La maggior parte delle persone sarebbe d’accordo che la fotosintesi è una grande cosa. Non ho mai sentito nessuno discutere contro di essa. Tuttavia, alcune persone hanno perso lo scopo della fotosintesi. Non è la produzione di ossigeno.
La funzione primaria della fotosintesi è quella di convertire l’energia solare in energia chimica e poi immagazzinare questa energia chimica per un uso futuro. Per la maggior parte, i sistemi viventi del pianeta sono alimentati da questo processo. Non è particolarmente efficiente per gli standard dell’ingegneria umana, ma fa il suo lavoro. La fotosintesi avviene in regioni di una cellula chiamate cloroplasti. La chimica e la fisica sono complesse.
È un po’ umiliante considerare che l’energia nei nostri corpi viaggia per 93 milioni di miglia in poco più di otto minuti, e che la vita ha attinto a quel flusso di energia. Per un breve periodo quell’energia è legata nei sistemi biologici prima di continuare il suo viaggio nel buio dello spazio.
In sostanza, le piante verdi prendono carbonio, idrogeno e ossigeno dalle molecole di anidride carbonica e acqua, e poi li ricombinano in una nuova molecola chiamata glucosio. Questo avviene in presenza di luce solare, naturalmente. L’energia è immagazzinata nei legami della molecola di glucosio. Il glucosio è uno zucchero abbastanza semplice, facile da scomporre. Vi siete mai chiesti perché i bambini rimbalzano sulle pareti e sui soffitti subito dopo una buona dose di zucchero?
Chimicamente parlando, gli input della fotosintesi sono sei atomi di carbonio, 12 di idrogeno e 18 di ossigeno. Il glucosio utilizza sei molecole di carbonio, 12 di idrogeno e sei di ossigeno. La semplice matematica mostra 12 atomi di ossigeno rimanenti, o sei molecole di ossigeno. Gli atomi di ossigeno preferiscono gli accoppiamenti.
Interessante, e non a caso, il processo di respirazione rompe la molecola di glucosio. La respirazione avviene nelle cellule di quasi tutti gli esseri viventi. L’energia liberata viene poi utilizzata per ogni sorta di attività metabolica, compresa l’energia che state usando per leggere questo articolo. La respirazione avviene in regioni della cellula chiamate mitocondri. Le reazioni chimiche sono l’inverso della fotosintesi, usando una molecola di glucosio e sei molecole di ossigeno (12 atomi) come input. L’energia viene rilasciata insieme ad anidride carbonica e acqua.
Ma questa è abbastanza chimica.
Anche gli alberi e le altre piante verdi praticano la respirazione, proprio come gli animali, ma anche la fotosintesi. Ecco perché gli ecologisti classificano le piante verdi come “produttori” e la maggior parte delle altre forme di vita come “consumatori”. Si tratta di energia. Ok, ci sono anche i decompositori, ma questa è un’altra storia e sono ancora dipendenti dall’energia catturata dai produttori.
L’ossigeno è un sottoprodotto della fotosintesi e, di conseguenza, l’anidride carbonica il sottoprodotto della respirazione. Gli alberi sono spesso accreditati come il principale generatore di ossigeno per il pianeta, ma questo sarebbe falso. La maggior parte del pianeta è coperta d’acqua e la fotosintesi collettiva delle alghe è la vera macchina dell’ossigeno.
Nonostante, gli alberi e le foreste sono, in effetti, dei produttori di ossigeno significativi. Tuttavia, se l’ossigeno fosse l’unico beneficio degli alberi e delle foreste, potremmo facilmente vivere senza di loro. E alcune foreste producono più anidride carbonica che ossigeno. Fortunatamente, i benefici degli alberi e delle foreste vanno ben oltre la produzione di ossigeno.
Molto del materiale strutturale di base delle piante e del legno è la cellulosa, che è uno zucchero particolarmente complesso. Le molecole costitutive di carbonio, idrogeno e ossigeno possono essere ricombinate per formare molte sostanze chimiche utili come l’etanolo, i profumi, la bioplastica, i tessuti per l’abbigliamento e una serie di ingredienti industriali. È generalmente accettato che le fonti provenienti da ecosistemi viventi rinnovabili hanno vantaggi distinti rispetto all’uso dei materiali antichi che compongono i combustibili fossili.
Anche le piante e la fotosintesi sono alla base dei combustibili fossili, ma da milioni e milioni di anni fa. Riportare enormi volumi di queste molecole negli ecosistemi viventi ha alcuni inconvenienti che la scienza è diventata abbastanza brava a misurare e descrivere.
Alberi, foreste, suoli forestali e prodotti forestali sono molto importanti nel ciclo del carbonio e nella dimensione relativa dei vari pool di carbonio. Ci sono anche altri elementi che circolano nelle foreste. La scienza ha una buona conoscenza anche di queste relazioni. Gli abitanti del Michigan potrebbero fare bene a dare un po’ più di peso a questi benefici di servizio degli alberi, delle foreste e della gestione delle foreste.
Per quanto riguarda la fotosintesi stessa, forse è meglio se pensiamo di più alla cattura dell’energia e meno alla produzione di ossigeno.