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Jedes Lebewesen braucht Energie, um zu überleben. Menschen und andere Tiere beziehen Energie aus der Nahrung, aber was ist mit Pflanzen und Bäumen? Grüne Pflanzen nutzen die Energie der Sonne, um in einem Prozess, der als Photosynthese bezeichnet wird, ihre eigene Nahrung zu erzeugen. Weil sie dazu in der Lage sind, werden Pflanzen als Produzenten bezeichnet, um sie von Tieren zu unterscheiden, die als Konsumenten bekannt sind. Produzenten und Konsumenten bedingen sich gegenseitig und liefern jeweils etwas, das für die anderen Bedürfnisse von entscheidender Bedeutung ist.
Photosynthese
Die Photosynthese ist ein Prozess, bei dem eine Pflanze Energie aus der Sonne, Wasser aus der Hydrosphäre und Teile der Luft, die wir atmen, verwendet, um Glucose, ein komplexes Zuckermolekül, zu produzieren. Pflanzen können diese Zuckermoleküle in einer längeren, noch komplexeren Form miteinander verbinden, die als Stärke bezeichnet wird und für die spätere Verwendung aufbewahrt wird. Die Energie selbst wird in den chemischen Bindungen gespeichert, die die Stärke zusammenhalten. Wenn die Bindungen gebrochen sind, wird die Energie von der Pflanze zum Wachsen und zur Fortpflanzung genutzt.
Chlorophyll und Chloroplasten
All dieser erstaunliche Prozess findet in den Zellen einer Pflanze statt, hauptsächlich in ihren Blättern. In winzigen Organellen, den Chloroplasten, findet die Photosynthese statt. Diese Chloroplasten enthalten das grüne Pigment Chlorophyll, das den Pflanzen ihre charakteristische grüne Farbe verleiht. Wenn sich die Blätter eines Baumes verfärben, ist die Wachstumssaison vorbei. Die Pflanze hat vorübergehend die Produktion von Chlorophyll eingestellt und andere Pigmente in den Blättern werden sichtbar.
Chemische Eingabe
Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff sind die chemischen Bestandteile, die für die Photosynthese erforderlich sind. Wasserstoff und Sauerstoff stammen beide aus dem Wasser in der Hydrosphäre. Kohlenstoff und Sauerstoff stammen aus dem Kohlendioxid, das Tiere und Menschen in die Atmosphäre einatmen. Obwohl es sich nicht um eine chemische Zutat handelt, könnte ohne Sonnenenergie keiner dieser Vorgänge stattfinden.
Chemischer Output
Wenn eine Pflanze Photosynthese durchführt, ist das Hauptprodukt des Prozesses Glucose, ein Zuckermolekül mit der chemischen Formel C6H12O6. Die Abfallprodukte der Photosynthese sind Wasser, das in die Hydrosphäre zurückgeführt wird, und Sauerstoff, der in die Atmosphäre zurückgeführt wird. Obwohl wir für den Sauerstoff, der uns das Überleben ermöglicht, dankbar sein können, produziert die Pflanze ihn nicht für uns. Es ist einfach ein Nebeneffekt einer erfolgreichen Lebensmittelherstellung für die Pflanze.
Interdependenz
Tiere und Pflanzen sind völlig voneinander abhängig. Wenn wir atmen, nehmen wir Sauerstoff für unseren Körper auf und stoßen Kohlendioxid und Wasserdampf zurück in die Atmosphäre. Dieser Vorgang wird als Atmung bezeichnet. Wenn Pflanzen Gase aufnehmen und abgeben, spricht man von Transpiration. Sie nehmen Kohlendioxid auf und geben Sauerstoff und Wasserdampf an die Atmosphäre ab. Pflanzen und Tiere brauchen einander, um ein lebensnotwendiges Element zu schaffen.