Sisältö
Fotosynteesi on primaarinen energianmuutosmenetelmä, joka polttaa kasvien maailmaa ja laajemmin myös eläinten maailmaa. Kun valoenergia muunnetaan kemialliseksi energiaksi, fotosynteesi on melkein koko planeetan elämän keskeinen rakennusosa. Fotosynteesin peruselementtien ymmärtäminen antaa mahdollisuuden ymmärtää paremmin energialähteiden vaikutuksia elämään.
Tarve ruokkia
Elämää tukee energian kulutus. Ilman energiaa elämä on mahdotonta. Energian, jotta se olisi mahdollisimman hyödyllistä, on kuitenkin oltava läsnä muodossa, jota voidaan varastoida, siirtää ja käyttää tarpeen mukaan, sen sijaan, että sitä käytettäisiin vain silloin, kun sitä on läsnä ulkoisesta lähteestä. On olemassa useita energiamuotoja, joita voidaan käyttää elämän tukemiseen - Jotkut bakteerit näyttävät saavan energiansa lämmön muodossa syvistä lähteistä, jotka ilmaantuvat esimerkiksi maankuoren alapuolelta. Kuitenkin yleisin saatavilla oleva energian muoto planeetalla on auringosta, valon muodossa. Fotosynteesi on prosessi, jolla kerätään tämä energia ja muutetaan se kemialliseksi aineeksi, jota voidaan manipuloida kasvin eduksi.
Klorofylli
Klorofylli on muuntamoottori, joka muuttaa kevyen energian sokereiksi. Klorofylli sisältyy kalvoihin, joita kutsutaan kloroplasteiksi, ja niitä löytyy solujen sisäosista. Suurin osa näistä kloroplasteista löytyvästä klorofyllistä kerää ja siirtää kevyttä energiaa kahteen klorofyllin reaktiokeskukseen kloroplastien verkossa. Nämä parit suorittavat todellisen muutoksen valon energiasta sokereiksi käyttämällä vetyä ja hiiltä, tuottaen glukoosia ja poistamalla happea fotosynteesin sivutuotteena.
Prosessi
Kun valo osuu lehmän klorofylliin, se välittyy parillisiin klorofylleihin reaktiivisessa keskuksessa, jotka käyttävät energiaa suoraan veden, hiilen ja hapen yhdistämiseen uuteen fysikaaliseen järjestelyyn: glukoosiin, yksinkertaiseen kasvisokeriin. Kun uudelleenjärjestely puretaan, se vapauttaa energiaa, jota voidaan käyttää muissa fysikaalisissa prosesseissa. Prosessissa menetetään energiaa; mikään energian muuntaminen muodosta toiseen ei ole sataprosenttisesti tehokasta. Prosessin etuna on kuitenkin energiamuoto, jota voidaan käyttää sellaisenaan tai varastoida edelleen ja käsitellä.
Muut vaiheet
Fotosynteesin jälkeen kasvin glukoosi voidaan muuttaa kahdeksi helpommin varastoitavaksi kemiallisen energian muodoksi: monimutkaiset hiilihydraatit ja lipidit, tunnetaan paremmin tärkkelyksinä ja rasvoina. Tärkkelys ja rasva ovat kasvien varastovarastoja, joita voidaan pitää tai kuljettaa floemikudoksessa tulevaa käyttöä varten.
Kasvien energian keskeisyys
Kasvit ja pelkästään kasvit tuottavat ruokaa valosta. Kukaan eläin ei kykene siihen. Siksi kaikkia kasveja pidetään "tuottajina" ja eläimiä "kuluttajina" bioverkkojen energiankäytön taloudessa. Eläimet käyttävät kasveja ruokana tai syövät muita eläimiä, jotka kerran söivät kasveja ruuana, mutta eivät itse muunna valoa ruoaksi.
Lisäksi jopa muut kuin ruokaperusteiset energiamuodot perustuvat useimmiten kasvien käyttöön. Puu, hiili ja öljy ovat kasvien muotoja, jotka loivat ja varastoivat energiaa. Vaikka ihmiset ovat alkaneet oppia käyttämään muita energiamuotoja vedestä tuotetusta energiasta ydinenergian avulla suoraan aurinkoenergian muuntamiseen, suurin osa taloudellisesta vahvuudestamme perustuu edelleen kasvien kykyyn yhdistää kevyt energia hiilen, hapen ja vesi glukoosin tuottamiseksi.