'acqua è necessaria come mezzo per trasportare i nutrienti vitali in tutta la pianta e diventa un agente riducente per la chimica che si verifica durante il processo di fotosintesi. La pianta usa l'acqua per scomporre le molecole di anidride carbonica prima che possano essere riassemblate nella sostanza zuccherina che la pianta usa come energia immagazzinata.
L'energia del sole
I fotoni alla luce del sole forniscono l'energia necessaria per la fotosintesi. La pianta cattura questi fotoni con pigmenti che assorbono la luce, come clorofilla e carotenoidi. Questi pigmenti sono anche responsabili delle foglie verdi delle piante. La clorofilla e i carotenoidi non assorbono efficacemente la luce verde o gialla dallo spettro dei colori. Di conseguenza, questi colori si riflettono lontano dalle foglie, facendole apparire verdi ai nostri occhi.
Diossido di carbonio
Le piante assorbono l'anidride carbonica dall'aria attraverso minuscole aperture, chiamate stomi nell'epidermide della pianta o nello strato di tessuto esterno. Questi microscopici pori degli stomi si aprono e si chiudono quando le esigenze della pianta cambiano dall'assorbimento di anidride carbonica all'espulsione di ossigeno e acqua. L'anidride carbonica è presente nell'atmosfera dall'esalazione degli animali durante la respirazione e dalla materia organica in decomposizione.
Fare il glucosio
Una volta che tutti gli ingredienti necessari sono a posto, la pianta strappa parte dell'acqua che ha assorbito attraverso le radici e l'anidride carbonica che ha assorbito dall'atmosfera. Una serie di reazioni chimiche e l'energia del sole disassemblano le molecole. Un'altra serie di reazioni chimiche, sempre utilizzando l'energia del sole, ricompone gli atomi risultanti in molecole di glucosio. La pianta immagazzina la maggior parte di questo zucchero semplice per la crescita e ne consuma un po' durante la fotosintesi.
Per quale processo le cellule usano l'ossigeno?
L'ossigeno è un sottoprodotto della fotosintesi. La pianta non ha bisogno delle molecole di ossigeno, quindi vengono espulse attraverso gli stomi. L'ossigeno espulso dalle piante entra nell'aria per essere inalato dagli animali e dai batteri aerobi.
Le cellule animali usano l'ossigeno per un processo chiamato ossidazione. L'ossidazione è vitale per abbattere le molecole di cibo per estrarre molecole di glucosio. Il corpo utilizza quindi il glucosio come fonte di energia per i processi metabolici critici che alimentano il corpo.
Divertenti esperimenti sulle piante da provare a casa
Per vedere le piante che producono ossigeno in azione, prendi una foglia verde da una pianta, mettila in un bicchiere d'acqua e lasciala al sole per un paio d'ore. Quando torni vedrai che si sono formate delle piccole bolle d'aria sulla foglia e intorno al bicchiere. Potrebbe essere necessaria una lente di ingrandimento per ottenere una buona occhiata.