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A fotossíntese é o método de conversão de energia primária que alimenta o mundo das plantas e, por extensão, o mundo animal. Ao converter energia luminosa em energia química, a fotossíntese é a base de quase toda a vida neste planeta. A compreensão dos elementos básicos da fotossíntese permite uma maior compreensão do impacto das fontes de energia na vida.
A necessidade de alimentar
A vida é sustentada pelo gasto de energia. Sem energia, a vida é impossível. No entanto, a energia, para ser o mais útil possível, deve estar presente de uma forma que possa ser armazenada, movida e usada conforme necessário, em vez de ser usada apenas quando presente de uma fonte externa. Existem várias formas de energia que podem ser usadas para sustentar a vida - algumas bactérias parecem ganhar energia na forma de calor de fontes profundas que saem da crosta terrestre, por exemplo. No entanto, a forma de energia mais comumente disponível no planeta é do sol, na forma de luz. A fotossíntese é o processo de coletar essa energia e convertê-la em uma substância química que pode ser manipulada em proveito da planta.
Clorofila
A clorofila é o mecanismo de conversão que transforma a energia luminosa em açúcar. A clorofila está contida em membranas chamadas cloroplastos, encontradas no interior das células. A maioria da clorofila encontrada nesses cloroplastos coleta e transfere energia luminosa para dois centros de reação da clorofila na rede de cloroplastos. Esses pares realizam o trabalho real de conversão da energia luminosa em açúcares, usando hidrogênio e carbono, produzindo glicose e adiando oxigênio como subproduto da fotossíntese.
Processo
Quando a luz atinge a clorofila em uma folha, ela é passada para as clorofilas emparelhadas no centro reativo, que usam a energia diretamente para combinar água, carbono e oxigênio em um novo arranjo físico: glicose, um açúcar simples da planta. O rearranjo, quando desmontado, libera energia que pode ser usada em outros processos físicos. Há energia perdida no processo; nenhuma conversão de energia de uma forma para outra é 100% eficiente. A vantagem do processo, no entanto, é uma forma de energia que pode ser usada como é ou posteriormente armazenada e manipulada.
Etapas adicionais
Após a fotossíntese, a glicose na planta pode ser convertida em duas formas de energia química mais facilmente armazenadas: carboidratos e lipídios complexos, mais conhecidos como amidos e gorduras. Amido e gordura são armazéns para uma planta, que podem ser mantidos ou transportados em tecido floema para usos futuros.
Centralidade da energia da planta
Plantas, e somente plantas, produzem alimentos a partir da luz. Nenhum animal é capaz de fazê-lo. Assim, todas as usinas são consideradas "produtoras" e "consumidoras" de animais na economia de uso de energia em bio-redes. Os animais fazem uso das plantas como alimento ou comem outros animais que já comeram plantas como alimento, mas não transformam a luz em alimento.
Além disso, mesmo as formas de energia não baseadas em alimentos são mais frequentemente baseadas no uso das plantas. Madeira, carvão e petróleo são formas de plantas que criaram e armazenaram energia. Enquanto os humanos começaram a aprender a usar outras formas de energia, da energia gerada pela água à energia nuclear e à conversão direta da energia solar, a maior parte de nossa força econômica ainda se baseia na capacidade das plantas de combinar energia luminosa com carbono, oxigênio e água para produzir glicose.