Blog

Neviditeľný motor života

Fotosyntéza je viac než len téma v učebnici; je to neviditeľný motor, ktorý poháňa život na Zemi. Tento zložitý biochemický proces je základom ekologickej rovnováhy a udržateľnosti, od kyslíka, ktorý dýchame, až po potraviny, ktoré jeme. Preskúmali sme jeho základné chemické reakcie, výskyt u rôznych druhov a význam v technológii a poľnohospodárstve. Poskytli sme aj vzdelávacie zdroje, ktoré vám pomôžu lepšie pochopiť túto fascinujúcu tému.

Ak ste študent, ktorý sa snaží vyniknúť v štúdiu, učiteľ, ktorého cieľom je inšpirovať, alebo doučovateľ, ktorý chce objasniť zložité pojmy, pochopenie chémie fotosyntézy je cesta, na ktorú sa oplatí vydať. Odporúčame vám, aby ste pokračovali v skúmaní, kladení otázok a učení sa o tomto životne dôležitom procese, ktorý udržiava život, ako ho poznáme.

Pojem fotosyntéza bol vytvorený z gréckych slov fós či fótos, čo znamená svetlo, a synthesis, čo môžeme preložiť ako spájanie či skladanie. Keby sme výraz fotosyntéza chceli poslovenčiť, asi najvhodnejšie by sme mohli hovoriť o spájaní svetlom. Fotosyntéza je zložitý biochemický proces, pri ktorom sa energia prijímaného svetelného žiarenia mení na energiu chemických väzieb. Tento proces prebieha v tzv. chloroplastoch vnútri rastlinných buniek. Počas fotosyntézy rastlina využíva energiu slnečného svetla na priebeh reťazca chemických reakcií. Z jednoduchých anorganických látok – oxidu uhličitého a vody – sa tvoria energeticky bohaté organické zlúčeniny (glukóza). Glukóza je základnou látkou metabolizmu živých organizmov, a preto má fotosyntéza zásadný význam pre život na Zemi. Vedľajším produktom fotosyntézy je kyslík. Štandardný, temer univerzálny typ fotosyntézy využíva zelený pigment (chlorofyl-a), na zber svetla i na využitie jeho energie na produkciu užitočných biochemikálií a kyslíka. Spôsob, akým chlorofyl-a  absorbuje svetlo, znamená, že na fotosyntézu možno využiť len energiu červeného svetla. Pretože chlorofyl-a je prítomný vo všetkých známych rastlinách, riasach a cyanobaktériách (sinice), vedci sa domnievali, že červené svetlo je akýmsi červeným limitom pre fotosyntézu – teda minimálnym množstvom energie, potrebným na náročné chemické deje. Nedávno však tím vedcov pod vedením profesora Billa Rutherforda z Katedry biológie londýnskeho Imperial College objavil celkom nový druh fotosyntézy, ktorý má šancu prepísať učebnice. Spomenutý tím ukázal, že ak niektoré cyanobaktérie rastú pod svetlom v blízko infračervenej oblasti, systém na báze chlorofylu-a sa vypne a jeho úlohu prevezme iný systém s iným druhom chlorofylu – s chlorofylom-f. Doteraz sa vedci domnievali, že chlorofyl-f slúži len na zachytávanie svetla. Nedávno publikované nové výsledky však ukazujú, že chlorofyl-f  hrá kľúčovú úlohu pri fotosyntéze takpovediac v tieni, pričom využíva infračervené svetlo s nižšou energiou – je to teda fotosyntéza za červeným limitom.