A Fotossíntese
A fotossíntese é o processo através do qual as plantas, seres autotróficos (seres que produzem seu próprio alimento) e alguns outros organismos transformam energia luminosa em energia química processando o dióxido de carbono (CO2), água (H2O) e minerais em compostos orgânicos e produzindo oxigênio gasoso (O2). Através do processo aqueles seres vivos produzem o seu próprio alimento, constituído essencialmente por açúcares, como a glicose.
Este é um processo de catabolismo, a planta acumula energia a partir da luz para uso no seu metabolismo, ações necessárias para o bom funcionamento do organismo, quebrando então a molécula quando necessário, formando adenosina tri-fosfato, o ATP, a moeda energética dos organismos vivos, mediante uso do oxigênio.
A fotossíntese inicia toda a cadeia alimentar. Sem esta, os animais e os outros seres heterotróficos seriam incapazes de sobreviver porque a base da sua alimentação estará sempre nas substâncias orgânicas proporcionadas pelas plantas verdes.
A relação da cor verde das plantas com a luz
Aristóteles tinha observado e descrito que as plantas necessitavam de luz solar para adquirir a sua cor verde. Só em 1771 o estudo do processo fotossintético começou a ser observado por Joseph Priestley. Este químico inglês, confinando uma planta numa redoma de cristal comprovou a produção de uma substância que permitia a combustão, e que, em certos casos avivava a chama de um carvão em brasa. No futuro acabou se descobrindo que a dita substância era um gás, o oxigénio.
A descoberta da fotossíntese
Na segunda metade do século XVIII, Jan Ingenhousz, físico-químico holandês, sustentou que o dióxido de carbono do ar era utilizado como nutriente pelas plantas. A comprovação deu-se em seguida por diversos químicos daquele século que repetiram as experiências do cientista holandês.
A incorporação da água pelas plantas
Nicolas-Théodore de Saussure, já no início do século XIX descobriu que os vegetais incorporavam água nos seus tecidos. Ao avançar do tempo, os conhecimentos sobre nutrição vegetal foram se desfraldando.
A descoberta da retirada de nutrientes do solo
Uma observação importante foi que o azoto, assim como diversos sais e minerais, era retirado do solo pelas plantas e que a energia proveniente do Sol se transformava em energia química, ficando armazenada numa série de produtos em virtude de um processo que então acabou por ser chamado de fotossíntese.
A substância chamada de clorofila foi isolada na segunda década do século XIX. Ainda naquele século, descobriu-se que a clorofila era a responsável pela cor verde das plantas, além de desempenhar um papel importante na síntese da matéria orgânica. Julius von Sachs demonstrou que a clorofila se localizava nos chamados organelos celulares, que, por meio de estudos mais acurados, foram chamados de cloroplastos.
A reprodução do ciclo da clorofila em laboratório
Ao avançarem as técnicas bioquímicas, em 1954 foi possível o isolamento e extracção destes organelos. Foi Daniel Israel Arnon, quem obteve cloroplastos a partir das células do espinafre conseguindo reproduzir em laboratório as reacções completas da fotossíntese.
[editar] As etapas da fotossíntese
Com estas técnicas, descobriu-se, por exemplo, que a fotossíntese ocorre ao longo de duas etapas:
* A fase fotoquímica (fase dependente da luz solar ou etapa clara), onde a luz é captada deixando os eletrões do fotossistema num estado excitado. Nesta mesma etapa, dá-se a fotólise da água (desdobramento das moléculas em protões, electrões e oxigénio devido à radiação). O hidrogénio (protões) e os electrões vão então intervir em sucessivas reacções de oxirredução. Existe libertação do oxigénio, pois este composto não é necessário ao processo fotossintético, não interessando à planta.
Equação: 4H2O + 2NADP + 3ADP + 3P -(luz)-> 3ATP + 2NADPH2 + O2 + 2H2O
* A fase química, onde se observa um ciclo descoberto pelos cientistas Melvin Calvin, Andrew Benson e James Bassham. Nessa fase chamada de ciclo de Calvin, o carbono que provém do dióxido de carbono do ar é fixado e integrado numa molécula de hidrato de carbono (carboidrato). Desta fase resulta a formação de compostos orgânicos como a glicose, necessária à actividade da planta.
Equação: CO2 + 2NADPH2 + 3ATP -(enzimas)-> 2NADP + 3ADP + 3P + H2O + (CH2O)
Plantas jovens consomem mais dióxido de carbono e libertam mais oxigénio, pois o carbono é incorporado a sua estrutura física durante o crescimento.
A clorofila é responsável pela absorção de energia luminosa que será utilizada numa reação complexa onde o dióxido de carbono reage com a água, formando-se glicose (base dos hidratos de carbono), que é armazenada e utilizada pelas plantas, libertando-se, como resíduo desta operação, moléculas de oxigénio.
É importante realçar que a fase escura não ocorre de noite ou na ausência de luz, o nome apenas refere-se ao facto desta fase não necessitar da luz para funcionar. Ela acontece logo após a fase clara numa reação em cadeia ate que o substrato se esgote.
Organismos fotossintetizadores
Além das plantas verdes, incluem-se entre os organismos fotossintéticos certos protistas (como as diatomáceas e as euglenoidinas), as cianófitas (algas verde-azuladas) e diversas bactérias.
Fatores que afetam a fotossíntese
* Comprimento de onda e intensidade da luz
* Concentração de dióxido de carbono
* Temperatura
* Água
* Morfologia foliar
A importância da fotossíntese
A importância da fotossíntese para a vida na Terra é enorme. A fotossíntese é o primeiro e principal processo de transformação de energia na biosfera. Ao alimentarmo-nos, parte das substâncias orgânicas, produzidas graças à fotossíntese, entram na nossa constituição celular, enquanto outras (os nutrientes energéticos) fornecem a energia necessária às nossas funções vitais, como o crescimento, a reprodução, etc… Além do mais,ela nos fornece oxigênio para a respiração.