Scientia

Transformarea energiei este o parte importantă a ecosistemelor, iar fotosinteza reprezintă tocmai acest lucru: un proces de transformare a energiei. Dar în ce constă acest proces? Ce tip de energie este folosită şi care este produsul final?

CE ESTE FOTOSINTEZA?

Fotosinteza este procesul prin care plantele, bacteriile şi alte animale transformă energia solară pentru a fabrica nutrienţi în formă de zahăr. În cele ce urmează, vom vorbi despre fotosinteză, aşa cum survine aceasta la nivelul plantelor verzi.

CARE ESTE REZULTATUL FOTOSINTEZEI?

Pe de-o parte, fotosinteza asigură creşterea plantelor, ceea ce duce la existenţa unei surse  esenţiale de alimentaţie pentru multe animale. Pe de altă parte, fotosinteza elimină dioxidul de carbon din aer şi eliberează oxigen în atmosferă, gaz necesar pentru supravieţuirea animalelor.

Plantele folosesc glucoza produsă prin fotosinteză pentru a crea carbohidraţi. Aceşti carbohidraţi sunt folosiţi de plante pentru propria dezvoltare, dar ei reprezintă principalul nutrient pentru animalele care se hrănesc cu aceste plante.

Dar cum se întâmplă aceste lucruri magice?

FOTOSINTEZA PE SCURT

Procesul fotosintezei este, în fapt, unul foarte complex, iar intrarea în explicaţii de detaliu ar duce la plecarea multor cititori înainte de finalizarea articolului. Prin urmare, ne vom mărgini la a oferi explicaţii foarte sumare în acest paragraf, pentru a oferi un pic mai multe amănunte în paragrafele următoare.

În esenţă, fotosinteza constă în folosirea de către plante a dioxidului de carbon şi a apei pentru a produce glucoză şi oxigen.

Dioxid de carbon + apă = glucoză + oxigen

Pentru a complica un pic lucrurile, ecuaţia poate arăta astfel:

6CO₂ + 6H₂O ---> C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Cifrele de mai sus pot arăta fioroase pentru un cititor neavizat, dar nu e chiar aşa: este vorba de numărul moleculelor fiecărei părţi implicate în reacţie şi de numărul de atomi din fiecare moleculă

De unde sunt luate aceste elemente din ecuaţia de mai sus?  Dioxidul de carbon este disponibil în atmosferă, iar apa, după cum ştim cu toţi, este transferată de plante prin intermediul rădăcinilor acolo unde este necesară.

PROCESUL FOTOSINTEZEI

FOTOSINTEZA - DETALII

O plantă foloseşte două molecule de energie superioară pentru crea glucoză. Aceste molecule sunt ATP-ul (adenozină trifosfat) şi NADPH (nicotinamidă adenozină dinucleotidă fosfat). Dar pentru a crea aceste molecule de energie superioară este nevoie de lumină. În urma unui proces complex, energia solară transformă molecule de energie inferioară, ADP (adenozină difosfat) şi NADP (nicotinamidă adenozină dinucleotidă fosfat) în moleculele ATP şi NADPH.

Diferenţa reală de energie dintre moleculele de energie superioară şi cele de energie inferioară este foarte mică. Concret, ATP are în plus faţă de ADP un atom de fosfor şi patru atomi de oxigen, cu 2 electroni suplimentari. NADPH este diferit de NADP printr-un singur atom de hidrogen, căruia îi lipseşte un electron. Diferenţele de energie rezultă din numărul diferit de electroni şi poziţia acestora în raport cu atomii. Pe de altă parte, aceste mici diferenţe de energie se adaugă de la milioane de molecule, rezultând astfel la o cantitate considerabilă.

Lumina

Plantele au un pigment numit clorofilă. Clorofila absoarbe lumina din zonele roşu-portocaliu şi albastru-violet din zona spectrului vizibil. De asemenea, clorofila reflectă lumina verde, ceea ce explică de ce noi vedem plantele ca fiind verzi. (Citeşte "Cum funcţionează simţul văzului"). Părţi ale clorofilei denumite antene absorb energia solară şi canalizează această energie către aşa-numite centre de reacţie, unde are loc un alt transfer de energie care constă în mişcarea electronilor de la o moleculă la alta.

Principalele reacţii chimice ale fotosintezei se desfăşoară în structuri ale plantei numite cloroplaste; mai precis, în tilacoide. Tilacoidele reprezintă mici saci care conţin substanţe chimice ca NADP şi ADP.

Schimbul de gaze

Plantele nu respiră ca animalele. Cu toate aceste şi ele dispun de componente speciale situate pe frunze, denumite stomate, care au rolul de a se deschide şi închide pentru a permite trecerea gazelor.

Stomata este o formaţie epidermică vegetală alcătuită din două celule între care se află o deschidere, servind la schimbul de gaze dintre plantă şi mediu şi la eliminarea apei din plantă.

Stomatele permit atât intrarea dioxidului de carbon, cât şi ieşirea oxigenului.

În esenţă, pentru realizarea fotosintezei sunt necesare: energia solară, dioxidul de carbon, clorofila şi apa. Produsele fotosintezei sunt: oxigenul şi compuşi pe bază de carbon (glucoza).