Inhalt
Die Photosynthese ist die primäre Energieumwandlungsmethode, die die Pflanzenwelt und damit auch die Tierwelt antreibt. Bei der Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie ist die Photosynthese der Kernbaustein fast allen Lebens auf diesem Planeten. Das Verständnis der Grundelemente der Photosynthese ermöglicht ein besseres Verständnis der Auswirkungen von Energiequellen auf das Leben.
Die Notwendigkeit zu füttern
Das Leben wird durch das Ausgeben von Energie unterstützt. Ohne Energie ist das Leben unmöglich. Energie muss jedoch, um so nützlich wie möglich zu sein, in einer Form vorliegen, die nach Bedarf gespeichert, bewegt und verwendet werden kann, anstatt sie nur dann zu verwenden, wenn sie von einer externen Quelle stammt. Es gibt eine Reihe von Energieformen, die zur Unterstützung des Lebens verwendet werden können. Einige Bakterien scheinen ihre Energie in Form von Wärme aus tiefen Quellen zu gewinnen, die beispielsweise aus der Erdkruste entweichen. Die am häufigsten verfügbare Energieform auf dem Planeten ist jedoch die Sonne in Form von Licht. Bei der Photosynthese wird diese Energie gesammelt und in eine chemische Substanz umgewandelt, die zum Vorteil der Pflanze manipuliert werden kann.
Chlorophyll
Chlorophyll ist der Umwandlungsmotor, der Lichtenergie in Zucker umwandelt. Chlorophyll ist in Membranen enthalten, die als Chloroplasten bezeichnet werden und sich im Inneren von Zellen befinden. Der größte Teil des in diesen Chloroplasten gefundenen Chlorophylls sammelt Lichtenergie und überträgt sie an zwei Chlorophyll-Reaktionszentren im Netzwerk der Chloroplasten. Diese Paare führen die eigentliche Umwandlung von Lichtenergie in Zucker durch, indem sie Wasserstoff und Kohlenstoff verwenden, Glukose produzieren und Sauerstoff als Nebenprodukt der Photosynthese abspalten.
Prozess
Wenn Licht auf das Chlorophyll in einem Blatt trifft, wird es an die gepaarten Chlorophylle im reaktiven Zentrum weitergegeben, die die Energie direkt nutzen, um Wasser, Kohlenstoff und Sauerstoff zu einer neuen physikalischen Anordnung zu verbinden: Glukose, ein einfacher Pflanzenzucker. Die Umlagerung setzt beim Zerlegen Energie frei, die für andere physikalische Prozesse verwendet werden kann. Dabei geht Energie verloren. Keine Umwandlung von Energie von einer Form in eine andere ist zu 100 Prozent effizient. Der Vorteil des Prozesses ist jedoch eine Form von Energie, die so wie sie ist verwendet oder weiter gespeichert und manipuliert werden kann.
Weitere Etappen
Nach der Photosynthese kann die Glukose in der Pflanze in zwei leichter zu speichernde Formen chemischer Energie umgewandelt werden: komplexe Kohlenhydrate und Lipide, besser bekannt als Stärken und Fette. Stärke und Fett sind Lagerhäuser für eine Pflanze, die für zukünftige Zwecke in Phloemgewebe aufbewahrt oder transportiert werden können.
Zentralität der Pflanzenenergie
Pflanzen und Pflanzen allein produzieren Nahrung aus Licht. Kein Tier ist dazu in der Lage. Somit werden alle Pflanzen in der Wirtschaft des Energieverbrauchs in Bio-Netzen als "Erzeuger" und Tiere als "Verbraucher" betrachtet. Tiere nutzen Pflanzen als Nahrung oder fressen andere Tiere, die einst Pflanzen fraßen, aber Licht nicht selbst in Nahrung verwandeln.
Darüber hinaus basieren auch nicht auf Lebensmitteln basierende Energieformen meist auf der Nutzung von Pflanzen. Holz, Kohle und Öl sind Pflanzenarten, die Energie erzeugen und speichern. Während der Mensch zu lernen begonnen hat, andere Energieformen zu nutzen, von wassererzeugter Energie über Kernenergie bis hin zur direkten Umwandlung von Sonnenenergie, basiert der Großteil unserer wirtschaftlichen Stärke immer noch auf der Fähigkeit der Pflanzen, Lichtenergie mit Kohlenstoff, Sauerstoff und Energie zu kombinieren Wasser, um Glukose zu produzieren.