Fotosynteesi: miten se toimii?
Fotosynteesi on erityisesti orgaanisen aineen (= hiiltä sisältävän) synteesi sokerit, alkaen vettä (H20) maasta juurien mukaan ja hiilidioksidi (CO2) vangittuina ilmaan lehtien avulla. Tämä reaktio tuottaa happea (O2), päästetty ilmakehään. Tähän muutokseen tarvittava energia saadaan auringonvalo (fotonit). Ilman aurinkoa ja tarkemmin ilman valoa ei ole fotosynteesiä.
The kemiallinen reaktio (yksinkertaistettu) on seuraava:
aurinkoenergia
CO2 + H2O ---------------------> sokerit (C6H12O6) + 02
Se on täällä raaka mehu joka toimittaa lehtisoluille vettä fotosynteesireaktioon. Tämä raakamehu nousee juurista lehtiin ksylemin kautta (raakaa mehua johtavat astiat; lue: Kuinka mehu kiertää kasveissa?). Tämä raakamehu sisältää vettä ja liuenneessa muodossa maaperään kerättyjä mineraaleja ja hivenaineita (typpi, fosfori, kalium, magnesium, rauta jne.). Lehdissä tämä raaka mehu on täynnä hiilihydraatteja (sakkaroosi, ksylitoli, mannitoli …) fotosynteesin tuottama: sitä kutsutaan sitten kehittyneeksi mehuksi. Tämä kehitetty mehu jakautuu uudelleen phloem -suonien kautta koko kasviin, jotta kasvien kudokset voidaan synteesiä ja ylläpitoa sekä niiden toimintaa.
se on fotosynteesin ansiosta kasvi tuottaa itse materiaalia : näin syntetisoiduista sokereista ja maaperästä peräisin olevista mineraaleista se valmistaa kaikki sen muodostavat kudokset. Siksi sanomme kasveista, että ne ovat hiilinielu : ne keräävät hiilidioksidia ilmaan (missä C = hiili) ja kierrättävät sen puuksi, lehdiksi, varsiksi eli orgaaniseksi aineeksi. Hiili varastoidaan siten väliaikaisesti orgaanisessa muodossa, ennen kuin se palaa myöhemmin mineraaliseen tilaan (kasvijätteen hajoaminen maaperässä, poltettu puu jne.).
Selitys yllä olevasta kuvasta: A: hartsikanava; B: substomaalinen kammio; C: stomatat; D: fotosynteettinen mesofylli; E: ksylemi; F: phloem; G: endodermi; H: orvaskesi.
Fotosynteesi ja klorofylli
Fotosynteesin suorittavat kaikki fotosynteettiset organismit klorofylli : maanpäälliset kasvit, levätja jotkut bakteerit. Kasveissa fotosynteesi tapahtuu suurimman osan ajasta lehdissä (tarkemmin sanottuna lehtien sisäosassa: lehtien mesofylli). Joissakin kasveissa fotosynteesi voi kuitenkin tapahtua varsissa (mehevä euphorbiaceae, kaktukset jne.).
Lehden mesofyllin (lehden sisäosa) solut sisältävät kloroplastit, erilaisia taskuja, joissa klorofylli on, pigmentti, joka antaa lehdille vihreän värin. Klorofylli mahdollistaa fotosynteesireaktion.
Vihreä … ja keltainen pigmentti!
Kun puhumme klorofyllistä laajassa merkityksessä, tarkoitamme itse asiassa a pigmenttiryhmä, mukaan lukien klorofyllit a ja b (vihreä väri), ksantofyllit (keltainen väri) ja karoteeni (hieman oranssinkeltainen väri).
Nämä eri pigmentit on mahdollista erottaa lehdistä uutetusta klorofyllistä (laajassa merkityksessä) yksinkertaisesti jauhamalla lehtikudokset ja liuottamalla "mehu" etanoliin. Suodatuksen jälkeen a vihreä väri uute. Eri pigmentit (keltainen ja vihreä) erotetaan sitten niiden painon mukaan kromatografisesti: kevyemmät pigmentit kulkeutuvat kauimpana, raskaimmat jäävät lähelle alkoholipitoisen uutteen pisaran ensimmäistä kerrostumapaikkaa ja saadaan erilaisia täpliä paperiarkki (tai muu tuki).
Ei fotosynteesiä ilman klorofylliä: entä kirjava lehdet?
Ja kun lehdet ovat valkoisia, eli ilman klorofylliä? Hyvä kysymys. Vastaa : kirjava lehtien tapauksessa itse asiassa lehdet, jotka eivät ole pigmentoituneet, eivät "tee" fotosynteesiä. He elävät viheralueiden kustannuksella, joilla klorofyllillä on roolinsa. Nämä valkoiset, vaaleankeltaiset tai hyvin vaaleanvihreät alueet (riippuen siitä, onko soluissa täysin klorofyllipigmenttejä tai onko niitä pieniä määriä) käyttäytyvät siksi vähän kuin loiset kohti muuta kehoa. Kasvi: viheralueet tarjoavat ruokaa valkoisille alueille.
Tämä on syy miksi kirjava lehtien lajikkeet ovat usein vähemmän voimakas kuin lajikkeet, joissa on täysin vihreät lehdet. Siksi heillä on myös tarvitsevat enemmän valoa : koska klorofylli on vähäisempi, tarvitaan enemmän valoa tuottaakseen riittävä määrä sokeria kasvin elinkaaren ajan.
Kasveja ilman klorofylli?
Täysin pigmentoitunut kasvi ei voinut elää itsenäisesti. Mutta koska luonto rakastaa erikoisuuksia, niitä on kuitenkin harvinaisia loiset, jotka elävät loisissa muille kasveille tai jotka ovat perustaneet a symbioosi (eräänlainen kumppanuus) muiden organismien kanssa, jotka pystyvät varmistamaan fotosynteesin (kuten tietyt sienet).
Alla: Monotropa uniflora on Ericaceae -suvun kasvi, joka on täysin vailla klorofylliä ja joka elää loistaen tiettyjen havupuiden juurissa esiintyvää mykorrisaa.
Fotosynteesi, välttämätön maapallon elämälle
Fotosynteesi on välttämätön kasvin mittakaavassa, koska se sallii sen elää. Se on myös välttämätöntä meille: fotosynteesi todella mahdollistaa elämän maan päällä, ei enempää ei vähempää ! se on fotosynteesitoiminnan ansiosta maan ilmakehä on vähitellen rikastunut hapella, ja hän on myös ainoa tapa luoda orgaanista ainetta mineraalielementeistä. Ilman sitä ei orgaanista ainetta (siksi ei kasveja, ei eläimiä, ei sieniä … sanalla sanoen: ei elämää!). Ilman fotosynteesiä Maa olisi vain kasa kiviä, kuollut planeetta …
Ja lopuksi, ahdistellaan ennakkoluulotonta ajatusta: ei, metsät eivät ole planeetan tärkein "vihreä keuhko". Levät ja kasviplankton tuottavat yleensä enemmän O2 kuin puut. Näin ollen meret ja valtameret ovat tärkeimmän fotosynteesitoiminnan istuin, joka aiheuttaa voimakkaimman happipäästön metsien edessä.
Pölyiset lehdet, kärsivä kasvi!
Usein sanotaan, että on hyvä puhdistaa säännöllisesti huonekasvien lehdet. Kyse ei ole vain estetiikasta: kuka sanoo pölyä lehdillä, sanoo vähemmän hyvää valon tunkeutumista kloroplasteihin, siksi vähemmän fotosynteesiä ja vähemmän kasvin tuottamaa ruokaa. Toisaalta väite lehtien huonommasta hengityksestä, "tukahdutettuna" pölykerroksen alla, on kiistanalaisempi: kaasunvaihto tapahtuu stomatan kautta, pienet aukot, jotka yleensä sijaitsevat lehtien alapuolella, niin vähän alttiina tukkeutumiselle pölyltä, joka kerääntyy pääasiassa lehtien latvoihin.
