Historia e zbulimit të një fenomeni të mahnitshëm dhe kaq të rëndësishëm si fotosinteza është i rrënjosur thellë në të kaluarën. Më shumë se katër shekuj më parë, në vitin 1600, shkencëtari belg Jan Van - Helmont ngriti një eksperiment të thjeshtë. Ai vendosi një degë shelgu në një qese me 80 kg dhe. Shkencëtari regjistroi peshën fillestare të shelgut, dhe më pas për pesë vjet e ujiti bimën ekskluzivisht me ujë shiu. Cila ishte surpriza e Jan Van - Helmont kur ripeshoi shelgun. Pesha e bimës u rrit me 65 kg, dhe masa e tokës u ul me vetëm 50 gram! Ku i mori bima 64 kg 950 g lëndë ushqyese për shkencëtarin mbeti mister!
Eksperimenti tjetër domethënës në rrugën drejt zbulimit të fotosintezës i përkiste kimistit anglez Joseph Priestley. Shkencëtari vuri një mi nën kapak dhe pas pesë orësh brejtësi vdiq. Kur Priestley vendosi një degëz nenexhiku me miun dhe gjithashtu e mbuloi brejtësin me një kapak, miu mbeti i gjallë. Ky eksperiment e çoi shkencëtarin në idenë se ekziston një proces i kundërt me frymëmarrjen. Jan Ingenhaus në 1779 vërtetoi faktin se vetëm pjesët e gjelbra të bimëve janë të afta të çlirojnë oksigjen. Tre vjet më vonë, shkencëtari zviceran Jean Senebier vërtetoi se dioksidi i karbonit, nën ndikimin e dritës së diellit, dekompozohet në organelet e gjelbra të bimëve. Vetëm pesë vjet më vonë, shkencëtari francez Jacques Bussingault, duke kryer kërkime laboratorike, zbuloi faktin se thithja e ujit nga bimët ndodh edhe gjatë sintezës së substancave organike. Një zbulim historik në 1864 u bë nga botanisti gjerman Julius Sachs. Ai ishte në gjendje të provonte se vëllimi i dioksidit të karbonit të konsumuar dhe oksigjeni i çliruar ndodh në një raport 1: 1.
Fotosinteza është një nga proceset më të rëndësishme biologjike
Në terma shkencorë, fotosinteza (nga greqishtja e vjetër φῶς - dritë dhe σύνθεσις - lidhje, lidhje) është një proces në të cilin substancat organike formohen nga dioksidi i karbonit dhe uji në dritë. Roli kryesor në këtë proces i takon segmenteve fotosintetike.
Duke folur në mënyrë figurative, gjethja e një bime mund të krahasohet me një laborator, dritaret e të cilit përballen me anën e diellit. Është në të që ndodh formimi i substancave organike. Ky proces është baza për ekzistencën e gjithë jetës në Tokë.
Shumë do të bëjnë me arsye pyetjen: çfarë marrin frymë njerëzit që jetojnë në qytet, ku jo vetëm pemët, dhe nuk mund të gjesh fije bari gjatë ditës me zjarr. Përgjigja është shumë e thjeshtë. Fakti është se bimët tokësore përbëjnë vetëm 20% të oksigjenit të çliruar nga bimët. Algat luajnë një rol të madh në prodhimin e oksigjenit në atmosferë. Ato përbëjnë 80% të oksigjenit të prodhuar. Në gjuhën e numrave, si bimët ashtu edhe algat lëshojnë 145 miliardë tonë (!) oksigjen në atmosferë çdo vit! Nuk është çudi që oqeanet e botës quhen "mushkëritë e planetit".
Formula e përgjithshme për fotosintezën është si më poshtë:
Ujë + Dioksid karboni + Dritë → Karbohidrate + Oksigjen
Pse bimët kanë nevojë për fotosintezë?
Siç e kemi kuptuar, fotosinteza është një kusht i domosdoshëm për ekzistencën e njeriut në Tokë. Megjithatë, kjo nuk është arsyeja e vetme pse organizmat fotosintetikë prodhojnë në mënyrë aktive oksigjen në atmosferë. Fakti është se si algat ashtu edhe bimët formojnë çdo vit më shumë se 100 miliardë substanca organike (!), të cilat përbëjnë bazën e aktivitetit të tyre jetësor. Duke kujtuar eksperimentin e Jan Van Helmont, kuptojmë se fotosinteza është baza e të ushqyerit të bimëve. Është vërtetuar shkencërisht se 95% e të korrave përcaktohet nga substanca organike të marra nga bima në procesin e fotosintezës, dhe 5% - ato plehra minerale që kopshtari fut në tokë.
Banorët modernë të verës përqendrohen në ushqimin e tokës së bimëve, duke harruar ushqimin e saj të ajrit. Nuk dihet se çfarë lloj korrjeje mund të merrnin kopshtarët nëse do të ishin të vëmendshëm ndaj procesit të fotosintezës.
Sidoqoftë, as bimët dhe as algat nuk do të mund të prodhonin oksigjen dhe karbohidrate në mënyrë kaq aktive nëse nuk do të kishin një pigment të mrekullueshëm të gjelbër - klorofil.
Sekreti i pigmentit jeshil
Dallimi kryesor midis qelizave bimore dhe qelizave të organizmave të tjerë të gjallë është prania e klorofilit. Nga rruga, është ai që është fajtori i faktit që gjethet e bimëve janë të ngjyrosura pikërisht në jeshile. Ky përbërës organik kompleks ka një veti të mahnitshme: mund të thithë rrezet e diellit! Falë klorofilit, procesi i fotosintezës bëhet i mundur.
Dy faza të fotosintezës
Me fjalë të thjeshta, fotosinteza është një proces në të cilin uji dhe dioksidi i karbonit të zhytur nga një bimë në dritë me ndihmën e klorofilit formojnë sheqer dhe oksigjen. Kështu, substancat inorganike shndërrohen për mrekulli në organike. Sheqeri që rezulton është burimi i energjisë i bimëve.
Fotosinteza ka dy faza: të lehta dhe të errëta.
Faza e lehtë e fotosintezës
Ndodh në membranat tilakoidale.
Thylakoid janë struktura të kufizuara nga një membranë. Ato ndodhen në stromën e kloroplastit.
Rendi i ngjarjeve të fazës së lehtë të fotosintezës:
- Drita godet molekulën e klorofilit, e cila më pas absorbohet nga pigmenti jeshil dhe e sjell atë në një gjendje të ngacmuar. Elektroni i përfshirë në molekulë shkon në një nivel më të lartë, merr pjesë në procesin e sintezës.
- Ka një ndarje të ujit, gjatë së cilës protonet nën ndikimin e elektroneve kthehen në atome hidrogjeni. Më pas, ato shpenzohen për sintezën e karbohidrateve.
- Në fazën përfundimtare të fazës së lehtë, sintetizohet ATP (adenozinatrifosfat). Kjo është një substancë organike që luan rolin e një akumuluesi universal të energjisë në sistemet biologjike.
Faza e errët e fotosintezës
Vendi i fazës së errët është stroma e kloroplasteve. Është gjatë fazës së errët që oksigjeni lirohet dhe glukoza sintetizohet. Shumë do të mendojnë se kjo fazë mori një emër të tillë sepse proceset që ndodhin brenda kësaj faze kryhen ekskluzivisht gjatë natës. Në fakt, kjo nuk është plotësisht e vërtetë. Sinteza e glukozës ndodh rreth orës. Fakti është se është në këtë fazë që energjia e dritës nuk konsumohet më, që do të thotë se thjesht nuk është e nevojshme.
Rëndësia e fotosintezës për bimët
Ne kemi identifikuar tashmë faktin se bimët kanë nevojë për fotosintezë jo më pak se ne. Është shumë e lehtë të flasim për shkallën e fotosintezës në gjuhën e numrave. Shkencëtarët kanë llogaritur se vetëm bimët tokësore ruajnë aq energji diellore sa 100 megaqytete mund të përdorin brenda 100 viteve!
Frymëmarrja e bimëve është një proces i kundërt me fotosintezën. Kuptimi i frymëmarrjes së bimëve është të lëshojë energji në procesin e fotosintezës dhe ta drejtojë atë në nevojat e bimëve. Me fjalë të thjeshta, korrja është ndryshimi midis fotosintezës dhe frymëmarrjes. Sa më shumë fotosintezë dhe frymëmarrje më e ulët, aq më e madhe është korrja dhe anasjelltas!
Fotosinteza është procesi i mahnitshëm që bën të mundur jetën në Tokë!