Фотосинтез — это основной процесс, который происходит в растениях, во время которого они используют световую энергию для преобразования углекислого газа и воды в органические соединения, такие как глюкоза, с выделением кислорода. Фотосинтез является ключевым процессом для жизни на Земле, поскольку растения производят пищу и кислород, обеспечивая энергетическую и кислородную базу для живых организмов. Итак, интересные факты о фотосинтезе.
До фотосинтеза выживание зависело от хемосинтеза
Хемосинтез — это процесс, при котором для проведения химических реакций не требуется солнечный свет. Наиболее распространенным химическим веществом, используемым этими ранними формами жизни, был сероводород, который вступал в реакцию с углекислым газом и кислородом с образованием углеводов, необходимых для жизни. Сегодня хемосинтетические формы жизни редки, но процветают в местах без солнечного света. К таким местам относятся подземные пещеры и океаны.
Интересные факты о фотосинтезе. Фотосинтез – быстрый процесс
Процесс фотосинтеза занимает менее двух секунд. Самая медленная часть процесса, когда углерод превращается в углеводы и выделяется кислород: он длится секунду. Другие этапы фотосинтеза, такие как преобразование солнечного света в энергию и подпитка химических процессов, занимают всего миллисекунду.
Эволюция фотосинтеза вызвала кислородную катастрофу
Выживание большинства форм жизни зависит от кислорода. Кислород – химически активный элемент. Фактически, термин «окисление» происходит от кислорода. Когда появились первые фотосинтезирующие формы жизни, кислорода в атмосфере и океанах Земли практически не существовало. Выделяющийся кислород практически сразу расходовался на окисление поверхностных пород и газы атмосферы. Когда они были окислены, кислород начал накапливаться в атмосфере в свободном виде. Это продолжалось от 2,4 до 2 миллиардов лет назад и привело к почти полному исчезновению всей жизни на Земле.
Эволюция фотосинтеза также открыла двери для развития многоклеточной жизни
Чтобы жизнь могла выжить в богатой кислородом среде, ей пришлось разработать сложные механизмы восстановления клеток, чтобы справиться с реактивными свойствами кислорода. В конце концов, это позволило развиться первым многоклеточным формам жизни.
Интересные факты о фотосинтезе. Растения используют два вида фотосинтетических процессов
C3-фотосинтез и C4-фотосинтез имеют один и тот же процесс и результат, но различаются химическими веществами, используемыми для реакции с диоксидом углерода. В процессе C3 используется карбоксилаза RuBP, а в процессе C4 используется карбоксилаза PEP. Процесс C3 чаще используется растениями и позволяет им максимально использовать свои фотосинтетические способности. Хотя процесс C4 менее эффективен, он менее зависит от воды по сравнению с процессом C3. Таким образом, процесс C4 предпочтителен для растений в засушливом климате, например в пустынях.
Растения используют хлоропласты для осуществления фотосинтеза
Помимо дыхания растений, хлорофилл также придает растениям характерный зеленый цвет. Хлорофилл находится внутри хлоропластов растений. Хлорофилл поглощает солнечный свет, необходимый для фотосинтеза. Хлоропласты являются частями клетки. Средняя растительная клетка содержит от 10 до 100 хлоропластов. Учитывая количество клеток в средней многоклеточной форме жизни, растение может иметь от 450 000 до 800 000 хлоропластов на каждый квадратный миллиметр. Это один из фактов фотосинтеза, который доказывает, насколько много частей может быть в маленьких структурах.
Фотосинтез не ограничивается использованием хлорофилла
Красные водоросли используют фикоэритрин в своих хлоропластах для поглощения солнечного света. Это также вещество, которое придает им красный цвет. Бурые водоросли и фитопланктон используют фукоксантин, который также придает первым коричневый цвет.
Цвет имеет значение, когда дело касается фотосинтеза
Люди воспринимают цвет в зависимости от длин волн, которые показывают, сколько энергии имеет свет. Цвет возникает, когда свет определенной длины волны отражается и улавливается глазами. Хлорофилл зеленый, потому что он отражает зеленые волны и позволяет растениям поглощать красные волны.
Интересные факты о фотосинтезе. Все хлоропласты имеют общего предка
Этим общим предком являются цианобактерии, также известные как сине-зеленые водоросли. Это одни из старейших форм жизни на Земле, возникшие 2,7 миллиарда лет назад. Ученые также полагают, что в доисторические времена неизвестная клетка поглотила цианобактерию и каким-то образом приобрела ее способность к фотосинтезу. Все современные хлоропласты произошли от этой единственной цианобактерии.
Интересные факты о фотосинтезе. Некоторые животные подвергаются фотосинтезу
Многие люди ошибочно считают, что фотосинтез происходит только в растениях, но это не совсем так. Одним из примеров является восточная изумрудная элизия или Elysia chlorotica. Этот моллюск питается водорослями, из которых извлекает хлоропласты и внедряет их в собственные клетки. Там они фотосинтезируют и доставляют моллюску дополнительное питание. Как ему это удается, ученые до сих пор до конца не понимают.
