פוטוסינתזה היא תהליך שבאמצעותו החיים, כפי שאנו מכירים אותם, יכולים להתקיים. לא רק הצמחים מרוויחים, אלא גם בעלי החיים מאחר שאנו נושמים חמצן, גז שהעלים מוציאים.
מעניין מאוד לדעת לעומק את פוטוסינתזה, שכן ישנם מספר שלבים, ויש אפילו כמה צמחים שבגלל תנאי האקלים שבהם הם חיים למדו לעשות זאת בצורה קצת שונה.
מהי פוטוסינתזה?
La פוטוסינתזה הוא תהליך בו צמחים הופכים את אור השמש לאנרגיהלכן הם עושים זאת רק במהלך היום. האחראים על מילוי תפקיד חשוב זה הם כלורופלסטים, שהם מבנים ירקרקים המצויים על עלים.
צבעם נובע מכלורופיל, שהוא ביו מולקולה שבלעדיה ממלכת הצמחים לא הצליחה ליצור פוטוסינתזה. זה כל כך חשוב ש צמחים בעלי עלים מגוונים (כלומר ירוקים וצהובים למשל) צומחים לאט יותר מאלה עם עלים ירוקים לחלוטין. בנוסף, הם פגיעים יותר לאור השמש וסובלים מכוויות מהר יותר מאלה הירוקים.
ערכת הפוטוסינתזה של הצמחים היא כדלקמן:
תמונה - ויקימדיה / מיילי פוט
מהם שלבי הפוטוסינתזה בצמחים?
כפי שציפינו בהתחלה, לפוטוסינתזה יש שני שלבים שהם:
שלב קל
שלב האור הוא זה שמתרחש במהלך היום. נוכל לומר שזו פוטוסינתזה עצמה; לא בכדי, זה כן במהלך היום בו השמש גבוהה וכתוצאה מכך כאשר צמחים יכולים לספוג את אנרגיית האור שלה.
הוא מורכב מהפיכת האור לאנרגיה, בעיקר בצורה של ATP (אדנוזין טריפוספט) ו- NADPH (ניקוטינאמיד אדנין דינוקליאוטיד פוספט), בעזרת מים וחמצן שהשורשים והעלים סופגים בהתאמה.
שלב אפל
La שלב אפל הוא השלב הסופי של פוטוסינתזה, ו מורכב מהפיכת פחמן דו חמצני וחומרים אחרים לגלוקוז, המהווה מזון לצמחים.
לשם כך הם משתמשים גם ב- ATP וגם ב- NADPH המיוצרים בשלב האור, והם גם מבצעים שני תהליכים נוספים: קיבוע הפחמן בפחמימות ומחזור קלווין. בתהליך אחרון זה מאוחסן חומר אורגני כגלוקוז.
האם כל הצמחים פוטוסינתזה באותו אופן?
לא ממש. למעשה, תלוי באופן קביעתם של פחמן, זוהו שלושה סוגים של צמחים:
- צמחי C3: הם אלה המקבעים פחמן דו חמצני במחזור קלווין. הם הנחלת הכלל.
- צמחי C4: מה שהם עושים זה להפוך פחמן דו חמצני למלט, אשר יועבר לתאים המייצרים CO2 ופירובט. רק אז יתחיל מחזור קלווין. למידע נוסף.
- צמחי CAMהם צמחים שבגלל הטמפרטורות הגבוהות בשעות היום שומרים על נקבוביותיהם סגורות עד הלילה. כתוצאה מכך, הם אינם יכולים לספוג פחמן דו חמצני ולכן פוטוסינתזה. לפיכך, הם סופגים אותו במהלך הלילה והופך למלאט, אשר במהלך היום מאפשר להם לייצר CO2 ולבצע את מחזור הקלווין. למידע נוסף.
מה הפונקציה של פוטוסינתזה?
בעיקרון ב להפוך את אנרגיית השמש למזון לצמחים באמצעות סדרה של תגובות כימיות בהן הם משתמשים לא רק באור שמש, אלא גם בפחמן דו חמצני ובמים. כתוצאה מכך הם מוציאים חמצן, גז שכולנו תלויים בו לנשום.
כעת, חשוב להבהיר כי גירוש O2 אינו נחשב כפונקציה, אלא כתוצאה מפוטוסינתזה. בעלי חיים, כולל בני אדם, תלויים בממלכת הצומח כדי להתקיים. אבל, זה עשוי להפתיע אתכם לדעת שלמרות שצמחים יבשתיים חשובים מאוד לחיים, אם נצטרך לומר מיהו היצור החי שמייצר הכי הרבה חמצן, אולי נופתע.
פיטופלנקטון, המפיק עד 85% מהחמצן האטמוספרי
כן, פיטופלנקטון, אורגניזמים החיים בסביבות מים (ים, ביצות, נהרות), אשר על ידי ספיגת אנרגיית השמש מבצעים פוטוסינתזה ומוציאים חמצן. רבים מהיצורים היוצרים אותו הם ציאנובקטריה, אצות ירוקות דיאטומים.
לכן, הם ולא היערות הם בסיס החיים. אבל לא רק בגלל חמצן, אלא גם בגלל שרשתות המזון מתחילות איתם. כל שינוי המתרחש במים, כמו חימום או החמצה שלהם, ימנע מהם לבצע את תפקידיהם כרגיל.
פיטופלנקטון מייצר יותר ממחצית החמצן הזמין על פני כדור הארץ הזהלכן חשוב מאוד לדאוג לים, אך גם לסביבת היבשה, מכיוון שאיננו יכולים לשכוח כי כריתת יערות וזיהום הם שני הגורמים לכך ששינויי האקלים מאיצים.
אנו מקווים שכל מה שלמדת על פוטוסינתזה הועיל לך.