מדוע צמחים זקוקים לשמש?

ללא השמש, צמחים לא יכולים להשיג את המזון הדרוש להם כדי לגדל, להתרבות ולשרוד. בניגוד לבעלי חיים, צמחים הם אוטוטרופים, כלומר הם יוצרים מקור מזון משלהם. הם משתמשים באנרגיה מאור או מהשמש, מים וגזים מהאוויר כדי ליצור גלוקוז. תהליך זה הוא פוטוסינתזה וכל הצמחים, האצות ואפילו כמה מיקרואורגניזמים משתמשים בו.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

השמש היא מקור האנרגיה העיקרי כמעט לכל יצור חי על כדור הארץ. זה נותן לצמח את אנרגיית האור שהוא זקוק לו לפוטוסינתזה, אשר ממיר את אנרגית האור לצורה הניתנת לאחסון (גלוקוז) ושומר על צמחים בחיים. תוצר לוואי של פוטוסינתזה הוא החמצן שכל בעלי החיים זקוקים לו כדי לשרוד.

צמח סופג פחמן דו חמצני מהאוויר דרך חורים זעירים בעלים, ענפים, גבעולים, פרחים ושורשים, מים מהאדמה דרך שורשיה ואנרגיית אור מהשמש לביצוע פוטוסינתזה. אנרגיית אור מפעילה תגובה כימית, מפרקת את מולקולות הפחמן הדו-חמצני והמים וסידורם מחדש ליצירת סוכר (גלוקוז) וגז חמצן. לאחר מכן מפרקים את הסוכר על ידי האברונים החרוצים הנקראים כלורופלסטים, הנמצאים בשפע ביותר בתאי העלים הירוקים של הצמח, לאנרגיה שתדלק את צמיחתו ותיקונו של הצמח. גז החמצן שמייצר הצמח חוזר לאטמוספירה דרך אותם חורים קטנים שסופגים את הפחמן הדו חמצני.

פוטוסינתזה היא תהליך מורכב עם שני שלבים. השלב הראשון הוא תגובה תלויה באור כאשר פוטונים מאור השמש פוגעים בעלה של הצמח, מגלגלים את הפיגמנט כלורופיל סופג האור ומפעילים אלקטרונים. זה מחלק מים ליוני חמצן ומימן. השלב השני, תגובה בלתי תלויה באור, משתמש באנרגיה מתגובת האור כדי להמיר פחמן דו חמצני לגלוקוז דרך a סדרת תגובות כימיות המתחילות בביספוספט 3-ריבולוז ובסופו של דבר באותה מולקולה, המייצרות גלוקוז בתהליך. הצמח משתמש בגלוקוז בדרכים שונות. הוא יכול להמיר אותו בכימיקלים הדרושים לגידול תאי צמח כמו תאית או עמילן שהוא יכול לאחסן עד שהצמח צריך להמיר אותו חזרה לגלוקוז. זה יכול לפרק אותו במהלך הנשימה, ולשחרר אנרגיה המאוחסנת במולקולות הגלוקוז. צמח אינו זקוק לאנרגיה מהשמש לצורך נשימה.

אם צמח לא מקבל מספיק אור מהשמש, התהליך הפוטוסינתטי מאט, גם אם יש בו מספיק מים ופחמן דו חמצני. הגדלת עוצמת האור תגביר את מהירות הפוטוסינתזה. כמו כן, אם צמח אינו מקבל מספיק פחמן דו חמצני, הדבר מגביל את התהליך הפוטוסינתטי גם אם הוא מקבל הרבה אור. לעיתים, חקלאים משתמשים באורות מלאכותיים בכדי לאפשר לצמחים ליצור פוטוסינתזה מעבר לשעות האור.