רכיבים כימיים של פוטוסינתזה

כל יצור חי זקוק לאנרגיה על מנת לשרוד. בני אדם ובעלי חיים אחרים מקבלים אנרגיה מהמזון שהם אוכלים, אבל מה עם צמחים ועצים? צמחים ירוקים משתמשים באנרגיה מהשמש כדי ליצור מזון משלהם בתהליך שנקרא פוטוסינתזה. מכיוון שהם מסוגלים לעשות זאת, מכונים צמחים כמפיקים, כדי להבדיל אותם מבעלי חיים, הידועים כצרכנים. המפיקים והצרכנים תלויים זה בזה, כל אחד מהם מספק משהו חיוני לצרכים האחרים.

פוטוסינתזה היא תהליך שבו צמח משתמש באנרגיה מהשמש, מים מההידרוספירה וחלקי האוויר שאנו נושמים על מנת לייצר גלוקוז, מולקולת סוכר מורכבת. צמחים יכולים לחבר את מולקולות הסוכר הללו יחד במאגר ארוך יותר, מורכב עוד יותר, הנקרא עמילן, לשימוש מאוחר יותר. האנרגיה עצמה מאוחסנת בקשרים הכימיים המחזיקים את העמילן יחד. כאשר הקשרים נשברים, האנרגיה משמשת את הצמח לגדול ולהתרבות.

כל התהליך המדהים הזה מתרחש בתוך תאי הצמח, בעיקר בעלים שלו. אברונים זעירים, הנקראים כלורופלסטים, הם המקום בו מתרחשת פוטוסינתזה. כלורופלסטים אלה מכילים פיגמנט ירוק הנקרא כלורופיל, המעניק לצמחים את צבעם הירוק האופייני. כאשר העלים על עץ משנים את צבעם, זה בגלל שעונת הצמיחה שלו הסתיימה. הצמח הפסיק זמנית לייצר כלורופיל, ופיגמנטים אחרים בעלים נראים לעין.

פחמן, מימן וחמצן הם המרכיבים הכימיים הנחוצים להתרחשות הפוטוסינתזה. מימן וחמצן שניהם מגיעים מהמים בהידרוספירה. פחמן וחמצן מקורם בפחמן הדו חמצני שחיות ובני אדם נושמים לאטמוספרה. למרות שזה לא מרכיב כימי, ללא אנרגיה מהשמש, שום דבר מתהליך זה לא יכול להתרחש.

כאשר צמח מבצע פוטוסינתזה, התוצר העיקרי של התהליך הוא גלוקוז, מולקולת סוכר עם הנוסחה הכימית C6H12O6. מוצרי הפסולת של הפוטוסינתזה הם מים המוחזרים להידרוספרה וחמצן המוחזר לאטמוספרה. למרות שאנחנו יכולים להיות אסירי תודה על החמצן שמאפשר לנו לשרוד, הצמח לא מייצר אותו איתנו בראש. זו פשוט תופעת לוואי של הכנת מזון מוצלח לצמח.

בעלי חיים וצמחים תלויים זה בזה לחלוטין. כאשר אנו נושמים, אנו מכניסים חמצן לגופנו ומוציאים פחמן דו חמצני ואדי מים חזרה לאטמוספרה. תהליך זה מכונה נשימה. כאשר צמחים לוקחים ומוציאים גזים, התהליך נקרא זגירה. הם קולטים פחמן דו חמצני, ומוציאים חמצן ואדי מים חזרה לאטמוספרה. צמחים ובעלי חיים, כל אחד מהם זקוק לשני בכדי לספק אלמנט הכרחי לחיים.