Fotosyntes

Ungefär för 3 miljarder år sedan var jorden en ganska dyster plats. Inte den gröna plats fullt av växter och andra organismer som vi idag förknippar den med. Atmosfären bestod till stor del av kvävgas, koldioxid och andra vulkaniska gaser. Vi skulle inte kunna andas dåtidens luft. Endast i havet fanns det små mikroorganismer. Men så hände något stort. Cyanobakterien hände!

En mikroorganism såg dagens ljus. Egentligen var det en ny egenskap som utvecklades. Med hjälp av solljus koldioxid och vatten kunde mikroorganismen bygga upp ett stort förråd av energi i form av socker. Andra mikroorganismer fick hålla till godo med de näringsämnen som fanns fritt i vattnet. För den nya mikroorganismen fanns näring i överflöd. Sen hände i inte så mycket på några hundra miljoner år. Ytterligare några hundra miljoner år flöt förbi och nu började det hända grejer. Koldioxiden började stadigt minska och en ny ganska ovanlig gas började ta plats i atmosfären. Den nya gasen, (syrgas) var en biprodukt av sockerframställningen. Sen hände inget nytt på tusen miljarder år.

Cyanobakterien var den första fotosynteserande organismen som uppstod. Fotosyntes är hopsatt av de två latinska orden fotos och syntes som betyder ljus respektive sammansättning. Idag finns det många olika organismer som kan fotosyntesera, inklusive cyanobakterien som överlevt åren som gått.

Som ni kanske minns så kunde cyanobakterien producera eget socker med fotosyntes. Det gäller även de andra fotosynteserande organismerna. Men för att få energi måste växten äta (förbränna) delar av sockret. Det är därför inte riktigt korrekt att säga att växter får energi av fotosyntesen, de samlar bara mat.

Fotosyntesen kan beskrivas på ett mycket enkelt sätt. Om vi minns rätt så behövdes det koldioxid (CO2) vatten (H2O) och solljus. Resultatet blev socker och syrgas (O2). CO2 + H2O + ljus --> socker + O2 Texten ovanför är en kemisk formel för fotosyntes.

Modern fotosyntes

Bilden på förra sidan föreställer växtceller och dess kloroplaster. Efter eller under tiden då cyanobakterien dök upp hände det lite andra grejer. Vissa mikroorganismer började samarbeta. Riktigt hur det gick till är idag okänt för forskare, men vi ska titta på vad och hur det skulle kunna ha gått till. Dels så fanns det små mikroorganismer med unika färdigheter, exempelvis cyanobakterier. Dessa var ofta ganska känsliga för sin omgivning. Andra mikroorganismer kunde enkelt skydda sig mot omgivningen, men led av matbrist. Under något stadie kan man tänka sig att den väl skyddade organismen käka upp en cyanobakterie.

På något sätt klarade sig cyanobakterien sig i den andra cellens mage. Nu var cyanobakterien skyddad av den andra cellen samtidigt som tillgången till vatten, koldioxid och solljus även kom in i den andra cellen. Den andra cellen gick inte heller bet, utan fick tillgång till stora mängder socker som cyanobakterien tillverka. Idag vet vi att denna process åtminstone har skett två gånger. Kloroplasterna d.v.s. De gröna bollarna är ju förstås avlägsna släktingar till den uppätna cyanobakterien. Linjerna som avgränsar bollarna från varandra är den andra cellens formidabla skydd. Den andra cellen kallas idag för exempelvis växtcell.

Ni har säkert hört talas om det gröna färgämnet klorofyll. Det är i kloroplasterna som färgämnet tillverkas. Det är också klorofyllet som gör att kloroplasterna kan fånga upp solljus. Det är inte alla fotosynteserande organismer som har klorofyll, exempelvis rödalger eller brunalger (tång).

Allt socker som tillverkas under fotosyntesen går inte åt som mat. En stor del går åt som byggmaterial. När man skriver att det tillverkas socker under fotosyntesen så menar man mer specifikt druvsocker. Druvsocker är den simplaste formen av socker och utgörs av endast en enda molekyl. När flera sockermolekyler binds samman bildas andra sockertyper, exempelvis sackaros (sockerbit- socker). Om hundratals sockermolekyler binds samman kallar vi det stärkelse och om flera tusen sockermolekyler binds ihop kallar vi det cellulosa.

Växter och i synnerhet träd är uppbyggda av cellulosa. Trädet på bilden kallas redwood. De kan bli 100 meter höga och anses vara de högsta nu levande träden. Det går att beskåda en redwood på botaniska trädgården i Göteborg, om än i något mindre skala. Anledningen till att trädet är knappa 20 meter högt är att trädet får tillräckligt med näring???

Fotosyntesen täcker ju bara behovet av socker. Växter behöver även mineralämnen som kväve (N) och fosfor (P). Upptagning av mineralämnen fås från marken (vatten i jorden), vanligen via rötterna för de växter som har rötter. Koldioxid tas inte upp av rötterna utan andas in i växter på bladens undersida genom så kallade klyvöppningar.