Fotosinteza este un proces vital în care plantele produc oxigen. Constă în sinteza compușilor organici cu participarea dioxidului de carbon prelevat din aer, a apei cu săruri minerale obținute din sol și a energiei solare.
În acest proces, energia luminii este transformată în energie chimică. Așa se hrănesc plantele verzi și unele bacterii cu pigmenți de asimilare corespunzători. Oxigenul generat în timpul fotosintezei este esențial pentru viață atât pentru oameni, cât și pentru multe alte organisme vii, motiv pentru care îngrijirea verdeață este atât de importantă. Dacă plantele ar muri, Pământul ar rămâne fără oxigen, ceea ce, desigur, ar ucide toate celelalte organisme.
Ce determină intensitatea fotosintezei?
Fotosinteza poate fi mai rapidă sau mai lentă, în funcție de mai mulți factori importanți. Cel mai important factor este, desigur, cantitatea de lumină care ajunge la plantă. Cu cât intensitatea razelor de lumină care cad pe frunze și pe tulpină este mai mare, cu atât va avea loc fotosinteza mai rapidă. Fiecare plantă are propriile culori deschise preferate. Unele dintre ele absorb cel mai mult lumina albastră, altele preferă lumina galbenă și verde.
Totul depinde de specie și de structura chimică a pigmentului asimilator din interiorul plantei. În condiții favorabile, plantele (în principal frunzele lor) pot folosi aproximativ 5% din energia luminoasă pentru a o transforma în energie chimică.
Deoarece dioxidul de carbon CO2 este un aliment pentru plante, de asemenea, cantitatea de acest gaz din aer este de mare importanță în timpul procesului de fotosinteză. Cu cât concentrația de dioxid de carbon este mai mare, cu atât conversia energiei are loc mai rapid. Cu toate acestea, această afirmație nu se aplică la concentrații mari de gaz, deoarece concentrațiile de CO2 peste 1% inhibă fotosinteza și, în plus, concentrațiile mari de dioxid de carbon pot fi toxice pentru plante.
Procesul de conversie a energiei în plante poate fi limitat de temperatură. După cum puteți ghici cu ușurință, plantele fotosintetizează numai într-un anumit interval de temperatură. Plantele de munte care sunt mai durabile decât florile inferioare pot supraviețui înghețurilor, dar ajung chiar sub zero.
Aceasta este limita inferioară împotriva fotosintezei. Toleranța la temperatură ridicată este mult mai mare, deoarece limita superioară este de până la 55 de grade Celsius. Cantitatea de apă la care are acces planta nu este direct implicată în fotosinteză, ci indirect, lipsa apei poate inhiba semnificativ întregul proces.
O plantă deshidratată închide sau închide complet stomatele, ceea ce o împiedică în mare măsură să absoarbă dioxidul de carbon și, astfel, reduce semnificativ eficiența fotosintezei.
Importanța fotosintezei pentru mediu
Fotosinteza este un proces natural care este de mare importanță pentru toate organismele vii de pe Pământ. Fără fotosinteză, viața pe Pământ ar fi practic imposibilă. Fără oxigen și alte produse ale fotosintezei, nu am fi capabili să mâncăm, să procesăm energia și, mai ales, să respiram.
Desigur, factorul cheie este oxigenul, care este absolut esențial pentru organismele aerobe în procesul de fosforilare respiratorie, care este cea mai importantă etapă a respirației. Cu toate acestea, aceasta nu este singura funcție a acestui gaz. Oxigenul atmosferic din stratosferă contribuie, de asemenea, la formarea ozonului, adică oxigenul cu trei molecule atomice.
Fasciculele de radiații ultraviolete de la soare interacționează cu moleculele de oxigen atmosferice, ducând la formarea a două molecule de oxigen unice. Apoi unul dintre ei reacţionează cu molecula dublă de oxigen, producând ozon.
Asa numitul stratul de ozon care protejează planeta noastră de efectele nocive ale razelor periculoase ale soarelui și ajută la menținerea temperaturii potrivite pe Pământ.
Interesant este că plantele în sine au nevoie de oxigen pentru a respira, mai ales în timpul așa-numitei faze întunecate a fotosintezei. Cu toate acestea, procentul de oxigen absorbit în raport cu cel produs este neglijabil. Plantele sunt o sursă inepuizabilă de oxigen și energie. De aceea este atât de important să îngrijim și să protejăm vegetația.
Fotosinteza artificiala
În anii 1970, a fost dezvoltat conceptul de recreare a fotosintezei naturale în condiții de laborator artificial. Această idee este încă în faza de cercetare și până acum nu s-a putut copia cel mai util și necesar proces din lume, dar oamenii de știință nu renunță.
Au fost multe idei, dar o soluție adecvată a problemei rămâne un mister. Oamenii de știință și-au pus speranțele într-un sistem artificial de fotosinteză format din ruteniu și fier care va absorbi lumina și mangan pe care se va baza centrul de reacție.
Producerea artificială a substanțelor chimice de înaltă energie folosind energia solară, dioxidul de carbon și apă ar fi extrem de benefică pentru planeta noastră. Probabil că o astfel de descoperire ar ajuta la satisfacerea cererii de energie, ceea ce ar rezolva problema crizei energetice care durează de câteva zeci de ani.
În plus, fotosinteza artificială ar ajuta la utilizarea excesului de dioxid de carbon dăunător din atmosferă, care ar putea, de asemenea, să oprească expansiunea periculoasă a găurii de ozon. Oamenii de știință speră, de asemenea, că procesul de laborator ar putea fi și o alternativă mai economică la obținerea hidrogenului.