Hvordan lager planter oksygen?

Oksygen er et biprodukt som frigjøres når planter driver med fotosyntese, prosessen de bruker for å produsere sin egen mat. De kjemiske hendelsene som oppstår under fotosyntese er komplekse. Resultatet er at seks karbondioksidmolekyler og seks vannmolekyler blir seks glukosemolekyler og seks oksygenmolekyler. Ordet "fotosyntese" betyr "å lage ting med lys."

Uten de spesifikke kjemiske forholdene mellom oksygen, nitrogen, karbondioksid og andre sporgasser som utgjør luftplanter og dyr på jorden trenger, ville ingenting være i live slik vi kjenner det. Som et resultat av fotosyntese lever dyr i et symbiotisk forhold til alt planteliv på jorden. Planter krever at karbondioksyddyrene utvises, mens dyr krever at oksygenplanter produserer.

Luft er så viktig for livet på jorden at ved å studere utviklingen av oksygenisk fotosyntese, Woodward Fischer og medarbeidere kan identifisere viktige hendelser i historien til planeten vår, for eksempel når cyanobakterier og planter først oppstod. Ganske kult, ikke sant?

Planterøtter absorberer vann og noen næringsstoffer fra bakken. Vann beveger seg oppover planten gjennom xylem, som er et spesialisert vev inne i planten. Vann er nødvendig som et middel til å transportere viktige næringsstoffer gjennom hele planten, og det blir et reduksjonsmiddel for kjemien som oppstår under fotosynteseprosessen. Anlegget bruker vann for å bryte ned karbondioksidmolekyler før de kan settes sammen igjen i sukkerstoffet planten bruker som lagret energi.

Fotoner i sollys gir den energien som kreves for at fotosyntese skal skje. Planten fanger disse fotonene med lysabsorberende pigmenter, som klorofyll og karotenoider. Disse pigmentene er også ansvarlige for de grønne bladene på planter. Klorofyll og karotenoider absorberer ikke effektivt grønt eller gult lys fra fargespekteret. Som et resultat reflekterer disse fargene vekk fra bladene, slik at de ser grønne ut for øynene våre.

Planter absorberer karbondioksid fra luften gjennom små åpninger, kalt stomata i plantens epidermis eller ytre vevlag. Disse mikroskopiske stomataporene åpnes og lukkes når plantens behov endres fra å absorbere karbondioksid til å drive ut oksygen og vann. Karbondioksid er til stede i atmosfæren fra dyreutånding under respirasjon, så vel som fra råtnende organisk materiale.

Når alle nødvendige ingredienser er på plass, river planten i seg noe av vannet den har absorbert gjennom røttene og karbondioksidet den har tatt inn fra atmosfæren. En rekke kjemiske reaksjoner og solens energi demonterer molekylene. En annen serie kjemiske reaksjoner, som igjen bruker solens energi, samler de resulterende atomene på nytt i glukosemolekyler. Planten lagrer det meste av dette enkle sukkeret for vekst og forbruker litt under fotosyntese.

Oksygen er et biprodukt av fotosyntese. Planten trenger ikke oksygenmolekylene, så de drives ut gjennom stomataen. Oksygen som drives ut av planter, kommer inn i luften for å bli inhalert av dyr og aerobe bakterier.

Dyreceller bruker oksygen til en prosess som kalles oksidasjon. Oksidasjon er viktig for å bryte ned matmolekyler for å ekstrahere glukosemolekyler. Kroppen bruker deretter glukose som en energikilde for kritiske metabolske prosesser som driver kroppen.

For å se planter som lager oksygen i aksjon, velg et grønt blad fra en plante, legg det i et glass vann og la det stå i solen i et par timer. Når du kommer tilbake, vil du se at det har dannet seg små luftbobler på bladet og rundt glasset. Du kan trenge et forstørrelsesglass for å se godt ut.