מהם המגיבים לפוטוסינתזה?

החיים על כדור הארץ נשענים על פוטוסינתזה, התהליך שבו צמחים, כמה חיידקים, בעלי חיים ומוחים כמו אצות יוצרים את מזונם. על מנת לעשות פוטוסינתזה, צמח זקוק לאור שמש, מים ופחמן דו חמצני; מכאן הוא יוצר גלוקוז שהוא סוג של סוכר פשוט וחמצן. התגובה כוללת שש מולקולות של פחמן דו חמצני (6CO2) ושש מולקולות של מים (6H20). בנוכחות כלורופיל ואור זה הופך להיות (C6H12O6) וגז חמצן (6O2). אורגניזמים אחרים ברחבי העולם משתמשים בחמצן שנוצר. הצמח יכול להשתמש באנרגיה כימית זו באופן מיידי או לאחסן אותה למועד מאוחר יותר.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

באמצעות פוטוסינתזה, צמח, חיידק או פרוטיסט יוצר חמצן, סוכר מפחמן דו חמצני ומים, בעודם בנוכחות אור.

לפוטוסינתזה שני שלבים בעלה של הצמח. הראשון, הנקרא תגובה תלויה באור, מתרחש בגראנה, ערימת ממברנות מקופלות היטב במבנה הנקרא כלורופלסט, הנוטל את אור השמש כסוג של אנרגיה לשימוש בשלב השני. בשלב השני, המכונה תגובה בלתי תלויה באור, הצמח משתמש באנרגיה המאוחסנת הזו כדי להמיר את המים ואת הפחמן הדו חמצני למים וחמצן. במקרה של פוטוסינתזה אנוקסידגנית, תהליך המצוי בדרך כלל בחיידקים, היצור אינו משחרר חמצן ומשתמש בגופרית, מימן או מצעים אורגניים אחרים במקום במים. מינים המשתמשים בפוטוסינתזה אנוקסיגנית, אולי באופן לא מפתיע, תורמים חמצן זניח לאווירת העולם.

בני אדם, יחד עם יצורים רבים אחרים על פני כדור הארץ, אוכלים צמחים לצורך אנרגיה כימית. לבני אדם וליצורים אחרים אלה יש תהליך דומה לפוטוסינתזה הנקרא נשימה תאית; מבחינה פונקציונאלית, מדובר בפוטוסינתזה הפוכה. יצור בולע סוכר (מצמח, באופן פוטנציאלי) ונושם חמצן. לאחר מכן הוא משחרר פחמן דו חמצני ומים ויוצר צורה של אנרגיה כימית הנקראת אדנוזין טריפוספט או ATP. מכיוון שאלה המולקולות המשמשות לפוטוסינתזה, מדענים מכנים תהליכים אלה משלימים. ללא חמצן, תהליך זה הופך לנשימה אנאירובית, או תסיסה, המייצרת פחות אנרגיה באופן משמעותי.

בסך הכל משקל האטמוספירה של כדור הארץ הוא כ -5.5 קוואדריליון טון, כ -20% מהם חמצן. לפוטוסינתזה תפקיד מרכזי בשמירה על רמות החמצן והפחמן ברחבי העולם. עם זאת, עיקר הפוטוסינתזה, כ -70%, מתבצעת על ידי אורגניזמים מיקרוסקופיים באוקיאנוס נקרא פיטופלנקטון, ויערות הגשם הטרופיים של כדור הארץ מייצרים כמעט את כל השאר, בסביבות 28 אחוז. יערות עירוניים בארצות הברית לבדם יוצרים כ -6.1 מיליון טון חמצן. עם זאת, פעילות אנושית כמו כריתת עצים וזיהום מסכנת את כל המינים המייצרים חמצן אלה.