Fotosyntéza je jednou z najdôležitejších biochemických premien, ktorá určuje existenciu života na Zemi.
Fotosyntéza je biochemický proces, ktorý prebieha iba za prítomnosti svetla v rastlinných bunkách obsahujúcich zelený pigment chlorofyl a žltý karotén (alebo sinice obsahujúce bakteriochlorofyl). V dôsledku chemických reakcií sa jednoduché anorganické zlúčeniny, ako je oxid uhličitý, voda a v ňom rozpustené minerálne soli, premieňajú na organické zlúčeniny, ako sú sacharidy (t. j. jednoduché a zložené cukry), bielkoviny, tuky a farbivá. Vedľajším produktom je tu kyslík, ktorý rastliny uvoľňujú do atmosféry. Vzduch nasýtený týmto kyslíkom využívajú všetky vyššie organizmy, ktoré si ho samy prirodzene nevyrábajú a je pre ne potrebný k životu.
Oxid uhličitý je prijímaný z atmosféry cez prieduchy listov a voda spolu s chemickými zlúčeninami (solami), ktoré sú v nej rozpustené, prijíma rastlina z pôdy cez jej koreňový systém. Voda sa rozkladá energiou poskytovanou svetlom absorbovaným chlorofylom: kyslík sa uvoľňuje do atmosféry a vodík sa spolu s uhlíkom (odvodeným z oxidu uhličitého) redukuje a zabudováva do rastlinných tkanív.
Tento proces prebieha iba v chloroplastoch (bunky obsahujúce chlorofyl) a prebieha v dvoch fázach:
- svetlá fáza spočíva v štiepení vody pod vplyvom svetelnej energie absorbovanej a spracovanej chlorofylom. Uvoľňuje sa kyslík a vodík a energia sa ukladajú v tkanivách rastliny;
- tmavá fáza je ďalšou fázou, počas ktorej prebiehajú biochemické reakcie bez účasti svetla, no na to je potrebná chemická energia (nazývaná asimilačná sila) z prvej fázy.A tu po sérii chemických reakcií vznikajú spomínané organické zlúčeniny. Tento proces prebieha v chloroplastoch a je inak známy ako cyklus fotosyntetickej redukcie uhlíka.
Prečo je fotosyntéza dôležitá pri pestovaní rastlín?
Fotosyntéza je najdôležitejší biochemický proces v prírode, pretože práve vďaka nej sa hromadí chemická energia vo forme sacharidov, bielkovín, tukov a iných organických zlúčenín, ktoré sú základom existencie všetkých živých bytostí. Vďaka fotosyntéze sa uhlík dostáva do kolobehu hmoty v prírode a umožňuje vývoj (rast) rastlín. Zlúčeniny produkované v procese fotosyntézy sú jediným zdrojom tvorby biomasy, preto sú prvým článkom v našom potravinovom reťazci.
Ak by neexistovala fotosyntéza, život na Zemi by prestal existovať. Na jeho správny priebeh potrebujete – ako viete – oxid uhličitý, vodu a svetlo v správnom pomere.Nadbytok aj nedostatok ktoréhokoľvek z týchto faktorov by otriasli pomerne krehkou rovnováhou existujúcou v prírode. Účinnosť rastlinných pletív obsahujúcich chlorofyl závisí od aktívneho povrchu ich listov, pretože obsahujú chlorofyl a prieduchy, ktoré absorbujú oxid uhličitý a časť vody uvoľňujú vo forme vodnej pary. Správny vývoj rastliny zabezpečuje aj správne tvarovaný a fungujúci koreňový systém, ktorý čerpá vodu zo zeme.
Čo je hrozbou pre život na Zemi
- Žiadna zdravá vegetácia, a teda žiadni producenti kyslíka. Pôda je systematicky zbavovaná stromov a kríkov, a to nielen v celosvetovom meradle (devastácia dažďových pralesov kvôli pestovaniu kokosových paliem, avokáda, kukurice a pod.), ale aj v celoštátnom meradle (výrub hustých lesných masívov, stredové pole , pri cestách, sídliskových a osadových stromoch). Trávniky – ako tie anglické – kosia nízko a často. Vyčistenie veľkých plôch poľnohospodárskej pôdy od prirodzenej a trvalej vegetácie je kontraproduktívne, pretože nezabezpečí väčšie úrody.Vietor fúka cez polia bez stromov, urýchľuje transpiráciu a tým spôsobuje straty vody, čo má za následok nižšie výnosy.
- Nedostatok vody, jednej z troch zložiek procesu fotosyntézy. Nadmerná ťažba pôdy vo veľkoplošných plodinách a nadmerné chemické hnojenie zhoršuje jej štruktúru a schopnosť zadržiavať vodu. Rovnako nebezpečná je miera krajinnej pokrývky (najmä v mestách) vodonepriepustnými povrchmi a zástavba čoraz väčších plôch veľkoformátovou zástavbou, pretože dramaticky, až o 90% zvyšuje povrchový odtok vody. Nenávratne ho strácame odvodňovaním dažďových splaškov do riek. Dôsledkom regulácie mnohých vodných tokov je rýchly odtok vody z vyššie položených oblastí do dolných tokov riek, hoci ani tam sa voda nemá kam rozliať a postupne saturuje hlbšie vrstvy pôdy.
V prírode existuje jednoduchý vzorec: menej vody, menej fotosyntézy, menej biomasy, a teda menej kyslíka. Budeme si môcť ako spoločnosť dovoliť priemyselnú výrobu kyslíka, alebo ochorieme a zomrieme?