Ang lahat ng mga halaman, pati na rin ang mga algae at ilang mga microorganism, ay umunlad upang magsagawa ng isang natatanging proseso: potosintesis. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nagpapahintulot sa kanila na baguhin ang solar energy sa pagkain, isang bagay na mahalaga hindi lamang para sa kanilang paglaki, kundi pati na rin para sa balanse ng kapaligiran. Ang photosynthesis ay nagreresulta sa paggawa ng oxygen, na mahalaga para sa karamihan ng mga organismong terrestrial.
Ang artikulong ito ay naglalayong mag-alok ng isang komprehensibong paliwanag ng proseso ng photosynthetic, na pinaghiwa-hiwalay ang mga yugto nito, ang kahalagahan nito para sa klima, pati na rin ang paggana ng mga halaman sa araw at gabi.
Ano ang photosynthesis?
Ang photosynthesis ay ang proseso kung saan ang mga halaman, algae, at ilang bakterya ay nagko-convert ng sikat ng araw sa enerhiya ng kemikal, pangunahin sa anyo ng glucose. Ang mahalagang prosesong ito ay nangyayari sa mga chloroplast, partikular sa mga thylakoids, kung saan ang liwanag ay nakukuha ng chlorophyll.
Ang mga pangunahing elemento na kasangkot sa photosynthesis ay:
- Liwanag ng araw: kinakailangan upang mapalakas ang photosynthesis. Ang chlorophyll ay sumisipsip ng pula at asul na wavelength ng liwanag, mahalaga para sa proseso.
- Carbon dioxide: nakuha mula sa hangin sa pamamagitan ng stomata ng mga dahon; mahalaga para sa paggawa ng karbohidrat sa madilim na yugto.
- Tubig: hinihigop ng mga ugat at dinadala sa mga dahon. Ang tubig ay nahati sa panahon ng photosynthesis, na bumubuo ng oxygen bilang isang byproduct.
- Chlorophyll: pangunahing berdeng pigment na sumisipsip ng sikat ng araw sa mga chloroplast.
- Oxygen: byproduct na inilabas sa kapaligiran ng proseso ng photosynthetic, mahalaga para sa paghinga ng karamihan sa mga nabubuhay na nilalang.
Mga yugto ng potosintesis
Proseso ng Photosynthesis sa Mga Halaman
Ang photosynthesis ay nangyayari sa dalawang magkaibang yugto: liwanag na bahagi at madilim na yugto o Calvin Cycle. Bagama't magkaugnay ang dalawa sa proseso ng conversion ng enerhiya, ibang-iba ang mga ito sa kanilang operasyon.
Banayad na yugto
Sa yugtong ito, na tinatawag ding photochemical phase, ang sikat ng araw ay nakukuha ng chlorophyll, pinasisigla ang mga electron at nag-trigger ng isang serye ng mga reaksyon kung saan ang tubig ay nahahati sa mga proton, electron at oxygen. Ang mga electron ay dumadaan sa isang electronic transport chain na bumubuo ng ATP (adenosine triphosphate) at NADPH (nicotin adenine dinucleotide phosphate), mga compound na nag-iimbak ng enerhiya. Ang mga produktong ito ay magiging mahalaga para sa susunod na yugto.
Madilim na yugto (Calvin Cycle)
Ang madilim na bahagi, na kilala rin bilang ang Calvin-Benson cycle, ay nagaganap sa stroma ng mga chloroplast. Bagama't hindi ito direktang nakadepende sa sikat ng araw, ginagamit nito ang ATP at NADPH na nabuo sa light phase. Ang rubisco enzyme ay nag-catalyze sa pag-aayos ng carbon dioxide, na binabago ang mga di-organikong molekula sa mga carbohydrate, pangunahin ang glucose.
Skema ng potosintesis
Ang sumusunod na scheme ay nagbubuod sa kemikal na proseso ng photosynthesis:
6 CO2 (carbon dioxide) + 6 H2O (tubig) + solar energy → C6H12O6 (glucose) + 6 O2 (oxygen)
Ang prosesong ito ay hindi lamang gumagawa ng oxygen, ngunit nakakakuha din ng carbon mula sa atmospera, na may direktang epekto sa ating klima.
Kahalagahan ng potosintesis
Ang papel ng photosynthesis para sa buhay sa Earth ay hindi maikakaila. Ang mga halaman, sa pamamagitan ng pagsasagawa ng prosesong ito, ay hindi lamang nagbibigay ng oxygen, ngunit sumisipsip din ng malaking halaga ng carbon dioxide. Nakakatulong ito na mabawasan ang epekto ng greenhouse at pagbabago ng klima. Gayundin, ang photosynthesis ay nagtatatag ng batayan ng mga kadena ng pagkain, na nagpapahintulot sa pagbuo ng lahat ng terrestrial at aquatic ecosystem.
Photosynthesis at klima
Ang mga halaman ay may mahalagang papel sa pagsasaayos ng klima. Sa pamamagitan ng pagsipsip ng carbon dioxide, isang greenhouse gas, pinapabagal nila ang global warming. Ginagawa nitong baga ng planeta ang mga kagubatan at iba pang ekosistem na mayaman sa mga halaman, na tumutulong na mapanatili ang pangmatagalang balanse sa atmospera. Ang paglago ng mga halaman ay isang mahalagang kasangkapan upang labanan ang pagtaas ng carbon load sa atmospera.
Photosynthesis sa iba't ibang organismo
Bilang karagdagan sa mga halaman, ang ibang mga organismo tulad ng algae at ilang bakterya ay nagsasagawa rin ng photosynthesis. Mayroong dalawang pangunahing uri ng photosynthesis depende sa uri ng organismo at sa kapaligiran kung saan sila nakatira:
- Oxygenic photosynthesis: nangyayari sa mga halaman, algae at cyanobacteria. Gumagamit ito ng tubig bilang isang electron donor at naglalabas ng oxygen.
- Anoxygenic photosynthesis: tipikal ng berde at lila na bakterya, kung saan ang mga compound tulad ng hydrogen sulfide ay ginagamit sa halip na tubig, at hindi gumagawa ng oxygen.
Ang parehong mga uri ay mahalaga para sa biological na balanse ng kani-kanilang mga tirahan.
Photosynthesis at ang hinaharap ng planeta
Sinusubukan ng iba't ibang mga pang-agham na hakbangin na gayahin ang proseso ng photosynthetic upang lumikha ng mga mapagkukunan ng nababagong enerhiya. Ang artipisyal na photosynthesis maaaring baguhin nang lubusan ang henerasyon ng malinis na enerhiya, bawasan ang pag-asa sa fossil fuels at pagbabawas ng greenhouse gas emissions. Bagama't nangangako ang mga pag-unlad, ang kakayahang gayahin ang natural na kahusayan ng proseso ay nananatiling isang pandaigdigang hamon sa teknolohiya.
Upang matiyak ang pagpapanatili ng planeta, ito ay kagyat na protektahan ang mga lugar ng halaman na nagsisilbing carbon sink at nagpapanatili ng natural na photosynthesis bilang isang kailangang-kailangan na kaalyado sa paglaban sa pagbabago ng klima.
Ang natural na mekanismo ng photosynthesis, na naroroon sa mga halaman at ilang mga organismo, ay isa sa mga pangunahing haligi ng buhay sa Earth dahil sa kakayahang sumipsip ng carbon dioxide, gumawa ng oxygen at mapanatili ang balanse ng mga ecosystem.