Объясненный фотосинтез
Фотосинтез вполне может быть одним из самых важных биологических процессов, происходящих на нашей планете Земля. Растения и некоторые другие специфические организмы используют этот процесс для превращения солнечной энергии в “пищевую” энергию, которая может их поддерживать. Однако не только эти виды форм жизни зависят от фотосинтеза – совсем наоборот, поскольку вся планета зависит от этой превосходной способности. Без него было бы практически невозможно поддерживать жизнь на нашей голубой планете. Не было бы ни пищи, ни пригодного для дыхания воздуха, ни большинства живых существ, за исключением определенных бактерий.
Что делает фотосинтез?
В процессе фотосинтеза растения используют энергию, полученную от источника света, и синтезируют ее в органический материал, который затем используется в качестве источника пищи. Очевидно, что солнечный свет - это не единственное, что необходимо растениям для производства пищи; есть также вода и углекислый газ, содержащиеся в воздухе. Объединяя три основных продукта, растения, некоторые микроорганизмы и водоросли способны вырабатывать глюкозу, которая их поддерживает.
Среди трех компонентов иногда бывает сложно найти источник воды, в зависимости от окружающей среды, в которой живет растение. В этом смысле большинство видов растений обладают своего рода приспособлением поглощать и удерживать как можно больше воды. Если вы подумаете об основной разнице между растениями, которые обычно встречаются в пустынных районах, такими как различные кактусы, и влаголюбивыми лилиями, вы сразу поймете, почему у кактуса могут быть пышные зеленые листья, если он хочет эффективно удерживать влагу.
История изучения фотосинтеза
В 1771 году ученый Джозеф Пристли провел простой эксперимент, который оказал значительное влияние на более поздние исследования фотосинтеза. Поместив зажженную свечу в ограждение и обнаружив, что свеча перестала гореть (кислород был исчерпан, но в то время он этого не понимал), он вставил маленький стебелек мяты. Через пару дней он обнаружил, что свеча теперь снова может гореть благодаря тому, что мята вырабатывает необходимый кислород.
Восемь лет спустя врач Ян Ингенхауз из Нидерландов дополнил эксперименты Джозефа Пристли и доказал, что для выделения элементов, поддерживающих горение (кислорода), растение должно быть зеленым и иметь доступ к источнику света. Однако только в начале 19 века, а именно в 1804 году, было доказано, что сумма воды и углекислого газа, поглощаемых растением, равна выделяемому растением кислороду. Только в 1845 году появилась реальная концепция преобразования световой энергии в химическую энергию, которая стимулирует рост растений.
Перспективы на будущее
Возможно, одной из самых интересных разработок в этой области является изучение искусственного фотосинтеза. В 2015 году, имитируя естественные процессы, ученые смогли использовать нанопроволоки для улавливания углекислого газа из воздуха и высвобождения его в сложную структуру микробных организмов, которые способны превращать газ в топливо посредством процесса превращения света в химическую энергию.
Это действительно увлекательная область, если учесть постоянно растущую потребность нашей планеты в устойчивой энергетике. Мы почти исчерпали запасы топлива на основе углерода, и научное исследование создания новых способов использования таких процессов, как фотосинтез, имеет огромное значение для будущего нашей цивилизации.
