La Luce e la Vita
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La Luce e la Vita Il Sole: la fonte di energia che permette la vita sulla Terra. Uno dei principali utilizzatori di questa risorsa sono le piante, attraverso il meccanismo della fotosintesi. Il cibo che mangiamo, i combustibili fossili che usiamo sono il prodotto di questo processo, che converte l’energia solare in energia chimica che può essere usata dagli organismi biologici. La forma più nota è rappresentata dalla fotosintesi clorofilliana: la radiazione solare, assorbita dai pigmenti delle foglie, ad esempio dalla clorofilla, permette una reazione chimica in cui si trasforma anidride carbonica e acqua in glucosio e ossigeno, quest’ultimo liberato dalle piante nell’ambiente. epidermide superiore Radiazione solare cellule palizzata cellule dello strato spugnoso acqua prodotti fotosintetici fascio vascolare epidermide inferiore stoma O2 cloroplasto CO2 Una foglia è formata da tessuti racchiusi da cellule epidermiche trasparenti alla luce. L’ossigeno, l’anidride carbonica e altri gas entrano nella foglia in prevalenza attraverso speciali aperture: gli stomi. Ve ne possono essere anche 6 milioni per foglia! I gas e il vapore acqueo riempiono gli spazi tra le cellule dello strato spugnoso, uscendo ed entrando dalle cellule per diffusione. L’acqua, assorbita tilacoidi tilacoidi Cortesia Govindjee, K. Hoober dalle radici, entra nella foglia mediante il fasci vascolari. Gli zuccheri, prodotto della fotosintesi, escono dalla foglia per la stessa via. Gran parte della fotosintesi avviene nelle cellule a palizzata, poste subito sotto l’epidermide. La radiazione solare, nell’intervallo visibile dello spettro elettromagnetico, viene catturata da antenne, formate da 500-1000 pigmenti individuali, contenuti nelle cellule a palizzata. L’assorbimento della luce avviene, per la maggior parte delle piante, nel blu e nel rosso. Il verde è riflesso: per questo le foglie sono, in genere, verdi. Gli organuli in cui avviene la fotosintesi sono i cloroplasti, contenuti nelle cellule a palizzata. Questi, a loro volta, contengono i tilacoidi (le strutture laminari illustrate nell’immagine al microscopio elettronico). Qui avviene il lavoro di trasformare l’anidride carbonica e l’acqua, utilizzando la luce come fonte di energia, in zuccheri: CO2 + 2H2O + energia luminosa (CH2O)n + O2 + H2O. CO2 nell’atmosfera La fotosintesi trasforma, ogni anno, in sostanze organiche 200 miliardi di tonnellate di carbonio. Questo fotosintesi processo implica un colossale trasferimento di energia dal Sole alla Terra. Questa energia si accumula respirazione inizialmente nelle piante verdi, ma viene poi distribuita a tutti gli altri esseri viventi, compreso l'uomo. Anzi, come consumatore di energia fotosintetica l'uomo occupa una vegetazione respirazione combustione humus posizione speciale dato che ricorre ad essa non solo per mangiare, ma anche per far funzionare le sue macchine: le nostre principali fonti energetiche attuali (carbone e combustibili fossili sostanza organica disciolta fondali oceanici petrolio) sono di origine fotosintetica. Il ciclo del carbonio. Le frecce indicano il movimento degli atomi di carbonio. La quantità di carbonio liberata dalla respirazione e dalla combustione supera la quantità che viene fissata dalla fotosintesi. Questo processo, accentuato dalla crescente deforestazione è uno dei responsabili dell’effetto serra. Per saperne di più: http://esg-www.mit.edu:8001/esgbio/ps/intro.html http://ampere.scale.uiuc.edu/~m-lexa/scripts/cell.cgi 103
