20 дек. Какво представлява фотосинтезата
Фотосинтезата е биохимичен процес, при който с помощта на слънчевата светлина въглеродният диоксид се преобразува в органични съединения. В най-разпространения вариант на процеса в синтеза участва вода, синтезират се захариди и като остатъчен продукт се отделя кислород.
Фотосинтезиращите организми – растения, алги и много бактерии, могат сами да синтезират необходимите им хранителни вещества и се наричат фотоавтотрофи. Фотосинтезата играе важна роля в глобалната екология на Земята – освен че поддържа нивото на кислород в атмосферата, почти всички организми (изключение са само слабо разпространените хемоавтотрофи) зависят пряко или непряко от нея, за да си набавят енергия.
Фотосинтезата е източник не само на енергия, но и на въглерода в органичните съединения, образуващи телата на организмите. Около 100 милиарда тона атмосферен въглерод годишно се превръщат чрез фотосинтезата в биомаса.
Какви характеристики притежава фотосинтезата?
Въпреки че фотосинтезата протича по различен начин при различните видове, някои нейни характеристики са общи. Процесът винаги започва с поглъщането на светлинна енергия от белтъци, наричани реакционен център и съдържащи хлорофили. При растенията тези протеини се намират в органели, наричани хлоропласти, докато при бактериите те са вградени в клетъчната мембрана. Част от светлинната енергия, събрана от хлорофилите, се съхранява под формата на аденозинтрифосфат, а останалата се използва за отстраняване на електрони, най-често от вода.
В последствие тези електрони участват в реакциите, превръщащи въглеродния диоксид в органични съединения. При растенията, алгите и цианобактериите това става чрез поредица реакции, известни като цикъл на Калвин, но при някои бактерии процесът протича по различен начин, например чрез обратен цикъл на Кребс при Chlorobium. Много фотосинтезиращи организми са развили адаптации, които им помагат да концентрират или съхраняват въглероден диоксид, намалявайки загубите на захариди в резултат на фотореспирацията.
Кога възниква фотосинтезата?
Фотосинтезата възниква в началото на еволюционната история, когато всички форми на живот на Земята са микроорганизми, а атмосферата съдържа много повече въглероден диоксид, отколкото днес. Първите фотосинтезиращи организми вероятно се появяват преди около 3500 милиона години и използват като източник на електрони не вода, а водород или сероводород. Цианобактериите се появяват по-късно, преди около 3000 милиона години, и драстично променят Земята, предизвиквайки преди около 2400 милиона години т.нар. кислородна катастрофа.
Увеличаването на концентрацията на кислород в атмосферата дава възможност за появата на по-сложни форми на живот, като протистите. Преди около 1000 милиона години някои протисти образуват симбионтна връзка с цианобактерии, от която произлиза предшественикът на много растения и алги. Хлоропластите в съвременните растения водят началото си от тези древни симбионтни цианобактерии.
