Φωτοσύνθεση 🌞
Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί χρειάζονται ενέργεια για να μεγαλώσουν και να ζήσουν. Τα ζώα την παίρνουν έτοιμη τρώγοντας τροφή. Τα φυτά όμως δεν τρώνε τίποτα έτοιμο· φτιάχνουν μόνα τους την τροφή τους. Από δύο απλά υλικά, το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό, παρασκευάζουν χημικές ενώσεις γεμάτες ενέργεια, όπως η γλυκόζη, με την οποία φτιάχνουν την τροφή τους, το άμυλο. Ταυτόχρονα, απελευθερώνουν στον αέρα οξυγόνο.
Για να γίνει αυτή η διαδικασία, χρειάζονται δύο απαραίτητα στοιχεία: το φως του Ήλιου και μια ειδική χρωστική ουσία των φύλλων, τη χλωροφύλλη. Η ονομασία της διαδικασίας προέρχεται από τις δύο λέξεις που την περιγράφουν καλύτερα: «φως» και «σύνθεση». Έτσι προέκυψε η σύνθετη λέξη «φωτοσύνθεση» — η λειτουργία με την οποία τα φυτά παρασκευάζουν άμυλο. Η φωτοσύνθεση γίνεται μόνο στα πράσινα τμήματα των φυτών, εκεί δηλαδή που υπάρχει χλωροφύλλη.
Τι χρειάζεται και τι παράγει η φωτοσύνθεση
Τα φύλλα απορροφούν διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα, το οποίο είναι απαραίτητο για τη φωτοσύνθεση. Παράλληλα, οι ρίζες του φυτού απορροφούν νερό από το έδαφος, το οποίο ταξιδεύει μέσα από τον βλαστό και φτάνει σε όλα τα μέρη του φυτού, ακόμη και στα φύλλα.
Με αυτά τα δύο υλικά και με τη βοήθεια του φωτός του Ήλιου και της χλωροφύλλης, στα φύλλα παρασκευάζεται άμυλο. Το άμυλο αυτό δεν μένει μόνο στα φύλλα, αλλά μεταφέρεται σε όλα τα υπόλοιπα μέρη του φυτού, για να τραφεί ολόκληρο το φυτό. Ταυτόχρονα με την παρασκευή του αμύλου, τα φύλλα αποβάλλουν οξυγόνο στο περιβάλλον.
Στη φωτοσύνθεση, το φυτό παίρνει διοξείδιο του άνθρακα (από τον αέρα) και νερό (από τις ρίζες), και παράγει άμυλο (τροφή) και οξυγόνο (που αποβάλλεται στον αέρα). Πολλοί μαθητές τα μπερδεύουν, γιατί και το διοξείδιο του άνθρακα και το οξυγόνο είναι αέρια — αλλά το ένα μπαίνει στο φυτό και το άλλο βγαίνει.
Φυτοπλαγκτόν: ο μικροσκοπικός ευεργέτης 🌊
Φωτοσύνθεση δεν κάνουν μόνο τα φυτά της ξηράς και της θάλασσας, αλλά και μικροσκοπικοί οργανισμοί που ζουν μέσα στο νερό, σε βάθος όμως όπου φτάνει το φως του Ήλιου. Αυτοί οι μικροοργανισμοί αποτελούν το φυτοπλαγκτόν. Δεν θυμίζουν καθόλου φυτά, αφού δεν έχουν ρίζες, βλαστούς ή φύλλα, όμως είναι εξαιρετικά πολύτιμο για τη ζωή στον πλανήτη.
Οι οργανισμοί του φυτοπλαγκτόν είναι μικροσκοπικοί, αλλά το πλήθος τους είναι τόσο τεράστιο, που το οξυγόνο που ελευθερώνουν κατά τη φωτοσύνθεση αντιστοιχεί περίπου στο 50% του οξυγόνου ολόκληρης της ατμόσφαιρας! Δηλαδή, από κάθε δύο ανάσες που παίρνεις, η μία οφείλεται σχεδόν σε αυτούς τους αόρατους «βοηθούς» του ωκεανού.
Ένα ιστορικό πείραμα 🧪
Το 1772 ο Άγγλος ερευνητής Priestley πραγματοποίησε ένα πολύ ενδιαφέρον πείραμα. Έβαλε ένα ποντίκι μέσα σε ένα κλειστό γυάλινο δοχείο. Μετά από λίγο το ποντίκι έχασε τις αισθήσεις του, επειδή το οξυγόνο μέσα στο δοχείο δεν ανανεωνόταν. Σε ένα άλλο, ίδιο κλειστό δοχείο έβαλε ένα φυτό, το οποίο όμως αναπτυσσόταν κανονικά.
Ο Priestley έκανε τότε μια τρίτη δοκιμή: έβαλε μαζί, στο ίδιο δοχείο, το ποντίκι και το φυτό. Αυτό που παρατήρησε τον εξέπληξε: το ποντίκι ανέπνεε κανονικά για αρκετή ώρα. Με τα πειράματά του, ο Priestley διαπίστωσε ότι τα φυτά απελευθερώνουν οξυγόνο στο περιβάλλον — το φυτό μέσα στο δοχείο απελευθέρωνε αρκετό οξυγόνο, ώστε το ποντίκι να μπορεί να αναπνέει κανονικά.
Το πείραμα του Priestley ήταν από τα πρώτα που έδειξαν ότι τα φυτά δεν είναι απλώς «διακοσμητικά» στη φύση, αλλά ζωτικής σημασίας για την αναπνοή όλων των ζωντανών οργανισμών, αφού ανανεώνουν το οξυγόνο του αέρα.
Χλωροφύλλη παντού 🌿
Η χλωροφύλλη είναι η χρωστική ουσία με το χαρακτηριστικό πράσινο χρώμα. Όπως χιλιάδες άλλες ουσίες της φύσης, χρησιμοποιείται και αυτή σε πολλά προϊόντα που χρησιμοποιούμε καθημερινά:
| Προϊόν | Χρήση χλωροφύλλης |
|---|---|
| Αποσμητικά σώματος | Καταπολέμηση οσμών |
| Παστίλιες και τσίχλες | Αντιμετώπιση κακοσμίας στόματος |
| Οδοντόκρεμες, στοματικά διαλύματα | Συστατικό καθαρισμού/φροντίδας |
| Τρόφιμα | Χρωστική ουσία (σε μικρές ποσότητες) |
Αναπνοή και διαπνοή: δύο ακόμη λειτουργίες των φυτών
Εκτός από τη φωτοσύνθεση, τα φυτά κάνουν και άλλες δύο σημαντικές λειτουργίες. Η αναπνοή είναι η λειτουργία με την οποία τα φυτά ανταλλάσσουν αέρια με το περιβάλλον: απορροφούν οξυγόνο και αποβάλλουν διοξείδιο του άνθρακα. Το οξυγόνο είναι απαραίτητο, για να διασπαστεί η τροφή τους και να ελευθερωθεί η ενέργειά της. Τα φυτά αναπνέουν από όλα τα μέρη τους — από τα φύλλα, τον βλαστό, ακόμη και από τις ρίζες.
Μην μπερδεύεις τις δύο λειτουργίες: στη φωτοσύνθεση το φυτό απορροφά διοξείδιο του άνθρακα και αποβάλλει οξυγόνο. Στην αναπνοή συμβαίνει ακριβώς το αντίθετο — το φυτό απορροφά οξυγόνο και αποβάλλει διοξείδιο του άνθρακα. Η φωτοσύνθεση χρειάζεται φως, ενώ η αναπνοή γίνεται συνεχώς, μέρα και νύχτα.
Η διαπνοή είναι η διαδικασία με την οποία το φυτό αποβάλλει νερό προς το περιβάλλον, μέσα από πολύ μικρές οπές στα φύλλα, τα στόματα.