Fotosyntese: hvordan fungerer det?
Fotosyntese er spesielt syntesen av organisk materiale (= inneholder karbon) sukker, fra vann (H20) hentet fra bakken ved røttene og karbondioksid (CO2) fanget i luften av bladene. Denne reaksjonen produserer oksygen (O2), sluppet ut i atmosfæren. Energien som er nødvendig for denne transformasjonen leveres av sollys (fotoner). Uten sol, og mer presist uten lys, er det ingen fotosyntese.
De kjemisk reaksjon (forenklet) er følgende:
solenergi
CO2 + H2O ---------------------> sukker (C6H12O6) + 02
Det er her rå saft som forsyner bladceller med vann for den fotosyntetiske reaksjonen. Denne rå saften stiger fra røttene til bladene, gjennom xylemet (kar som leder den rå saften; les: Hvordan sirkulerer saften i planter?). Denne rå saften inneholder vann og, i oppløst form, mineraler og sporstoffer fanget opp i jorda (nitrogen, fosfor, kalium, magnesium, jern, etc.). I bladene er denne rå saften full av karbohydrater (sukrose, xylitol, mannitol …) produsert ved fotosyntese: det kalles da utviklet saft. Denne utarbeidede saften omfordeles via floemkarene gjennom anlegget for å tillate syntese og vedlikehold av plantevev, så vel som deres funksjon.
Det er takket være fotosyntesen at anlegget produserer sitt eget materiale : fra sukker som er syntetisert og mineraler hentet fra jorda, vil det produsere alt vevet som utgjør det. Det er derfor vi sier om planter at de er karbonvaske : de fanger opp CO2 i luften (hvor C = karbon), og resirkulerer det til tre, blader, stilker, det vil si organisk materiale. Kullet lagres dermed midlertidig i organisk form, før det senere går tilbake til mineraltilstanden (nedbrytning av planteavfall i jorda, ved som brennes osv.).
Forklaring til bildet ovenfor: A: harpikskanal; B: sub-stomatal kammer; C: stomata; D: fotosyntetisk mesofyll; E: xylem; F: floem; G: endoderm; H: epidermis.
Fotosyntese og klorofyll
Fotosyntesen utføres av alle fotosyntetiske organismer som besitter klorofyll : terrestriske planter, alger, og noen bakterier. I planter skjer fotosyntesen mesteparten av tiden i bladene (nærmere bestemt i den indre delen av bladene: bladets mesofyll). På noen planter kan imidlertid fotosyntese finne sted i stilkene (saftige euphorbiaceae, kaktuser, etc.).
Cellene i bladet mesofyll (indre del av bladet) inneholder kloroplaster, typer lommer der klorofyllet er, et pigment som gir blader sin grønne farge. Det er klorofyll som muliggjør den fotosyntetiske reaksjonen.
Grønne … og gule pigmenter!
Når vi snakker om klorofyll i vid forstand, mener vi faktisk a gruppe pigmenter, inkludert klorofyll a og b (grønn farge), xantofyll (gul farge) og karoten (litt oransjegul farge).
Det er mulig å skille disse forskjellige pigmentene fra klorofyllet (i vid forstand) ekstrahert fra bladene, ved ganske enkelt å male bladvevet og løse opp "juicen" i etanol. Etter filtrering, a grønn farge ekstrakt. De forskjellige pigmentene (gule og grønne) separeres deretter, i henhold til vekten, ved kromatografi: de lettere pigmentene vandrer lengst, de tyngste forblir i nærheten av stedet for den første avsetningen av dråpen alkoholholdig ekstrakt, og forskjellige flekker oppnås på et ark (eller annen støtte).
Ingen fotosyntese uten klorofyll: hva med variert løvverk?
Og når bladene er hvite, dvs. blottet for klorofyll? Godt spørsmål. Svare : i tilfelle av spraglet løvverk, gjør faktisk ikke de områdene av løvet som ikke er pigmentert, fotosyntese. De lever på bekostning av grønne områder, hvor klorofyll spiller sin rolle. Disse hvite, lysegule eller veldig lysegrønne områdene (avhengig av om cellene der er totalt blottet for klorofyllpigmenter, eller om de er tilstede i små mengder) oppfører seg derfor litt som parasitter mot resten av kroppen. Planten: grønne områder gir mat til hvite områder.
Dette er grunnen til det spraglete løvvarianter er ofte mindre kraftige enn varianter med helt grønne blader. Det er også derfor de har det trenger mer lys : ettersom klorofyll er mindre rikelig, er det nødvendig med mer lys for å produsere tilstrekkelig mengde sukker for plantens levetid.
Planter uten klorofyll?
En fullstendig depigmentert plante kunne ikke leve uavhengig. Men siden naturen elsker særegenheter, er det imidlertid sjeldent plantearter som lever i parasitter på andre planter, eller som har etablert en symbiose (slags partnerskap) med andre organismer som er i stand til å sikre fotosyntese (for eksempel visse sopp).
Nedenfor: Monotropa uniflora er en plante av Ericaceae -familien, totalt blottet for klorofyll, som lever ved å parasitere mykorrhizene som er tilstede på røttene til visse bartrær.
Fotosyntese, avgjørende for livet på jorden
Fotosyntese er avgjørende i størrelsen på planten, siden den lar den leve. Det er også viktig for oss: fotosyntese tillater faktisk liv på jorden, intet mer, intet mindre ! Det er takket være fotosyntetisk aktivitet at jordens atmosfære gradvis er blitt beriket med oksygen, og hun er også eneste måten å lage organisk materiale fra mineraler. Uten det, ingen organisk materiale (derfor ingen planter, ingen dyr, ingen sopp … i et ord: intet liv!). Uten fotosyntese ville jorden vært en haug med småstein, en død planet …
Og for å avslutte, la oss krype på en forutinntatt idé: nei, skoger er ikke planetens viktigste "grønne lunge". Alger og planteplankton produserer generelt mer O2 enn trær. Det er dermed havet og havene som er sete for den viktigste fotosyntetiske aktiviteten, som induserer den sterkeste oksygenutslipp, foran skogene.
Støvete blader, lidende plante!
Det sies ofte at det er godt å rengjøre løvet regelmessig på stueplanter. Det er ikke bare et spørsmål om estetikk: hvem sier støv på bladene, sier mindre god penetrasjon av lys til kloroplastene, derfor mindre fotosyntese og mindre mat produsert av planten. På den annen side er argumentet om en dårligere pust av bladene, "kvalt" under et støvlag, mer diskutabelt: gassutvekslingene foregår gjennom stomata, små åpninger som vanligvis er plassert på undersiden av bladene, så lite utsatt for tilstopping av støv, som hovedsakelig samler seg på toppen av bladene.
