Fotosíntesi
procés químic que converteix el diòxid de carboni en compostos orgànics, / From Wikipedia, the free encyclopedia
La fotosíntesi (del grec φώτο foto, 'llum', i σύνθεσις synthesis, 'composició') és un procés bioquímic que converteix el diòxid de carboni en compostos orgànics utilitzant l'energia de la llum solar.[1] La fotosíntesi es produeix en les plantes, les algues, i alguns grups de bacteris, però no en els arqueobacteris.
Aquest article tracta sobre la fixació d'energia lumínica amb alliberament d'oxigen. Si cerqueu la fixació d'energia lumínica sense alliberament d'oxigen, vegeu «fotosíntesi anoxigènica». |
Els organismes fotosintètics reben el nom de fotòtrofs; la majoria són fotoautòtrofs, és a dir, utilitzen el diòxid de carboni com a font de carboni; però no tots els organismes que utilitzen la llum són autòtrofs, car els fotoheteròtrofs (només certs bacteris) utilitzen compostos orgànics, i no diòxid de carboni, com a font de carboni.[2]
En les plantes, les algues i els cianobacteris, la fotosíntesi utilitza diòxid de carboni i aigua: allibera oxigen com a producte residual. La fotosíntesi té una importància crucial per a la vida a la Terra, car a més de mantenir el nivell normal d'oxigen a l'atmosfera, gairebé totes les formes de vida en depenen directament com a font d'energia, o indirectament com a font última de l'energia al seu aliment.[2] La quantitat d'energia capturada per la fotosíntesi és immensa, d'aproximadament 100 terawatts:[3] això és unes sis vegades l'energia consumida anualment per la civilització humana.[4] En total, els organismes fotosintètics converteixen uns 100.000 milions de tones de carboni en biomassa cada any.[5]
Tot i que la fotosíntesi es pot produir de diferents maneres en diferents espècies, alguns trets són sempre iguals. Per exemple, el procés sempre comença quan l'energia lumínica és absorbida per proteïnes anomenades centres de reacció fotosintètics, que contenen clorofil·les. En les plantes, aquestes proteïnes resideixen a l'interior d'orgànuls anomenats cloroplasts, mentre que en els bacteris es troben a la membrana plasmàtica. Una part de l'energia lumínica és recollida per les clorofil·les en forma de trifosfat d'adenosina (ATP). La resta de l'energia es fa servir per a treure electrons d'una substància com ara l'aigua. Aleshores, aquests electrons són utilitzats en les reaccions que transformen el diòxid de carboni en components orgànics. En les plantes, algues i cianobacteris, això es fa mitjançant una seqüència de reaccions anomenada cicle de Calvin, però en alguns bacteris es donen conjunts diferents de reaccions, com ara el cicle de Krebs invers en Chlorobium. Molts organismes fotosintètics tenen adaptacions que concentren o emmagatzemen el diòxid de carboni. Això permet reduir un procés malgastador anomenat fotorespiració que pot consumir part del sucre generat durant la fotosíntesi.
La fotosíntesi evolucionà d'hora en la història evolutiva de la vida, quan totes les formes de vida de la Terra eren microorganismes i l'atmosfera tenia molt més diòxid de carboni. Els primers organismes fotosintètics probablement evolucionaren fa uns 3.500 milions d'anys, i utilitzaven hidrogen o àcid sulfhídric com a font d'electrons, en lloc d'aigua.[6] Els cianobacteris aparegueren més endavant, fa uns 3.000 milions d'anys, i canviaren la Terra per sempre més quan començaren a oxigenar l'atmosfera a partir de fa uns 2.400 milions d'anys.[7] Aquesta nova atmosfera permeté l'evolució de vida complexa, com ara els protists. Finalment, fa uns 550 milions d'anys, un d'aquests protists establí una relació simbiòtica amb un cianobacteri: creà l'avantpassat de les plantes i les algues.[8] Els cloroplasts de les plantes actuals són els descendents d'aquests cianobacteris simbiòtics ancestrals.
Segons una investigació publicada el febrer de 2012 a la revista científica National Academy of Sciences sobre un tipus d'ameba anomenada Paulinella chromatophora, aquesta conté només dos compartiments fotosintètics anomenats cromatòfors, originats, com és comú, per cianobacteris endosimbiòtics, però en aquest cas representen un estadi primerenc en l'evolució d'aquest orgànul; aquesta ameba representa un model important per estudiar els processos evolutius pels quals es van desenvolupar aquests orgànuls.[9]