צמחים מייצרים מזון משלהם מתרכובות אורגניות באמצעות תהליך המכונה פוטוסינתזה המתרחשת בעלים. המרכיבים הדרושים לפוטוסינתזה הם אור, מים ופחמן דו חמצני. קצב הפוטוסינתזה יושפע מכמות המרכיבים הזמינים, כמו גם מהטמפרטורה. תוצרי הסיום של הפוטוסינתזה הם חמצן, שהצמחים משחררים, ופחמימות, שהופכות למקור האנרגיה של הצמחים. על בסיס המבנה הבסיסי של הגלוקוז, משתמשים צמחים גם בפוטוסינתזה כדי ליצור כמה כימיקלים מורכבים יותר על בסיס פחמן החיוניים לגדילתם ולהישרדותם.
איך צמחים מכינים אוכל משלהם?
כלורופלסטים בעלהראשית, מים שנספגים דרך השורשים עולים לעלים ונכנסים לתאים מיוחדים הנקראים כלורופלסטים. תאים אלה מכילים כלורופיל, פיגמנט ירוק שנותן משאיר את צבעם על ידי השתקפות אורכי גל ירוקים. וחשוב מכך, הכלורופיל סופג אור בחלקים האדומים והכחולים של הספקטרום ומשתמש בו בכדי לגרום לתגובה כימית מכריעה. בתוך הכלורופלסט, מולקולות הכלורופיל סופגות פוטון אור יחיד ובתמורה לאלקטרון. בהמשך עוקבת סדרה של תגובות כימיות, המחליפות בסופו של דבר את האלקטרון שאבד ממולקולות מים בעלה. בתהליך, אטום החמצן במים נפרד מאטומי המימן ומתגלה כפסולת. את המימן שנותר נאסף ובסופו של דבר מסונתז למולקולת פחמימות.
התהליך שיוצר את המזון בפועל לצמח אינו דורש אור, ולכן הוא מכונה תגובה חשוכה. בחלק אחר של העלה הנקרא סטרומה, פחמן דו חמצני שנספג מהסביבה מצטמצם לפחמן וחמצן. שוב, החמצן מותר לברוח, אך הפחמן משתלב עם התוצר הסופי של המימן של התהליך הראשון ליצירת סוכר פשוט. ניתן לשלב או לשנות אותם כדי לייצר כמעט כל תרכובת אורגנית שהצמח עשוי להזדקק להם, בין אם לצורך מבנה או תזונה.
צמחים אינם משתמשים באופן ישיר באנרגיית אור, אלא חייבים להמיר אותה לאנרגיה כימית. מהאור הפוגע בעלים, רק כ -5 אחוזים משמשים לפוטוסינתזה, ומתוכם רק 30 עד 50 אחוזים מאוחסנים כאנרגיה כימית לתא. עדיין, פוטוסינתזה היא תהליך חיוני, לא רק לצמחים, אלא לכל אורגניזמים נושמי חמצן, כולל בני אדם. מדענים מאמינים שזה פוטוסינתזה בצמחים ירוקים מוקדמים ואצות שיצרו את האווירה נושמת האדמה. גם כיום צמחים ממשיכים לחדש את הסביבה, ומסננים פחמן דו חמצני מזיק לחמצן המסיים חיים.
