Växter är producenter. Istället för att konsumera mat för att få energi gör de sina egna. Under fotosyntesen tar växter in energi från solljus och omvandlar den till kemisk energi lagrad i kolhydrater. Fotosyntes involverar samma molekyler och kemiska reaktioner i landväxter och vattenväxter. Flytande växter fotosyntetiserar ungefär som växter som växer på land. Processen utgör dock en större utmaning för vattenväxter om de är helt nedsänkta under vattenytan.
Grunderna för fotosyntes
Löv är huvudsidan för fotosyntes. Bladen innehåller kloroplaster, vilka är organellerna i växtceller där fotosyntes förekommer. Kloroplaster innehåller molekyler av klorofyll som absorberar synligt ljus, främst i röda och blå våglängder. Bara några få klorofyllmolekyler absorberar gröna våglängder. Som ett resultat verkar växter gröna eftersom de reflekterar mer grönt ljus än de absorberar.
Växter använder sockret som framställts under fotosyntesen för att främja tillväxt, utveckling, reproduktion och reparation. De enkla sockerarterna som produceras i fotosyntes binder till från mer komplexa stärkelser som cellulosa som ger växter struktur. Förutom att tillhandahålla en matkälla för djur och andra konsumenter, tar fotosyntes också bort koldioxid från miljön och fyller på syre.
Stadier av fotosyntes
De två stadierna av fotosyntes är de ljusberoende och ljusoberoende reaktionerna. Ljusberoende reaktioner involverar absorption av solljus och nedbrytning av vattenmolekyler i syrgas, vätejoner och elektroner. Målet med detta steg är att fånga ljusenergi och överföra den till elektronerna för att skapa energiserade molekyler som ATP. Syre är en avfallsprodukt från detta stadium av fotosyntes.
Den andra fasen av fotosyntesen, även känd som Calvin-cykeln, använder de aktiverade molekylerna som skapades i det första steget för att dela koldioxidmolekyler som tas in från anläggningens miljö. Nedbrytningen av koldioxid och vattenmolekyler i cellen resulterar i bildandet av sockermolekyler. Specifikt ger sex molekyler koldioxid och sex molekyler vatten en molekyl glukos, med sex molekyler syre som avges som en biprodukt.
Flytande växter
Vattenväxter kan ta in koldioxid från luften eller vattnet, beroende på om deras löv flyter eller är under vatten. Bladen från flytande växter, såsom lotus och näckrosor, får direkt solljus. Dessa typer av vattenväxter kräver inga speciella anpassningar för att utföra fotosyntes. De kan ta in koldioxid från luften och släppa ut syre i luften. De exponerade ytorna på bladen har en vaxartad nagelband för att mildra vattenförlust till atmosfären, som markväxter.
Skaffa koldioxid
Nedsänkta växter, såsom hornort och havsgräs, använder specifika strategier för att möta utmaningarna med att genomföra fotosyntes under vatten. Gaser som koldioxid diffunderar mycket långsammare i vatten än i luft. Växter som är helt nedsänkta har svårare att få den koldioxid de behöver. För att förbättra detta problem saknar undervattensblad en vaxbeläggning eftersom koldioxid är lättare att absorbera utan detta lager. Mindre löv kan lättare ta upp koldioxid från vattnet, så nedsänkta blad maximerar förhållandet mellan yta och volym. Vissa arter kompletterar sitt koldioxidintag genom att förlänga några blad till ytan för att absorbera koldioxid från luften.
Absorberande solljus
Tillräckligt solljus är också svårt att få fram för nedsänkta växtarter. Mängden ljusenergi som absorberas av en undervattensanläggning är mindre än den energi som finns tillgänglig för landväxter. Partiklar i vatten som silt, mineraler, animaliskt avfall och annat organiskt skräp minskar mängden ljus som kommer in i vattnet. Kloroplaster i dessa växter ligger ofta på bladets yta för att maximera exponeringen för ljus. När djupet under ytan ökar minskar mängden solljus som är tillgängliga för vattenväxter. Vissa växtarter har anatomiska, cellulära eller biokemiska anpassningar som gör det möjligt för dem att utföra fotosyntes framgångsrikt i djupt eller grumligt vatten trots minskad tillgång på solljus.
Andra vattenlevande producenter
Många andra organismer än växter har rollen som producent i vattenlevande ekosystem. Vissa former av bakterier såväl som alger och andra protister utför fotosyntes. Kolonier av encelliga alger arbetar tillsammans för att bilda makroalgetare, allmänt känd som tång.
