De fleste har nok hørt om fotosyntese, men vet du egentlig hva denne prosessen går ut på? Liv på jorden er avhengig av fotosyntesen og dette er en kjemisk prosess som får planter til å bruke energi fra solen. Energien kan deretter brukes til å forvandle karbondioksid (CO2) og vann til oksygen og karbohydrater.
Både mennesker og dyr trenger karbohydrater, og vi trenger oksygen for å puste. Derfor kunne verken dyr eller mennesker overlevd på jorden uten fotosyntesen. Selve ordet betyr å bygge ved hjelp av lys – det er nettopp dette planten gjør. I denne artikkelen ser vi nærmere på hva fotosyntese egentlig er og hvordan alt henger sammen.
Innholdsfortegnelse
Hvordan fungerer fotosyntesen?
For at den kjemiske prosessen, fotosyntesen, skal fungere, trenger den tre byggesteiner: vann, CO2 og energi. Planter henter CO2 fra små åpninger som befinner seg på bladene, mens røttene står for opptak av vann.
Når solstråler treffer en plante, vil energien i strålene reagere med plantenes fargestoff. Planter består av flere fargestoffer, men det aller viktigste heter klorofyll. Det er klorofyll som gir planter den karakteristiske grønne fargen.
Klorofyllet som befinner seg i planten, evner å absorbere energien som kommer fra sollyset. Deretter blir det satt i gang en prosess som forvandler CO2 og vann til oksygen og sukker. Dette sukkeret er blant annet med på å danne cellulose, karbohydrater og stivelse i planten. Oksygenet er derimot et avfallsprodukt og dette vil planter kvitte seg med.
Vi har flere biologiske prosesser på jorden, men fotosyntesen er den viktigste. Likevel kan ikke planter overleve på bare CO2, sol og vann. Røttene som tar opp vann, sørger også for å gi planter viktige næringsstoffer fra jorden. Her kan vi nevne kalium, nitrogen og fosfor. Disse næringsstoffene er det som gjør at gjødsel gir bedre vekst.
Fin video som forklarer fotosyntese enkelt:
Fotosyntese og klima
Når vi snakker om fotosyntese og CO2, er det naturlig å stusse – dette er jo tross alt en klimagass. Men det er stor forskjell på naturlig CO2 og menneskeskapt utslipp. Det er ingen tvil om at CO2 er en av de største pådriverne til global oppvarming og drivhuseffekten. CO2 er dog ikke farlig i seg selv.
CO2 oppstår naturlig, men mennesker slipper ut mer CO2 enn hva skog og planter klarer å omdanne. Derfor har vi nå en svært høy konsentrasjon av CO2 i atmosfæren. Denne konsentrasjonen har økt med hele 45 %, sammenlignet med hva den ville vært naturlig.
Hvorfor trenger vi fotosyntese?
Du har sikkert hørt at fotosyntese er en nødvendig prosess som sikrer liv på jordet – dette har vi også nevnt. Men hvorfor er det slik? Fotosyntese er vanligvis noe vi forbinder med alger og grønne planter, men det finnes også andre bakterier som utfører den samme prosessen.
For å drive fotosyntese, trenger vi energien som komme fra solen. Derfor kan vi at energien som er lagret i planten, egentlig kommer fra solen og dermed er en fornybar energi. Fotosyntesen finner seg i unike organeller som befinner seg i planteceller – disse klar vi for kloroplaster, eller klorofyll.
Organismer som planter, kan lage energirike forbindelser på egen hånd. Derfor kaller vi disse for «autotrofe organismer». Mennesker kan ikke drive fotosyntese. Det kan heller ikke sopp og dyr. Mennesker, dyr, sopp og alle andre organismer som ikke kan skape denne prosessen, er helt avhengige av plantene og de energirike forbindelsene som blir skapt i fotosyntesen.
Dette handler ikke bare om oksygen, men karbohydrater og energi. Selv om du bare hadde spist kjøtt og ingen planter, kommer energien fra kjøttet egentlig fra planter. Dyr spiser planter og andre dyr, akkurat som mennesker både spiser kjøtt og planter. Den energien som vi til slutt får fra kjøttet, har på et eller annet tidspunkt kommet fra planter. Vi er avhengig av energi fra andre, og kalles derfor for heterotrofe organismer.
Fotosyntese gir liv til jorden
Det finnes mange planeter i universet, men det er ikke alle som er velegnet for dyre- og menneskeliv. Jorden vår er naturligvis en av plantene det er mulig å leve på, og dette skyldes tre årsaker. Først og fremst har vi en temperatur som gjør det mulig for vann å flyte. Vannet fordamper ikke og fryser ikke umiddelbart – flytende vann er grunnleggende for alt liv.
Deretter har vi lys fra solen, og en atmosfære som er gunstig satt sammen med oksygen. Alle disse tre forholden hadde ikke eksistert dersom ikke fotosyntesen fantes. De grønne plantene vi har på land og alger samt planteplankton i havet, har evnen til å benytte sollys for å fotolysere vannmolekyler og frigjøre oksygen.
Et vannmolekyl inneholder alltid ett oksygenatom, oksygengass inneholder derimot to. Vannmolekyler må derfor fotolyseres eller spaltes for hvert eneste oksygenmolekyl som slippes ut. Det er dette som skjer i den viktige fotosyntesen og lysreaksjonen. Hydrogenet i vannmolekyl, består av både ett proton og ett elektron. Disse brukes sammen med karbondioksid når fotosyntesen lager sukkermolekyler og andre organiske molekyler.
Uten fotosyntese – ville livet på jorden sett anderledes ut:
Hvor forekommer fotosyntese?
Vi har snakket om grønne planter, hvilket er den mest kjente organismen som evner å fotolysere. Men fotosyntesen forekommer også i andre organismer som vi så vidt har nevnt, nemlig alger, blågrønnbakterier og planteplankton. Alle planter som inneholder klorofyll, kan absorbere lys og energikilder. Alger har også denne evnen – både grønnalger, brunalger og rødalger.
Vi finner også fotosyntese i blågrønnbakterier, som for eksempel proklorofytter og andre anaerobe fotosyntetiske bakterier. Den sistnevnte organismen kan fotosyntese dersom de lever i et vann som også har oksygen. Her er det ofte snakk om purpur eller grønne bakterier som også inneholder ulike klorofyll-typer.
Livet på havbunnen
Men alt liv på jorden foregår ikke i lyset. På dypbannshavbunnen finnes det også fisker og organismer som lever i et absolutt mørke. Her er det vulkansk aktivitet og en hydrotermisk undervannskilde. Dette er basert på noe som kalles kjemosyntese, og er det eneste alternativet til fotosyntese.
Kjemosyntese finner vi hos kjemolitoautotrofe bakterier. I stedet for lysenergi, bruker disse bakteriene en kjemisk energi. Denne får de gjennom oksidasjon av forskjellige uorganiske forbindelser. Disse blir deretter syntetisere organiske forbindelser fra både vann og karbondioksid.
Det livet som eksisterer på havbunnen, kan altså leve takket være kjemosyntese – kjemisk energi fremfor lysenergi. Men for at kjemosyntese skal finne sted, er vi avhengig av oksygen. Derfor kan vi si at det organismene som lever i absolutt mørke, også er avhengig av fotosyntese, men på en indirekte måte.
Fantastisk video som forklarer sammenhengen mellom fotosyntese og CO2:
Absorberer planter alt av lys?
Nei, når blader blir utsatt for lys vil 80 til 90 % av dette absorberes. En mindre del av lyset går gjennom bladet eller reflekteres. Dette gjelder både kunstig lys og sollys. Men det er ikke slik at alt lyset som absorberes blir benyttet i fotosyntesen. Faktisk er det kun mellom 1 og 2 % av den absorberte lysenergien som utnyttes.
Den resterende energien brukes blant annet til å avkjøle planten, fordampe vann eller forsvinner som varme. Selve fotosyntesen er en kompleks prosess og det hele foregår i unike legemer og organeller – kloroplaster. Inne i disse kloroplastene finner vi ulike fargestoffer, og disse spiller en rolle angående hvilket lys planten kan absorbere.
Vi har allerede nevnt at klorofyll skaper grønnfargen i planten. Men det finnes også andre karotenoider i planter, disse kan være oransje eller gule. Klorofyllet sørger for å absorbere fiolett, rødt og blått lys. Klorofyll kan absorbere andre synlige lys, men i langt mindre grad. Karotenoidene absorberer derimot blått lys.
Fotosyntesen blir påvirket av flere faktorer
Det er mange faktorer som kan påvirke fotosyntesen. Tilgangen på mineralnæring er en stor faktor, og her er det viktig at planten får fosfor og nitrogen. Men mengde lys, temperatur, vekstsesongens lengde og vanntilgang spiller også en stor rolle.
Fotosyntesen kan foregår i svakt lys, men lysintensiteten er fortsatt en viktig faktor. Dersom planten får for lite lys, vil platen utskille mer CO2 enn den klarer å ta opp. Planter og andre organismer er avhengig av en viss lysintensitet, for at opptaket og frigjøringen av CO2 skal være like stor.
Men noen planter har tilvendt seg mørket og skygge – disse kalles for skyggeplanter. Planter som over lengre tid har utviklet seg i skygge, har også et langt lavere mørk-respirasjon og lys-kompensasjonspunkt enn vanlige «solplanter». CO2 kan i enkelte tilfeller være en begrensende faktor i naturen når det gjelder fotosyntesen.
Alle planter har et eget CO2-kompensasjonspunkt. Når konsentrasjonene av CO2 er lav, vil bladene få flere spalteåpninger. Det er disse åpningen som absorberer lyset. I områder hvor det er en høy konsentrasjon av CO2 blir spalteåpningene mindre og færre.
Som tidligere nevnt vil klimaet påvirkes direkte av fotosyntesen – og vice versa:
Oppsummering
Fotosyntesen er kompleks, men kort fortalt er dette årsaken til at vi kan leve på jorden. Fotosyntesen sikrer at både mennesker og dyr får den oksygenet de trenger for å puste, samt energien vi behøver fra maten vi spiser. Uten fotosyntesen hadde det ikke vært mulig å leve på jorden.
Temperaturen vi har tillater at flytende vann kan eksistere, lyset fra solen og en gunstig atmosfære med oksygen, er de tre forholdene som gjør at jorden er velegnet for både dyreliv og menneskeliv.
Hvis ikke plantene, alger og plankton hadde evnen til å bruke sollyset, spalte vannmolekyler og frigjøre oksygen, hadde ikke disse forholdene eksistert. Derfor er fotosyntesen viktig, og selve grunnmuren til livet på jorden.