Fotosyntéza je jednou z nejdůležitějších biochemických přeměn, určujících existenci života na Zemi.
Fotosyntéza je biochemický proces, ke kterému dochází pouze za přítomnosti světla v rostlinných buňkách obsahujících zelené barvivo chlorofyl a žlutý karoten (nebo sinice obsahující bakteriochlorofyl). V důsledku chemických reakcí se jednoduché anorganické sloučeniny, jako je oxid uhličitý, voda a minerální soli v něm rozpuštěné, přeměňují na organické sloučeniny, jako jsou sacharidy (tj. jednoduché a složené cukry), bílkoviny, tuky a barviva. Vedlejším produktem je zde kyslík, který rostliny uvolňují do atmosféry. Vzduch nasycený tímto kyslíkem využívají všechny vyšší organismy, které si ho samy přirozeně neprodukují a je pro ně nutný k životu.
Oxid uhličitý je z atmosféry odebírán průduchy listů a voda spolu s chemickými sloučeninami (soli), které jsou v ní rozpuštěny, je přijímána rostlinou z půdy kořenovým systémem. Voda se rozkládá energií dodanou světlem absorbovaným chlorofylem: kyslík se uvolňuje do atmosféry a vodík spolu s uhlíkem (pocházejícím z oxidu uhličitého) se redukuje a zabudovává do rostlinných tkání.
Tento proces probíhá pouze v chloroplastech (buňkách obsahujících chlorofyl) a probíhá ve dvou fázích:
- světelná fáze spočívá ve štěpení vody pod vlivem světelné energie absorbované a zpracované chlorofylem. Uvolňuje se kyslík a vodík a energie se ukládají v tkáních rostliny;
- tmavá fáze je další fází, během které probíhají biochemické reakce bez účasti světla, ale k tomu je nezbytná chemická energie (nazývaná asimilační síla) z první fáze.A zde po řadě chemických reakcí vznikají již zmíněné organické sloučeniny. Tento proces probíhá v chloroplastech a je jinak známý jako fotosyntetický cyklus redukce uhlíku.
Proč je fotosyntéza důležitá při pěstování rostlin?
Fotosyntéza je nejdůležitější biochemický proces v přírodě, protože právě díky ní se akumuluje chemická energie ve formě sacharidů, bílkovin, tuků a dalších organických sloučenin, které jsou základem existence všech živých bytostí. Uhlík se díky fotosyntéze dostává do koloběhu hmoty v přírodě a umožňuje vývoj (růst) rostlin. Sloučeniny produkované v procesu fotosyntézy jsou jediným zdrojem tvorby biomasy, jsou tedy prvním článkem našeho potravního řetězce.
Kdyby neexistovala fotosyntéza, život na Zemi by přestal existovat. Pro jeho správný průběh potřebujete – jak jistě víte – oxid uhličitý, vodu a světlo ve správném poměru.Nadbytek i nedostatek kteréhokoli z těchto faktorů by otřásly poněkud křehkou rovnováhou existující v přírodě. Účinnost rostlinných pletiv obsahujících chlorofyl závisí na aktivním povrchu jejich listů, protože obsahují chlorofyl a průduchy, které absorbují oxid uhličitý a část vody uvolňují ve formě vodní páry. Správný vývoj rostliny zajišťuje také správně tvarovaný a fungující kořenový systém, který čerpá vodu ze země.
Co je hrozbou pro život na Zemi
- Žádná zdravá vegetace, a tudíž žádní producenti kyslíku. Půda je systematicky zbavována stromů a keřů, a to nejen v celosvětovém měřítku (devastace deštných pralesů pro pěstování kokosových palem, avokáda, kukuřice atd.), ale i v celostátním měřítku (kácení hustých lesních masivů, střední pole , krajnice, sídliště a přídělové stromy). Trávníky – jako ty anglické – se sekají nízko a často. Odstraňování velkých ploch zemědělské půdy přirozené a víceleté vegetace je kontraproduktivní, protože nezajistí větší výnosy.Vítr fouká přes bezlesá pole, urychluje transpiraci a tím způsobuje ztráty vody, což má za následek nižší výnosy.
- Nedostatek vody, jedné ze tří složek procesu fotosyntézy. Nadměrná těžba půdy ve velkoplošných plodinách a nadměrné chemické hnojení zhoršují její strukturu a schopnost zadržovat vodu. Neméně nebezpečný je stupeň krajinné pokrývky (zejména ve městech) vodonepropustnými povrchy a zástavba stále větších ploch velkoformátovou zástavbou, protože dramaticky, až o 90 %, zvyšuje povrchový odtok vody. Nenávratně ji ztrácíme odvodněním dešťových stok do řek. Důsledkem regulace mnoha vodních toků je rychlý odtok vody z výše položených oblastí do dolních toků řek, i když ani tam se voda nemá kam rozlévat a postupně nasycuje hlubší vrstvy půdy.
V přírodě existuje jednoduchý vzorec: méně vody, méně fotosyntézy, méně biomasy, a tedy méně kyslíku. Budeme si jako společnost moci dovolit průmyslovou výrobu kyslíku, nebo onemocníme a zemřeme?