شما احتمالاً گیاهان را به اندازه کافی قدردانی نمی کنید ،هیچ کدام از ما این کار را نمی کنیم. با توجه به اینکه گیاهان مهم ترین نقش را در حیات ما دارند.
صادقانه بگویم ، کل داستان بسیار پیچیده است ، ممکن است ما هرگز حقیقت را در مورد چگونگی اجداد سبز ما ندانیم ، اما یک جنبه از داستان قطعاً شامل فتوسنتز است :
توانایی یک گیاه برای تهیه غذای خود از نور خورشید
اهمیت فتوسنتز در زمین
گرگوری اشمیت ، استاد برجسته در گروه زیست شناسی گیاهی در دانشگاه جورجیا می گوید: "یک راه عالی برای قدردانی از فتوسنتز مقایسه جو زمین با فضای سیارات دیگر مانند زهره و مریخ است . وی گفت: "هر سه سیاره به هنگام شکل گیری به احتمال زیاد مشابه بودند ، اما جوی های زهره و مریخ 95 درصد دی اکسید کربن (CO2) ، 2.7 درصد ازت (N2) و 13.13 درصد اکسیژن (O2) دارند. N2 ، 21 درصد O2 و 0.41 درصد CO2 - هرچند که این تعداد رو به افزایش است.
یعنی 800 گیگاتن دی اکسید کربن در جو ما وجود دارد ، اما 10،000 گیگاتون دیگر نیز وجود دارد - 10،000،000،000 تن - در قالب سنگ آهک فسیلی مفقود یا دفن شده است.
به عبارت دیگر ، کربن برای میلیاردها سال از جو و در پوسته زمین قاچاق شده است ، که تنها دلیلی که این سیاره قابل استفاده شده است توسط ارگانیسم های چند سلولی است.
"بنابراین ، چگونه این تغییر جوی چشمگیر برای زمین اتفاق افتاد؟" از اشمیت می پرسد. "فقط یک جواب وجود دارد ، و بسیار ساده است: فتوسنتز ، شگفت انگیزترین عامل در تکامل زمین است."
یک انقلاب سبز
چند صد سال پس از تشکیل زمین ، زندگی نشان داد - احتمالاً ابتدا بعضی از باکتری های بی هوازی ، گوگرد و هیدروژن را که از دریچه های گرمابی بیرون می آید ، کم می کند.
آن باکتری های باستانی باید وسیله ای برای یافتن منافذ هیدروترمال جدید بشمار می رفتند که منجر به ایجاد یک رنگدانه سنجش حرارتی بنام باکتریوکلروفیل شد که برخی از باکتریها هنوز هم برای شناسایی سیگنال مادون قرمز تولید شده توسط گرما استفاده می شود. این باکتریها که می توانند کلروفیل درست کنند ، رنگدانه ای که قادر به گرفتن طول موج های کوتاه تر و پرانرژی تر از نور خورشید بوده را به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند.
فتوسیستم و اثر آن در تولید اکسیژن
شگفتی واقعی تکامل گیاه و جلبک ها در این واقعیت است که ، در یک زمانی ، این باکتری های تولید کننده کلروفیل باستانی تولید اکسیژن را آغاز کردند. از این گذشته ، میلیاردها سال پیش ، در حقیقت اکسیژن بسیار کمی در جو وجود داشت ، و برای بسیاری از باکتری های اولیه سمی بود (هنوز هم برای باکتری های بی هوازی که در مناطق عاری از اکسیژن روی زمین باقی می مانند ، سمی است). با این حال ، روند ذخیره نور خورشید باکتری را ملزم به سوزاندن آب می کند.
فرایند سوختن فقط اکسیداسیون است - پاشیدن الکترون ها از یک اتم و انتقال آن الکترون ها به دیگری (که به آن کاهش گفته می شود). باکتری های فتوسنتزیکی اولیه راهی را برای گرفتن فوتون ها - اساساً ذرات نور - ایجاد کرده اند و از انرژی آنها برای ذوب کردن بسیاری از پروتون ها و الکترون های خود برای تولید انرژی استفاده می کنند.
هنگامی که فتوسیستم ها طبقه بندی شدند ، سیانوباکتری ها اقیانوس ها را به دست گرفتند و چون اکسیژن محصول پسماند آنها بود ، در جو زمین فراوان شد. در نتیجه ، بسیاری از باکتری ها هوازی شدند - یعنی برای فرآیندهای متابولیکی خود به اکسیژن نیاز داشتند. حدود یک میلیارد سال بعد ، تک یاخته ها بعنوان بی هوازی (ارگانیسم هایی که برای رشد به اکسیژن احتیاج ندارند) تکامل یافتند و طعمه های باکتریایی هوازی را شکار کردند. باکتری ها به طور کامل هضم نشده ، اما در سلول ماندند و در پایان به ارگانیسم بی هوازی بدون اکسیژن در مقابله با محیط هوازی کمک کرد. این دو ارگانیسم به هم چسبیده اند و سرانجام ارگانیسم طعمه در یک اندامک سلولی به نام میتوکندری تکامل یافت .
سناریوی مشابه در حدود 1 میلیارد سال پیش با سیانوباکتری ها رخ داده است. در این حالت ، باکتریهای بی هوازی احتمالاً باکتریهای فتوسنتزیکی جذب کرده و منجر به ایجاد یک اندامک کوچک و متصل به غشاء شده که برای همه گیاهان مشترک است: کلروپلاست .
از آنجا که جلبک ها و گیاهان چند سلولی تکامل می یابند و از CO2 فراوان بهره می گیرند و اکسیژن را در جو زمین افزایش می دهند ، کلروپلاست هادرست مانند میتوکندری ها ، آنها DNA خود را دارند و وقت خود را صرف برداشت نور برای گیاه می کنند و پایه و اساس زندگی را در زمین ایجاد می کنند.
