Większość ludzi zgodzi się, że fotosynteza to wspaniała rzecz. Nigdy nie słyszałem, aby ktoś się temu sprzeciwiał. Jednakże, niektórzy ludzie nie dostrzegają celu fotosyntezy. To nie jest produkcja tlenu.

Podstawową funkcją fotosyntezy jest przekształcanie energii słonecznej w energię chemiczną, a następnie przechowywanie tej energii chemicznej do przyszłego użytku. W przeważającej części, systemy żywe na naszej planecie są zasilane przez ten proces. Nie jest on szczególnie wydajny według standardów ludzkiej inżynierii, ale spełnia swoje zadanie. Fotosynteza zachodzi w rejonach komórki zwanych chloroplastami. Chemia i fizyka są skomplikowane.

To trochę pokorne rozważać, że energia w naszych ciałach pokonuje 93 miliony mil w nieco więcej niż osiem minut, i że życie ma dostęp do tego strumienia energii. Przez krótki czas energia ta jest związana w systemach biologicznych, zanim kontynuuje swoją wesołą drogę w ciemność kosmosu.

W istocie, rośliny zielone pobierają węgiel, wodór i tlen z cząsteczek dwutlenku węgla i wody, a następnie rekombinują je w nową cząsteczkę zwaną glukozą. Dzieje się to oczywiście w obecności światła słonecznego. Energia jest przechowywana w wiązaniach cząsteczki glukozy. Glukoza jest dość prostym cukrem, łatwym do rozłożenia. Czy zastanawialiście się kiedyś, dlaczego dzieci odbijają się od ścian i sufitów wkrótce po dobrej dawce cukru?

Chemicznie rzecz biorąc, wkładem do fotosyntezy jest sześć atomów węgla, 12 atomów wodoru i 18 atomów tlenu. Glukoza wykorzystuje sześć cząsteczek węgla, 12 wodoru i sześć tlenu. Prosta matematyka pokazuje 12 pozostałych atomów tlenu, czyli sześć cząsteczek tlenu. Atomy tlenu wolą kolegów.

Interesująco, i nieprzypadkowo, proces oddychania rozbija cząsteczkę glukozy. Oddychanie zachodzi w komórkach prawie wszystkich żywych organizmów. Uwolniona energia jest następnie wykorzystywana do wszelkiego rodzaju aktywności metabolicznych, w tym do energii, której używasz, aby przeczytać ten artykuł. Oddychanie zachodzi w regionach komórki zwanych mitochondriami. Reakcje chemiczne są odwrotne do fotosyntezy, z wykorzystaniem cząsteczki glukozy i sześciu cząsteczek tlenu (12 atomów) jako składników. Energia jest uwalniana wraz z dwutlenkiem węgla i wodą.

Ale to już wystarczająca chemia.

Drzewa i inne rośliny zielone również oddychają, tak jak zwierzęta, ale również przeprowadzają fotosyntezę. To dlatego ekolodzy kategoryzują zielone rośliny jako „producentów”, a większość innych form życia jako „konsumentów”. Chodzi o energię. OK, są też dekompozytorzy, ale to już inna historia i oni nadal są zależni od energii przechwyconej przez producentów.

Tlen jest produktem ubocznym fotosyntezy i, odpowiednio, dwutlenek węgla produktem ubocznym oddychania. Drzewa są często uważane za główny generator tlenu na naszej planecie, ale to byłoby nieprawdą. Większość planety jest pokryta wodą, a zbiorowa fotosynteza słabych alg jest prawdziwą maszyną tlenową.

Niemniej jednak drzewa i lasy są istotnymi producentami tlenu. Jednak gdyby tlen był jedyną korzyścią z drzew i lasów, moglibyśmy z łatwością żyć bez nich. A niektóre lasy faktycznie produkują więcej dwutlenku węgla niż tlenu. Na szczęście korzyści płynące z drzew i lasów wykraczają daleko poza coś tak wąskiego jak produkcja tlenu.

Większość podstawowego materiału strukturalnego roślin i drewna stanowi celuloza, która jest szczególnie złożonym cukrem. Składające się na nią cząsteczki węgla, wodoru i tlenu mogą być łączone w wiele użytecznych związków chemicznych, takich jak etanol, perfumy, bioplastiki, tkaniny odzieżowe i wiele innych składników przemysłowych. Ogólnie przyjmuje się, że źródła pochodzące z odnawialnych ekosystemów żywych mają wyraźną przewagę nad wykorzystaniem starożytnych materiałów, z których zbudowane są paliwa kopalne.

Rośliny i fotosynteza są podstawą paliw kopalnych, ale sprzed milionów i milionów lat. Sprowadzanie ogromnych ilości tych cząsteczek z powrotem do żywych ekosystemów ma kilka wad, które nauka dość dobrze opanowała w zakresie pomiaru i opisu.

Drzewa, lasy, gleby leśne i produkty leśne mają ogromne znaczenie w obiegu węgla i względnej wielkości różnych puli węgla. Istnieją inne elementy, które również przechodzą przez lasy. Nauka ma całkiem dobry uchwyt na te relacje, zbyt. Mieszkańcy Michigan mogliby przyłożyć większą wagę do tych korzyści płynących z drzew, lasów i gospodarki leśnej.

Jeśli chodzi o samą fotosyntezę, może lepiej będzie, jeśli pomyślimy więcej o pozyskiwaniu energii, a mniej o produkcji tlenu.