Fotosinteza: cum funcționează?
Fotosinteza este în special sinteza materiei organice (= conținând carbon) zaharuri, din apă (H20) extrasă de la sol de rădăcini și dioxid de carbon (CO2) captată în aer de frunze. Această reacție produce oxigen (O2), eliberat în atmosferă. Energia necesară pentru această transformare este furnizată de lumina soarelui (fotoni). Fără soare și mai precis fără lumină, nu există fotosinteză.
The reacție chimică (simplificată) este următorul:
energie solara
CO2 + H2O ---------------------> zaharuri (C6H12O6) + 02
E aici seva cruda care alimentează celulele frunzelor cu apă pentru reacția fotosintetică. Această sevă brută se ridică de la rădăcini la frunze, prin xilem (vase care conduc seva brută; citiți: Cum circulă seva în plante?). Această sevă brută conține apă și, sub formă dizolvată, minerale și oligoelemente capturate în sol (azot, fosfor, potasiu, magneziu, fier etc.). În frunze, această sevă brută este încărcată cu carbohidrați (zaharoză, xilitol, manitol …) produsă prin fotosinteză: se numește apoi seva dezvoltată. Această sevă elaborată este redistribuită, prin vasele floemului, în întreaga plantă pentru a permite sinteza și menținerea țesuturilor plantelor, precum și funcționarea acestora.
Este grație fotosintezei că planta își produce propriul material : din zaharurile astfel sintetizate și din mineralele extrase din sol, va produce toate țesuturile care îl constituie. Acesta este motivul pentru care spunem despre plante că sunt chiuveta de carbon : captează CO2 în aer (unde C = carbon) și îl reciclează în lemn, frunze, tulpini, adică materie organică. Carbonul este astfel stocat temporar sub formă organică, înainte de a reveni ulterior la starea minerală (descompunerea deșeurilor vegetale în sol, lemnul ars etc.).
Legenda imaginii de mai sus: A: canal de rășină; B: cameră substomatică; C: stomate; D: mezofilă fotosintetică; E: xilem; F: floem; G: endoderm; H: epiderma.
Fotosinteza și clorofila
Fotosinteza este realizată de toate organismele fotosintetice care posedă clorofilă : plante terestre, alge, și unele bacterii. La plante, fotosinteza are loc de cele mai multe ori în frunze (mai precis, în partea internă a frunzelor: mezofila frunzelor). Cu toate acestea, la unele plante, fotosinteza poate avea loc în tulpini (euphorbiaceae suculente, cactuși etc.).
Celulele mezofilei frunzelor (partea interioară a frunzei) conțin cloroplaste, feluri de buzunare în care se află clorofila, un pigment care dă frunzelor culoarea lor verde. Clorofila este cea care permite reacția fotosintetică.
Pigmenți verzi … și galbeni!
Când vorbim despre clorofilă în sens larg, ne referim de fapt la a grup de pigmenți, inclusiv clorofile a și b (culoare verde), xantofile (culoare galbenă) și caroten (culoare galben ușor portocalie).
Este posibil să separați acești diferiți pigmenți de clorofila (în sens larg) extrasă din frunze, prin simpla măcinare a țesuturilor frunzelor și dizolvarea „sucului” în etanol. După filtrare, a extract de culoare verde. Diferenții pigmenți (galbeni și verzi) sunt apoi separați, în funcție de greutatea lor, prin cromatografie: pigmenții mai ușori migrează cel mai îndepărtat, cei mai grei rămân în apropierea locului depozitului inițial al picăturii de extract alcoolic și se obțin diferite pete pe o foaie de hârtie (sau alt suport).
Fără fotosinteză fără clorofilă: ce zici de frunzele pestrițe?
Și când frunzele sunt albe, adică lipsite de clorofilă? Buna intrebare. Răspunde: în cazul frunzelor pestrițe, de fapt, zonele frunzelor care nu sunt pigmentate nu „fac” fotosinteza. Locuiesc în detrimentul zonelor verzi, unde clorofila își joacă rolul. Aceste zone albe, galbene deschise sau verzi foarte palide (în funcție de faptul dacă celulele de acolo sunt complet lipsite de pigmenți de clorofilă sau dacă sunt prezenți în cantități mici) se comportă așadar ca niște paraziți față de restul corpului. zonele verzi oferă hrană zonelor albe.
Acesta este motivul pentru care soiurile de frunze pestrițe sunt adesea mai puțin viguroase decât soiurile cu frunze total verzi. De aceea au și ei au nevoie de mai multă lumină : deoarece clorofila este mai puțin abundentă, este nevoie de mai multă lumină pentru a produce o cantitate suficientă de zahăr pentru viața plantei.
Plante fără clorofile?
O plantă complet depigmentată nu ar putea trăi independent. Dar, din moment ce natura iubește particularitățile, există totuși rare specii de plante care trăiesc în paraziți pe alte plante sau care au stabilit o simbioză (un fel de parteneriat) cu alte organisme capabile să asigure fotosinteza (cum ar fi anumite ciuperci).
Mai jos: Monotropa uniflora este o plantă din familia Ericaceae, complet lipsită de clorofilă, care trăiește parazitând micorizele prezente pe rădăcinile anumitor conifere.
Fotosinteza, esențială pentru viața pe pământ
Fotosinteza este esențială la scara plantei, deoarece îi permite să trăiască. De asemenea, este esențial pentru noi: fotosinteza permite într-adevăr viața pe Pământ, nici mai mult nici mai puțin ! Este datorită activității fotosintetice că atmosfera pământului s-a îmbogățit treptat cu oxigen, și ea este, de asemenea singura modalitate de a crea materie organică din elemente minerale. Fără ea, fără materie organică (deci fără plante, fără animale, fără ciuperci … într-un cuvânt: fără viață!). Fără fotosinteză, Pământul ar fi doar o grămadă de pietricele, o planetă moartă …
Și, pentru a termina, să ne oprim la o idee preconcepută: nu, pădurile nu sunt principalul „plămân verde” al planetei. Algele și fitoplanctonul produc în general mai mult O2 decât copacii. Astfel, mările și oceanele sunt sediul celei mai importante activități fotosintetice, inducând cea mai puternică emisie de oxigen, în fața pădurilor.
Frunze prăfuite, plantă suferindă!
Se spune adesea că este bine să curățați în mod regulat frunzele plantelor de apartament. Nu este doar o chestiune de estetică: cine spune praf pe frunze, spune o penetrare mai puțin bună a luminii către cloroplaste, deci mai puțină fotosinteză și mai puțină hrană produsă de plantă. Pe de altă parte, argumentul unei respirații mai slabe a frunzelor, „sufocate” sub un strat de praf, este mai discutabil: schimburile de gaze au loc prin stomate, mici orificii situate în general pe partea inferioară a frunzelor, atât de puțin susceptibil de înfundare de praf, care se adună în principal pe vârfurile frunzelor.
