დედამიწაზე ცოცხალი არსებების არსებობა, მათ შორის ადამიანების, შეუძლებელია სუნთქვის გარეშე. გარემოდან ჟანგბადის მოხმარებით ადამიანი ამოისუნთქავს ნახშირორჟანგს. თეორიულად, ეს სასიცოცხლო გაზი უნდა დასრულებულიყო. თუმცა ჰაერის მასები მუდმივად მათთან ერთად ივსება. ასეთი რეაქცია შესაძლებელი ხდება, რადგან სუნთქვის დროს მცენარეები გამოყოფენ ჟანგბადს O2. ყველა მცენარე არის ავტოტროფები, რომლებიც დედამიწის ქერქის ქიმიურ ელემენტებს გარდაქმნიან ველური ბუნების კომპონენტებად და ათავისუფლებენ ჟანგბადს. ამიტომ, მათი მონაწილეობის გარეშე, დედამიწაზე ბიოტური მატერიის არსებობა კითხვის ნიშნის ქვეშ დადგებოდა.
ფოტოსინთეზის კონცეფცია და ფაქტორები
მზის შუქის მოხმარებით, მცენარეები ათავისუფლებენ ჟანგბადს ფოტოსინთეზის გზით. ამავდროულად, ისინი წარმოქმნიან ნახშირბადის შემცველ ელემენტებს, რომლებსაც ბიოლოგიური არსებები მოიხმარენ.
ფლორის წარმომადგენლები შეიცავენ პიგმენტს - ქლოროფილს, რომელიც მათ მწვანეს ხდის. ეს კომპონენტი იჭერს მზის გამოსხივებას. ამის წყალობით, ფოტოსინთეზი ხდება მცენარეებში, რომელიც ოფიციალურად აღმოაჩინეს 1771 წელს. თავად ტერმინი წარმოიშვამოგვიანებით - 1877 წელს.
რეაქციის მიმდინარეობის სავალდებულო ფაქტორია მზის ან ხელოვნურად შექმნილი სინათლის შეწოვა ქლოროფილის მიერ. თუმცა, მზისგან გამომავალი ბუნებრივი ულტრაიისფერი ტალღები ყველაზე სასარგებლო გავლენას ახდენს ცოცხალ ორგანიზმებზე. ზომიერ განედებში ბუნებრივ გარემოში ფოტოსინთეზის გააქტიურება ხდება თბილ სეზონზე, რადგან დღის შუქის ხანგრძლივობა უფრო გრძელია, ასევე მცენარეებს აქვთ მწვანე ყლორტები და ფოთლები, რომლებიც ხმება შემოდგომაზე..
ამ რთული ტრანსფორმაციის განსახორციელებლად, მზის რადიაციისა და ქლოროფილის გარდა, საჭიროა CO2, H2O და მინერალური ელემენტები., რომლებიც ძირითადად ამოღებულია ნიადაგიდან ფესვების მეშვეობით.
განხორციელების ადგილი
ფოტოსინთეზი ხდება მცენარეთა უჯრედების შიგნით, მცირე ორგანელებში - ქლოროპლასტებში. ისინი შეიცავენ პიგმენტ ქლოროფილს, რომელიც აძლევს მათ მწვანე ფერს.
ეს რთული ტრანსფორმაცია ხორციელდება ძირითადად მწვანე ფოთლებში, ასევე მწვანე ნაყოფებში, ყლორტებში. ქლოროფილის ყველაზე მაღალი შემცველობა ფოთლებშია, რადგან დიდი ფართობი საშუალებას გაძლევთ შთანთქოთ სინათლის მნიშვნელოვანი რაოდენობა, შესაბამისად, მეტი ენერგიაა რეაქციისთვის.
როგორ არის პროცესი?
მცენარეთა ნივთიერებების გარდაქმნის პროცესი, რომლებიც წარმოქმნიან ჟანგბადს, საკმაოდ რთულია. პირველ რიგში, მცენარე იპყრობს მზის სხივებს ქლოროფილის დახმარებით. ამავდროულად, ის ფესვებით იწოვს ნიადაგიდან წყალს, რომელიც შეიცავს სხვადასხვა მინერალებს, მოიხმარს CO2 ჰაერსა და წყალს.ქლოროფილი გარდაქმნის H2O, კვალი ელემენტებს და CO2 ორგანულ ნაერთებად. ამ მომენტში მცენარეები გამოყოფენ ჟანგბადს ატმოსფეროში, ნაწილი კი სუნთქავს.
ფოტოსინთეზი მოიცავს ორ ურთიერთდამოკიდებულ, მაგრამ სრულიად განსხვავებულ ფაზას: სინათლეს და ბნელს. პირველი ეტაპი ტარდება მხოლოდ შუქზე, რომლის გარეშეც შეუძლებელია. სიბნელისთვის CO2 მუდმივი არსებობა.
სინათლის ფაზა
ამ ეტაპზე პროცესების განხორციელების აბსოლუტური პირობა არის სინათლის, გამააქტიურებელი ქლოროფილის არსებობა. ამ შემთხვევაში, ეს უკანასკნელი ყოფს წყლის მოლეკულას H2 და O2. ყველაფერი ხდება ქლოროპლასტების შიგნით, გარსით შეზღუდულ ნაწილებში - თილაკოიდებში. შედეგად, სინთეზირდება ორგანული ნაერთი ATP, ერთგვარი ენერგიის წყარო ბიოლოგიურ პროცესებში. დგება დრო, როდესაც მცენარეები გამოყოფენ ჟანგბადს.
ბნელი ფაზა
იგი ხორციელდება ქლოროპლასტების სტრომაში და ჰქვია ბნელი, რადგან აქ პროცესები შეიძლება გაგრძელდეს სინათლის გარეშე, ანუ მთელი საათის განმავლობაში.
პირველ რიგში, ხდება გარემოდან ნახშირორჟანგის სავალდებულო მუდმივი შეწოვა და ფიქსაცია. შემდეგ ხდება გარდაქმნების სერია, რომელიც მთავრდება გლუკოზის (ბუნებრივი შაქრის), ამინომჟავების, ცხიმოვანი მჟავების, გლიცეროლის და სხვა მნიშვნელოვანი ორგანული ნაერთების წარმოქმნით. რეაქციის ჩატარების ენერგია აღებულია სინათლის ფაზაში შექმნილი ATP-დან და NADP-H2.
მცენარის სუნთქვა
როგორც ცოცხალი მატერიის წარმომადგენლები, მცენარეები სუნთქავენ.გარდა ამისა, შთანთქავს და ათავისუფლებს როგორც O2 და ნახშირორჟანგს. მხოლოდ მცენარეებში, ფოტოსინთეზის პროცესში, მოიხმარენ CO2 და გამოიყოფა O2. აღსანიშნავია, რომ გაცილებით მეტი ჟანგბადი გამოიყოფა, ვიდრე სუნთქვისთვის იხარჯება. შესაბამისად, მთლიანი რაოდენობით შუქზე მცენარე ძირითადად გამოყოფს ჟანგბადს CO2 შთანთქმით. პარალელურად მიმდინარეობს სუნთქვის პროცესიც, მაგრამ O2-ის მოხმარება და ნახშირორჟანგის მოცილება გაცილებით მცირე მასშტაბით ხდება..
როგორც წესი, სიბნელეში მცენარეები შთანთქავენ ჟანგბადს და გამოყოფენ ნახშირორჟანგს, ანუ სუნთქავენ. როგორც ასეთი, მცენარეებს არ აქვთ სასუნთქი სისტემა: ისინი შთანთქავენ ჟანგბადს მთელი ზედაპირიდან, ძირითადად ფოთლებიდან.
მცენარეები, რომლებიც გამოყოფენ ჟანგბადს სიბნელეში
მცენარეთა უმეტესობა შუქზე ენერგიულად გამოყოფს ჟანგბადს და მის გარეშე, პირიქით, მოიხმარს მას. ამ მიზეზით, როგორც წესი, არ არის რეკომენდებული მათი საძინებელში მოთავსება. მაგრამ ზოგიერთი მცენარისთვის ყველაფერი პირიქით ხდება.
მაგალითად, Kalanchoe, Benjamin's Ficus და orchids დინამიურად იძლევა O2 დღის ნებისმიერ დროს. მცენარეები, რომლებიც ღამით ჟანგბადს გამოყოფენ, მოიცავს ალოეს, რომელიც სხვა საკითხებთან ერთად დეზინფექციას უკეთებს ჰაერს მიკრობებისგან და მისგან მავნე ნივთიერებების გამოდევნას. ამ უნიკალური სუკულენტის სასარგებლო თვისებების შესახებ ალბათ ყველამ იცის.
გარემოს ყველაზე ძლიერი გამწმენდი არის სანსევიერია, რომელიც ხელს უწყობს ადამიანების იმუნური სისტემის გაძლიერებას. ამ სახეობაში ასევე შედის გერანიუმი, რომელსაც შეუძლია გაანადგუროს ნებისმიერიბაქტერიები და ზოგიერთი ვირუსიც კი. მას აქვს ანტიდეპრესანტული თვისებები: მის სუნი ხსნის ნევროზს, უძილობას, სტრესს და ნერვულ დაძაბულობას.
ფოტოსინთეზის მნიშვნელობა ჩვენი პლანეტისთვის
მეცნიერთა აზრით, პლანეტა დედამიწა ჩამოყალიბდა მზის ნისლეულიდან და თავდაპირველად მის ატმოსფეროში ჟანგბადი არ იყო. ასეთი სასიცოცხლო გაზის გაჩენა შესაძლებელი გახდა სწორედ ფოტოსინთეზის გამო. შედეგად, გამოჩნდა ჟანგბადის სუნთქვა, რომელიც თანდაყოლილია თითქმის ყველა ცოცხალ არსებაში. ჟანგბადმა ხელი შეუწყო პლანეტის ბუნებრივი დაცვის ფორმირებას მზის ულტრაიისფერი გამოსხივებისგან - ოზონის შრისგან. ამ გარემოებამ ხელი შეუწყო ევოლუციას: ცოცხალი ორგანიზმების გათავისუფლებას ოკეანედან ხმელეთზე.
ასევე ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ მცენარეები, რომლებიც გამოიმუშავებენ ჟანგბადს, ასევე მოიხმარენ ნახშირორჟანგს ატმოსფეროდან. ჭარბი CO2 იწვევს სათბურის ეფექტს, რომელიც საზიანოა კლიმატისთვის და ცოცხალი არსებისთვის.
ფოტოსინთეზის არარსებობის შემთხვევაში, პლანეტის ატმოსფეროში CO2 იქნება გადაჭარბებული. შედეგად, ცოცხალი ორგანიზმების უმეტესობა ვერ სუნთქავს და იღუპება. ფოტოსინთეზი განსაზღვრავს დედამიწის ატმოსფერული გარსის გაზის შემადგენლობის სტაბილურობას. ხეები ჩვენი პლანეტის ფილტვებია. ამიტომ, ძალზე მნიშვნელოვანია მათი დაცვა ტყის გაჩეხვისა და ხანძრისგან და დასახლებულ პუნქტებში მეტი მცენარეული საფარის დარგვა.
ფოტოსინთეზის კოლოსალური ღირებულება მდგომარეობს იმაში, რომ სხვადასხვა ორგანული ნაერთები წარმოიქმნება მარტივი მინერალური ელემენტებისაგან. თურმე ყველაფერიდედამიწაზე სიცოცხლე თავის არსებობას ამ გასაოცარ პროცესს ევალება.
გარდა ამისა, მცენარეებს დიდი რაოდენობით ცხოველი ჭამს. მცენარეების მიერ შექმნილი და დაგროვილი ორგანული ნაერთები ასევე საკვები და ენერგიის წყაროა. მილიარდობით წლის განმავლობაში, ორგანული ნივთიერებების დიდი საბადოები (ნავთობი, ქვანახშირი და სხვა) დაგროვდა დედამიწის ნაწლავებში.
ადამიანები იყენებენ ფოტოსინთეზის პროდუქტებს არა მხოლოდ საკვებსა და სამკურნალოდ, არამედ ეკონომიკურ საქმიანობაში, როგორც სამშენებლო მასალასა და სხვადასხვა ნედლეულში.
