Фотосинтезата е една от най-важните биохимични трансформации, определяща съществуването на живот на земята.
Фотосинтезата е биохимичен процес, който протича само при наличие на светлина в растителни клетки, съдържащи зелен пигмент хлорофил и жълт каротин (или цианобактерии, съдържащи бактериохлорофил). В резултат на химични реакции прости неорганични съединения като въглероден диоксид, вода и минерални соли, разтворени в него, се трансформират в органични съединения като въглехидрати (т.е. прости и сложни захари), протеини, мазнини и багрила. Страничният продукт тук е кислородът, отделян от растенията в атмосферата. Въздухът, наситен с този кислород, се използва от всички висши организми, които естествено не го произвеждат сами, но им е необходим за живота.
Въглеродният диоксид се извлича от атмосферата чрез устицата на листата, а водата заедно с разтворените в нея химични съединения (соли) се поема от растението от почвата чрез кореновата му система. Водата се разгражда от енергията, осигурена от светлината, погълната от хлорофила: кислородът се освобождава в атмосферата и водородът, заедно с въглерода (получен от въглероден диоксид), се редуцира и се включва в растителните тъкани.
Този процес протича само в хлоропластите (клетки, съдържащи хлорофил) и протича на два етапа:
- светлинната фаза се състои в разделяне на водата под въздействието на светлинна енергия, погълната и обработена от хлорофила. Кислородът се освобождава, а водородът и енергията се съхраняват в тъканите на растението;
- тъмната фаза е следващият етап, по време на който протичат биохимични реакции без участието на светлина, но за това е необходима химическа енергия (наречена сила на асимилация) от първата фаза.И тук, след поредица от химични реакции, се образуват гореспоменатите органични съединения. Този процес протича в хлоропластите и е известен иначе като фотосинтетичен редукционен цикъл на въглерод.
Защо фотосинтезата е важна за отглеждането на растения?
Фотосинтезата е най-важният биохимичен процес в природата, защото благодарение на нея се натрупва химическа енергия под формата на въглехидрати, протеини, мазнини и други органични съединения, които са в основата на съществуването на всички живи същества. Благодарение на фотосинтезата въглеродът влиза в цикъла на материята в природата и позволява развитието (растеж) на растенията. Съединенията, произведени в процеса на фотосинтеза, са единственият източник на образуване на биомаса, така че те са първото звено в нашата хранителна верига.
Ако нямаше фотосинтеза, животът на земята щеше да престане да съществува. За правилното му протичане са ви необходими - както знаете - въглероден диоксид, вода и светлина в правилните пропорции.Както излишъкът, така и дефицитът на който и да е от тези фактори биха разклатили доста крехкия баланс в природата. Ефективността на растителните тъкани, съдържащи хлорофил, зависи от активната повърхност на техните листа, тъй като те съдържат хлорофил и устицата, които абсорбират въглеродния диоксид и отделят част от водата под формата на водна пара. Правилното развитие на растението се осигурява и от правилно оформена и функционираща коренова система, която черпи вода от земята.
Какво е заплаха за живота на земята
- Няма здрава растителност и следователно няма производители на кислород. Земята системно се обезлесява от дървета и храсти, не само в глобален мащаб (опустошаване на дъждовни гори за отглеждане на кокосови палми, авокадо, царевица и др.), но и в национален мащаб (изсичане на гъсти горски масиви, средна площ , крайпътни дървета, жилищни комплекси и парцели). Тревните площи - като английските - се косят ниско и често. Освобождаването на големи масиви земеделска земя от естествена и многогодишна растителност е контрапродуктивно, тъй като не осигурява по-високи добиви.Вятърът духа през безлесните полета, ускорявайки транспирацията и по този начин причинявайки загуба на вода, което води до по-ниски добиви.
- Липсата на вода, един от трите компонента на процеса на фотосинтеза. Прекомерната експлоатация на почвата при култури с големи площи и прекомерното химическо торене влошават нейната структура и капацитет за съхранение на вода. Също толкова опасна е степента на покритие на земята (особено в градовете) с водонепропускливи повърхности и застрояването на все по-големи площи с едроформатни сгради, тъй като драстично, дори до 90%, увеличава повърхностния отток на водата. Губим го безвъзвратно, като източваме дъждовната канализация в реките. Последствието от регулирането на много водни течения е бързо изтичане на вода от по-високите части към долните течения на реките, въпреки че дори там водата няма къде да се разлее и постепенно насища по-дълбоките слоеве на почвата.
В природата има проста формула: по-малко вода, по-малко фотосинтеза, по-малко биомаса и следователно по-малко кислород. Ще можем ли като общество да си позволим промишленото производство на кислород или ще се разболеем и ще умрем?