La fotosintesi è un processo vitale in cui le piante producono ossigeno. Consiste nella sintesi di composti organici con la partecipazione di anidride carbonica prelevata dall'aria, acqua con sali minerali ottenuti dal suolo ed energia solare.
In questo processo, l'energia luminosa viene convertita in energia chimica. Così si nutrono le piante verdi e alcuni batteri con opportuni pigmenti di assimilazione. L'ossigeno generato durante la fotosintesi è essenziale per la vita sia per l'uomo che per molti altri organismi viventi, motivo per cui la cura del verde è così importante. Se le piante dovessero morire, la Terra rimarrebbe senza ossigeno, il che, ovviamente, ucciderebbe tutti gli altri organismi.
Cosa determina l'intensità della fotosintesi?
La fotosintesi può essere più veloce o più lenta, a seconda di diversi fattori importanti. Il fattore più importante è, ovviamente, la quantità di luce che raggiunge la pianta. Maggiore è l'intensità dei raggi luminosi che cadono sulle foglie e sullo stelo, più veloce sarà la fotosintesi. Ogni pianta ha i suoi colori chiari preferiti. Alcuni di loro assorbono di più la luce blu, altri preferiscono la luce gialla e verde.
Tutto dipende dalla specie e dalla struttura chimica del pigmento assimilante all'interno della pianta. In condizioni favorevoli, le piante (principalmente le foglie) possono utilizzare circa il 5% dell'energia luminosa per trasformarla in energia chimica.
Poiché l'anidride carbonica CO2 è un alimento per le piante, anche la quantità di questo gas nell'aria è di grande importanza durante il processo di fotosintesi. Maggiore è la concentrazione di anidride carbonica, più rapida è la conversione dell'energia. Tuttavia, questa affermazione non si applica ad alte concentrazioni di gas, perché concentrazioni di CO2 superiori all'1% inibiscono la fotosintesi e inoltre alte concentrazioni di anidride carbonica possono essere tossiche per le piante.
Il processo di conversione dell'energia nelle piante può essere limitato dalla temperatura. Come puoi facilmente intuire, le piante fotosintetizzano solo entro un certo intervallo di temperatura. Le piante di montagna che sono più resistenti dei fiori inferiori possono sopravvivere alle gelate, ma raggiungono appena sotto lo zero.
Questo è il limite inferiore contro la fotosintesi. La tolleranza alle alte temperature è molto più alta in quanto il limite superiore raggiunge i 55 gradi Celsius. La quantità di acqua a cui ha accesso la pianta non è direttamente coinvolta nella fotosintesi, ma indirettamente, la mancanza di acqua può inibire significativamente l'intero processo.
Una pianta disidratata chiude o chiude completamente gli stomi, il che le impedisce in gran parte di assorbire l'anidride carbonica e quindi riduce significativamente l'efficienza della fotosintesi.
L'importanza della fotosintesi per l'ambiente
La fotosintesi è un processo naturale di grande importanza per tutti gli organismi viventi sulla Terra. Senza la fotosintesi, la vita sulla Terra sarebbe praticamente impossibile. Senza ossigeno e altri prodotti della fotosintesi non saremmo in grado di mangiare, elaborare energia e, soprattutto, respirare.
Naturalmente, il fattore chiave è l'ossigeno, che è assolutamente essenziale per gli organismi aerobici nel processo di fosforilazione respiratoria, che è la fase più importante della respirazione. Tuttavia, questa non è l'unica funzione di questo gas. Anche l'ossigeno atmosferico nella stratosfera contribuisce alla formazione dell'ozono, cioè ossigeno con tre molecole atomiche.
I fasci di radiazioni ultraviolette del sole interagiscono con le molecole di ossigeno atmosferico, determinando la formazione di due singole molecole di ossigeno. Quindi uno di essi reagisce con la doppia molecola di ossigeno, producendo ozono.
Il cosidetto lo strato di ozono che protegge il nostro pianeta dagli effetti nocivi dei pericolosi raggi solari e aiuta a mantenere la giusta temperatura sulla Terra.
È interessante notare che anche le piante stesse hanno bisogno di ossigeno per respirare, specialmente durante la cosiddetta fase oscura della fotosintesi. Tuttavia, la percentuale di ossigeno assorbita rispetto a quella prodotta è trascurabile. Le piante sono una fonte inesauribile di ossigeno ed energia. Ecco perché è così importante prendersi cura e proteggere la vegetazione.
Fotosintesi artificiale
Negli anni '70 è stato sviluppato il concetto di ricreare la fotosintesi naturale in condizioni di laboratorio artificiali. Questa idea è ancora in fase di ricerca e finora non è stato possibile copiare il processo più utile e necessario al mondo, ma gli scienziati non si arrendono.
C'erano molte idee, ma una soluzione adeguata al problema rimane un mistero. Gli scienziati hanno riposto le loro speranze su un sistema di fotosintesi artificiale fatto di rutenio e ferro che assorbirà la luce e manganese su cui si baserà il centro di reazione.
La produzione artificiale di sostanze chimiche ad alta energia utilizzando l'energia solare, l'anidride carbonica e l'acqua sarebbe estremamente vantaggiosa per il nostro pianeta. Probabilmente una tale scoperta aiuterebbe a soddisfare la domanda di energia, che risolverebbe il problema della crisi energetica che va avanti da diverse decine di anni.
Inoltre, la fotosintesi artificiale aiuterebbe a utilizzare l'anidride carbonica nociva in eccesso dall'atmosfera, che potrebbe anche fermare la pericolosa espansione del buco dell'ozono. Gli scienziati sperano inoltre che il processo di laboratorio possa anche essere un'alternativa più economica all'ottenimento dell'idrogeno.