כמה זמן לוקח פוטוסינתזה?

פוטוסינתזה היא התהליך בו משתמשים צמחים ליצירת מזון, תוך שימוש באנרגיית אור, פחמן דו חמצני ומים. תהליך זה הכרחי לצמיחה, ונמשך לאורך כל מחזור החיים של הצמח. קצב הפוטוסינתזה בצמחים תלוי בזמינותם של שלושת היסודות הללו. חוזק האור העומד לרשות הצמח, ריכוז הפחמן הדו חמצני ב האווירה, וכמות המים העומדת לרשות הצמח יכולה לעודד או להאט את התהליך פוטוסינתזה. חייב להיות שילוב אופטימלי של שלושת היסודות החיוניים הללו על מנת שתתרחש התגובה הכימית של הפוטוסינתזה. ללא האיזון הנכון, פוטוסינתזה עשויה להאט, או לעצור לחלוטין.

עוצמת האור העומדת לרשות הצמח משפיעה על תהליך הפוטוסינתזה. השלב התלוי באור של הפוטוסינתזה יכול להתרחש רק כאשר יש מספיק אור זמין לקליטת הצמח. כשאין מספיק אור, פיגמנטים כמו כלורופיל לא יכולים לספוג מספיק אנרגיית אור כדי ליצור טריפוספט אדנוזין, הידוע גם בשם ATP. ATP הוא חומר כימי המשמש את הצמח לאחסון אנרגיה, והוא מרכיב הכרחי בשלב השני של הפוטוסינתזה, הנקרא השלב שאינו תלוי באור. מסיבה זו, בעוד פוטוסינתזה יכולה להתחיל רק באור יום, לאחר יצירת ה- ATP, התהליך יכול להסתיים בכל עת בכמות המתאימה של מים ופחמן דו חמצני זמין.

פוטוסינתזה דורשת כמות מסוימת של פחמן דו חמצני על מנת להצליח. כמות הפחמן הדו-חמצני הזמינה באטמוספירה פוחתת בגבהים גבוהים יותר, מה שמאט את תהליך הפוטוסינתזה. בגבהים גבוהים במיוחד, מחסור בפחמן דו חמצני יכול למנוע את התהליך לחלוטין. בנוסף לפחמן הדו-חמצני, הצמח דורש גם מים לצורך התגובה הכימית היוצרת סוכר. כל מולקולת סוכר שמייצר הצמח דורשת שש מולקולות מים. מולקולות המים מספקות מימן ומשאירות את שארית החמצן כמוצר פסולת. אם כמות המים הזמינה אינה מספיקה להשלמת התהליך, הפוטוסינתזה נעצרת עד לקבלת מים נוספים.

למרות שקצב הפוטוסינתזה שונה בין מיני צמחים לגורמים סביבתיים, ניתן לקבוע את קצב הפוטוסינתזה המדויק של צמח מסוים. בניסוי שנערך באוניברסיטת קולורדו, נבדק קצב הפוטוסינתזה שעשויים עלי עץ נשירים. בניסוי זה נקבע כי העלים שנבדקו עיבדו 44.14 עמודים לדקה (חלקים למיליון) של גז פחמן דו חמצני בכל דקת פוטוסינתזה לכל גרם משטח עלה.