φωτοσύνθεση στα φυτά

Μας πιστεύετε αν πούμε ότι τα φυτά δεν είναι οι μόνοι οργανισμοί που πραγματοποιούν φωτοσύνθεση; Ακούγεται απίστευτο, αλλά είναι αλήθεια, όχι μόνο τα φυτά είναι ικανά να πραγματοποιήσουν μια φωτοσυνθετική διαδικασία. Μια σαλαμάνδρα, κοράλλια, μερικά φύκια και μερικά κυανοβακτήρια είναι οι χαρακτήρες του έργου σήμερα.

Φωτοσύνθεση

Αρχικά, ξέρετε ξεκάθαρα τι είναι η φωτοσύνθεση; Αυτό είναι το μέσο για την παραγωγή μιας ουσίας και ενός στοιχείου: ζάχαρη και οξυγόνο. Οπως και? Με δύο φυσικούς πόρους: νερό και ηλιακό φως. Τα φυτά, τα φύκια και τα κυανοβακτήρια είναι ικανά να πραγματοποιήσουν αυτή τη διαδικασία . Αυτό συμβαίνει μέσω μιας μακράς σειράς χημικών αντιδράσεων. Αλλά μπορεί να συνοψιστεί ως εξής: Εισέρχονται διοξείδιο του άνθρακα, νερό και φως. Η γλυκόζη (που είναι ένα απλό σάκχαρο), το νερό και το οξυγόνο βγαίνουν. Εύκολο σωστά;

Αλλά θα το εξηγήσουμε καλύτερα. Η φωτοσύνθεση μπορεί να χωριστεί σε δύο διαδικασίες. Η διαδικασία της «φωτογραφίας» αναφέρεται στις αποκρίσεις που δημιουργούνται από την επαφή με το φως. Το μέρος « σύνθεσης » – που είναι η παρασκευή ζάχαρης – είναι μια ξεχωριστή διαδικασία που ονομάζεται κύκλος Calvin. Και οι δύο διεργασίες λαμβάνουν χώρα εντός ενός χλωροπλάστη, ο οποίος είναι μια στοιχειώδης δομή ενός φυτικού κυττάρου. Αυτή η δομή περιέχει στοίβες μεμβρανών που ονομάζονται θυλακοειδή μεμβράνες. Εδώ αρχίζει να αντιδρά το φως.

οξυγονική φωτοσύνθεση

Τώρα, πώς γίνεται όχι μόνο τα φυτά να κάνουν φωτοσύνθεση, αλλά χρειάζονται χλωροπλάστες και πολλά άλλα στοιχεία; Υπάρχουν δύο εξηγήσεις, η πρώτη πολύ επιστημονική: υπάρχουν δύο είδη φωτοσύνθεσης, η οξυγονική και η ανοξυγονική. Η δεύτερη, πολύ καθομιλουμένη : υπάρχουν οργανισμοί που δεν παράγουν φωτοσύνθεση, αλλά είναι ειδικοί στο να κλέβουν αυτό που την παράγει: τους χλωροπλάστες. Θα το εξηγήσουμε.

Οι οργανισμοί που εκτελούν οξυγονική φωτοσύνθεση (η οποία παράγει οξυγόνο) είναι τα φυτά, τα κυανοβακτήρια και τα φύκια. Με αυτό υπάρχει κάτι υπέροχο, υπάρχουν οργανισμοί που μπορούν να πραγματοποιήσουν ένα είδος συμβίωσης ή “κλοπής” χλωροπλαστών από ορισμένα φύκια και να επωφεληθούν από τη διαδικασία της φωτοσύνθεσής τους. Αυτό είναι αυτό που είναι γνωστό ως κλεπτοπλαστική και ζώα όπως η θαλάσσια γυμνοσάλιαγκα Elysia diomedea και η κηλιδωτή σαλαμάνδρα Ambystima maculatum το γνωρίζουν καλά.

η στικτής σαλαμάνδρα

Η περίπτωση της σαλαμάνδρας είναι εξαιρετικά εξαιρετική: ταξινομείται ως «το πρώτο σπονδυλωτό ζώο που έκανε χρήση φωτοσύνθεσης». Πρέπει να δώσετε τα εύσημα στη σαλαμάνδρα, δεν είναι τόσο πολύ που είναι εξπέρ στο να κλέβει χλωροπλάστες και ψάχνει να είναι ο Ρομπέν των Δασών της ζούγκλας, όχι.

Είναι περισσότερο που όταν η σαλαμάνδρα εκκολάπτει τα αυγά της, δηλαδή τα γεννά, ένα μάτσο φύκια έρχονται να ζήσουν μέσα τους και συμβαίνει κάτι που λέγεται αμοιβαιότητα. Αυτή η αμοιβαιότητα, με απλά λόγια, λειτουργεί όταν δύο οργανισμοί ωφελούν ο ένας τον άλλον. Σε αυτή την περίπτωση τα αυγά χρησιμεύουν ως σπίτι για τα φύκια και τα φύκια παρέχουν στα αυγά οξυγόνο (αυτό είναι γνωστό ως αμοιβαία συμβίωση). Όμορφο δεν είναι;

θαλάσσιος γυμνοσάλιαγκος

Το Elysia cholorotica είναι ένα φυλλόμορφο μαλάκιο που, όπως φαίνεται, είναι από εκείνους που δεν είναι ικανοποιημένοι με τη ζωή που έχουν και θέλουν τη ζωή των άλλων. Για να το πούμε αυτό, βασιζόμαστε στις λίγες μελέτες που έχουν γίνει για αυτόν τον οργανισμό που, όπως πολλοί άνθρωποι, θέλει να ζει μόνο από τον αέρα, μόνο ότι το κάνει στον ήλιο. Ναι, η Elysia cholorotica περνάει όλη τη ζωή τρώγοντας φύκια που της επιτρέπουν να τρέφεται με το φως του ήλιου. Το χαρακτηριστικό πράσινο χρώμα αυτού του θαλάσσιου γυμνοσάλιαγκου προκύπτει ακριβώς από τα φύκια που τρώει.

Τα κοράλλια

Από την άλλη, υπάρχουν και άλλοι οργανισμοί όπως τα κοράλλια, που είναι οι ιδιοκτήτες της επιχείρησης και, αντί να κλέψουν χλωροπλάστες από τα φύκια, απαγάγουν τα φύκια. Κάποια αφεντικά στο θέμα. Μεταξύ φυκιών και κοραλλιών υπάρχει επίσης αμοιβαία συμβίωση. Στην περίπτωση αυτή, τα κοράλλια είναι το καταφύγιο των φυκιών γιατί κανείς άλλος δεν το τρώει, εκτός από το κοράλλι, που χρησιμοποιεί τα φύκια ως τροφή.

ανοξυγονική φωτοσύνθεση

Τέλος, υπάρχουν οι οργανισμοί που πραγματοποιούν ανοξυγονική φωτοσύνθεση (η οποία δεν παράγει οξυγόνο) που είναι τα μωβ ή κόκκινα φωτοσυνθετικά βακτήρια και τα πράσινα βακτήρια, γνωστά ως κυανοβακτήρια.

Αυτό που κάνουν αυτά τα βακτήρια δεν απέχει πολύ από το να είναι εξίσου φανταστικό. Όπως τα φυτά, τα φωτοσυνθετικά βακτήρια χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια για να αναπτυχθούν υγιή και δυνατά, αλλά έχουν απλούστερες δομές και μπορούν να αναπτυχθούν ακόμη και σε εργαστήρια. Όχι μόνοι τους, αλλά στα χέρια ερευνητών που επιθυμούν να μάθουν περισσότερα για τα κυανοβακτήρια, που καταλογίζονται ως υπεύθυνα για την εξέλιξη της ζωής στη γη που έχει.

Φωτοσυνθετικοί οργανισμοί και το βιοπολυμερές κυτταρίνης.

Όχι μόνο οι αναφερόμενοι οργανισμοί εκμεταλλεύονται ή επωφελούνται από τους φωτοσυνθετικούς οργανισμούς. Το κάνουν και οι άνθρωποι. Οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί, όπως τα φυτά, τα φύκια και ορισμένα βακτήρια , παράγουν περισσότερους από 180 δισεκατομμύρια τόνους οργανικής ύλης κάθε χρόνο. Αυτό προέρχεται από τη δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα. Το ήμισυ αυτής της οργανικής ύλης αποτελείται από μακρομόρια υδατανθράκων γνωστά ως βιοπολυμερή κυτταρίνης, τα ίδια που αποτελούν ολόκληρη την εσωτερική δομή των κυττάρων ενός μεγάλου αριθμού φυτών.

Η κυτταρίνη είναι επίσης ένα σημαντικό συστατικό του ξύλου, καθώς και του βαμβακιού και άλλων υφαντικών ινών όπως το λινάρι, η κάνναβη και η γιούτα (ραμί). Για το λόγο αυτό, η κυτταρίνη έπαιζε πάντα σημαντικό ρόλο στη ζωή του ανθρώπου. Επιπλέον, οι εφαρμογές του μπορεί να αποτελέσουν ακόμη και ορόσημο στην κατανόηση της ανθρώπινης εξέλιξης.

Εκλεκτό λινό και ακατέργαστο βαμβάκι έχουν βρεθεί στους τάφους των Αιγυπτίων Φαραώ. Ωστόσο, ήταν στις πρώτες δυναστείες στην Κίνα που δοκιμάστηκαν οι πρώτοι τρόποι δημιουργίας υποστρωμάτων κυτταρίνης που χρησιμοποιούνται για τη γραφή και την εκτύπωση. Η εξερεύνηση, το εμπόριο και η μάχη εξαρτώνται για πολλούς αιώνες από την ικανότητα του ανθρώπου να κατασκευάζει ξύλινα πλοία, να φτιάχνει πανιά από βαμβάκι και σχοινί από κάνναβη.

Μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα, η κυτταρίνη και άλλα βιομακρομόρια που εξάγονταν από ανανεώσιμες πηγές ήταν οι πρώτες ύλες για την παραγωγή καυσίμων, χημικών ουσιών και υλικών. Σιγά σιγά αντικαταστάθηκαν από παράγωγα πετρελαίου. Η εξάντληση των πόρων πετρελαίου, καθώς και η τρέχουσα ανησυχία για την υπερθέρμανση του πλανήτη, έχουν ωθήσει την αλλαγή από την εξάρτηση από ορυκτές πηγές σε ανανεώσιμες πηγές βιομάζας. Αυτό, τόσο σε επίπεδο παραγωγής ενέργειας όσο και σε βασικά προϊόντα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η φωτοσύνθεση και οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί (όπως τα φυτά) είναι τόσο σημαντικοί για την ανθρώπινη και περιβαλλοντική ζωή.

Πηγές

• Alonso, J. (2013). Φωτοσύνθεση και Ζώα .
• Archibald, J. (2014). Ένα συν ένα ίσον ένα: συμβίωση και εξέλιξη του συμπλέγματος. Κριτική από τον Luis Alonso στο Simbiosis : Μια επαναστατική προοπτική της ζωής και της ιστορίας της.
• Ακαδημία Khan. (ν). Αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως .
• Ίδρυμα Aquae. (2021). Ξέρετε πώς λειτουργεί η ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ ; Βίντεο Youtube
• Main, D. (2018). Τα μυστικά των γυμνοσάλιαγκων που «κλέβουν» χλωροπλάστες από τα φύκια .
• Martínez, C. and López, A. (2018). Κυτταρίνη: Φυτικές ίνες και ενέργεια. Φυτά και βιομάζα .
• UCC+i. (2019). « Κυανοβακτήρια» , τα φωτοσυνθετικά βακτήρια που ανακάλυψαν τον κόσμο.