La البناء الضوئي إنها عملية كيميائية ضرورية للحياة على كوكبنا كما نعرفها. هذه هي الطريقة التي تستمر بها النباتات لتكوين ثاني أكسيد الكربون في الهواء وتحويله إلى أكسجين. بفضل هذا الأكسجين ، يمكن لجميع الكائنات الحية الأرضية أن تعيش على كوكب الأرض.
في هذه المقالة سوف نخبرك ما هو التمثيل الضوئي ، وما هي خصائصه وأهميته.
ما هو التمثيل الضوئي
أدت إزالة الغابات الحالية إلى تقليل عزل الكربون والمزيد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، مما أدى إلى ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي وتغير مناخي أكثر حدة. في سيناريوهات تغير المناخ ، تزداد أهمية التمثيل الضوئي.
إنها واحدة من أهم الآليات البيوكيميائية على وجه الأرض لأنها تنطوي على إنتاج العناصر الغذائية العضوية التي تخزن الطاقة الضوئية للشمس في جزيئات مفيدة مختلفة (الكربوهيدرات). لهذا السبب ، يأتي اسمها من الكلمة اليونانية photo ، "light" و "المركب" ، "المركب". يمكن استخدام الجزيئات العضوية المركبة كمصدر للطاقة الكيميائية لدعم العمليات الهامة مثل التنفس الخلوي والتمثيل الغذائي.
بالنسبة للنباتات من أجل التمثيل الضوئي ، فإن وجود الكلوروفيل ضروري ، الكلوروفيل صبغة حساسة لأشعة الشمس وهي صبغة تمنح النباتات لونًا أخضر فريدًا. يوجد هذا النوع من الصباغ في البلاستيدات الخضراء ، وهي هياكل خلوية نموذجية بأحجام مختلفة في الخلايا النباتية.
أنواع التمثيل الضوئي
يمكن للنباتات المائية والبرية التمثيل الضوئي ، لكن الأنواع النباتية الأخرى مثل السرخس والطحالب وبعض البكتيريا الحية يمكنها أيضًا التمثيل الضوئي. للقيام بذلك ، لديهم شكلين:
- التمثيل الضوئي الأكسجين ، ينتج السكريات المفيدة للنباتات ، ويستهلك ثاني أكسيد الكربون (CO2) وينتج منتجًا ثانويًا من الأكسجين (O2). هذا النوع ضروري للتنفس لأنه عكس تبادل الغازات.
- التمثيل الضوئي غير المؤكسد، وهو نوع من التمثيل الضوئي لا ينتج الأكسجين (O2) ، ولكنه يستخدم ضوء الشمس لتفكيك جزيئات كبريتيد الهيدروجين (H2S). بهذه الطريقة ، يطلق الكبريت في البيئة أو يتراكم في البكتيريا التي يمكنها نقل الكبريت.
يعد تبادل الغازات الذي يحدث أثناء عملية التمثيل الضوئي أمرًا حيويًا للنظم البيئية والحياة. هذا لأنه يسمح بإنتاج وتداول المواد العضوية وتثبيت المواد غير العضوية.
فوائد النباتات للكوكب
التمثيل الضوئي هو عملية الألم العصبي للحياة على الأرض. بسبب الضوء ، تلتقط النباتات ثاني أكسيد الكربون (CO2) وتطلق الأكسجين خلال النهار. في الليل ، الوضع معاكس ، يلتقطون الأكسجين ويطلقون ثاني أكسيد الكربون. تعزز هذه العملية الحياة على الأرض من خلال تزويدنا بالأكسجين الذي نحتاجه للتنفس.
- يحافظون على توازن غازات الغلاف الجوي. بسبب عملية التمثيل الضوئي ، يمكن استبدال الأكسجين المستهلك في التنفس والاحتراق. بهذه الطريقة يتم تجنب زيادة ثاني أكسيد الكربون.
- هم القاعدة الغذائية للعديد من الكائنات الحية. تبدأ دورة الحياة بالنباتات لأنها مصدر غذاء للكائنات الحية (بطريقة ما) والتنوع البيولوجي الذي يسكن الأرض.
- لها خصائص طبية: منذ العصور القديمة ، تم اشتقاق العديد من الأدوية التي نستخدمها مباشرة من النباتات. تم استخراج العديد من المواد الكيميائية منه واستخدامها في إنتاج الأدوية المختلفة.
- يتم استخدامها كمواد بناء. بعض الأمثلة على الخشب أو الخيزران. يمكن استخدامها أيضًا لتوليد الطاقة من خلال الاحتراق أو لصنع مواد مثل الورق.
- حماية التربة. يسمح تحلل المواد العضوية (النباتات بشكل أساسي) للتربة بالحصول على العناصر الغذائية اللازمة للزراعة.
الحيوانات والتمثيل الضوئي
نعلم جميعًا أن التمثيل الضوئي هو عملية مرتبطة بالنباتات ، مما يميزها عن الحيوانات. ومع ذلك ، هناك حيوانات وثيقة الصلة قادرة على هذه العملية.
مثال على ذلك إليسيا كلوروتيكا، المعروف باسم سبيكة الزمرد. إنها واحدة من أغرب الحيوانات في العالم وتقطن عادة في أمريكا الشمالية، خاصة على ساحل المحيط الأطلسي. البزاقة الزمردية على شكل أوراق الشجر وخضراء عميقة ، والتي تتناقض بشكل حاد مع بقعها البيضاء أو الحمراء. إنه مشابه جدًا لأوراق أي نبات ، مما يجعل التمويه أفضل سلاح له ، يكاد يكون غير محسوس لأعين مفترساته.
ومع ذلك ، فإن ما يميز هذا الحيوان هو قدرته على التمثيل الضوئي. تتغذى الرخويات الزمردية على الطحالب الصفراء ، وتستخرج منها البلاستيدات الخضراء وتدمجها في خلايا الجهاز الهضمي. هذا يمنحه القدرة على امتصاص ضوء الشمس مثل النبات طوال عملية النمو. تسمى هذه العملية رأب السرقة ويمكن أن تستغرق من 9 إلى 12 شهرًا.
نوع حيواني آخر متعلق بالتمثيل الضوئي هو الشعاب المرجانية. يفعلون ذلك بفضل الطحالب في المرجان. بينما تحمي الشعاب المرجانية الطحالب ، فإنها تمدها بالغذاء ، وهذا بدوره يساعدها على التكلس.
مستقبل كوكب الأرض
تم إنشاء التمثيل الضوئي كآلية طبيعية يمكنها الحفاظ على توازن كوكبنا والتنوع البيولوجي الذي يسكنه. لضمان مستقبل الكوكب ، يجب حماية رئتيك. إذا استمر تدمير مناطق مثل الأمازون ، سوف يتفاقم تغير المناخ بشكل كبير ويعرض بقاءنا للخطر.
إن الحفاظ على نباتاتنا في حالة جيدة يعني المساهمة في تطوير الحياة. نباتاتنا مسؤولة عن الحفاظ على توازن غازات الغلاف الجوي ، لكنها أيضًا القاعدة الغذائية للعديد من الكائنات الحية. تبدأ دورة الحياة بالنباتات ، كل ما نأكله ، سواء كان حيوانات أو نباتات ، له علاقة مع هذه المخلوقات.
لملايين السنين ، كانت النباتات تنفذ هذه العملية ، مما يجعل غلافنا الجوي يمتلئ بكمية كبيرة من الأكسجين ، وبالتالي تشكل طبقة الأوزون. بدونها ، لا يمكن لإشعاع الشمس أن يخلق حياة أرضية على كوكبنا.
بالإضافة إلى ذلك ، تحمي النباتات جودة تربتنا. لذلك ، فإن إزالة الغابات مشكلة كبيرة سببها أزمة المناخ للحد من قدرة النباتات والأشجار لامتصاص ثاني أكسيد الكربون. إذا لم نتمكن من عكس هذا الوضع المزعج ، فإن تغير المناخ سيغير في النهاية حياة نظامنا البيئي ويجعل كوكبنا غير صالح للسكن.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن التمثيل الضوئي وأهميته.