فتوسنتز (Photosynthesis) چیست؟

کلروپلاست دارای ماده‌ای سبزرنگ به نام کلروفیل است که نور خورشید را جذب می‌کند. گیاه با استفاده از انرژی این نور، دی‌اکسیدکربن موجود در هوا و آب جذب‌شده از خاک را به مواد آلی، به‌ویژه قند، تبدیل می‌کند. در فتوسنتز اکسیژنی، اکسیژن نیز به‌عنوان یکی از محصولات این فرایند آزاد شده و وارد هوا می‌شود.

فتوسنتز را از نظر تولید یا عدم تولید اکسیژن می‌توان به دو نوع کلی فتوسنتز اکسیژنی و فتوسنتز غیر‌اکسیژنی تقسیم کرد. فتوسنتز اکسیژنی در گیاهان، جلبک‌ها و برخی باکتری‌ها مانند سیانوباکتری‌ها انجام می‌شود و در آن آب به‌عنوان یکی از مواد مورد استفاده قرار می‌گیرد و اکسیژن آزاد می‌شود. بیشتر گیاهانی که در اطراف خود مشاهده می‌کنیم از همین نوع فتوسنتز استفاده می‌کنند. در مقابل، در فتوسنتز غیر‌اکسیژنی که در بعضی از انواع باکتری‌ها دیده می‌شود، اکسیژن تولید نمی‌شود و به جای آب، مواد دیگری می‌توانند در فرایند شرکت کنند.

از نظر نحوهٔ جذب و استفاده از دی‌اکسیدکربن نیز گیاهان به سه گروه C۳، C۴ و CAM تقسیم می‌شوند.

 گیاهان C۳ رایج‌ترین گروه هستند و بیشتر گیاهان موجود در طبیعت در این دسته قرار می‌گیرند. در این گیاهان، دی‌اکسیدکربن مستقیماً وارد مسیر اصلی فتوسنتز می‌شود. گیاهان C۴ مانند ذرت و نیشکر بیشتر در محیط‌های گرم و دارای نور شدید فعالیت مناسبی دارند و ساختار و روش خاصی برای جذب و استفاده از دی‌اکسیدکربن دارند. این ویژگی باعث می‌شود بتوانند در شرایط گرم، کارایی بیشتری نسبت به بسیاری از گیاهان C۳ داشته باشند.

گروه دیگر، گیاهان CAM هستند که بیشتر در مناطق خشک و کم‌آب دیده می‌شوند. نمونهٔ معروف این گیاهان کاکتوس‌ها هستند. این گیاهان برای جلوگیری از هدر رفتن آب، روزنه‌های برگ خود را معمولاً در طول شب باز می‌کنند و دی‌اکسیدکربن را در همان زمان دریافت می‌کنند. سپس در طول روز، در حالی که روزنه‌ها بسته هستند، از دی‌اکسیدکربن ذخیره‌شده برای انجام فتوسنتز استفاده می‌کنند. این روش به گیاه کمک می‌کند در محیط‌های خشک و گرم، آب کمتری از دست بدهد.

در مجموع، فتوسنتز فرایندی اساسی برای ادامهٔ زندگی روی زمین است. گیاهان از طریق این فرایند انرژی نور خورشید را به انرژی شیمیایی موجود در مواد غذایی تبدیل می‌کنند و خودشان مواد مورد نیاز برای رشد و زندگی را می‌سازند. همچنین گیاهان فتوسنتزکننده با آزاد کردن اکسیژن، نقش مهمی در تأمین اکسیژن مورد نیاز بسیاری از جانداران دارند؛ بنابراین می‌توان گفت فتوسنتز نه‌تنها برای خود گیاه، بلکه برای بیشتر موجودات زنده و حفظ تعادل اکوسیستم‌ها نیز اهمیت بسیار زیادی دارد.