Wat is fotosynthese?

Fotosynthese is een techniek voor het omzetten van zonlicht in energie die door bepaalde organismen al ongeveer 3,4 miljard jaar wordt gebruikt. De basisformule omvat een omzetting van kooldioxide en water in glucose en zuurstof, geholpen door lichtafhankelijke reacties. Fotosynthese ontstond snel na het verschijnen van het leven zelf, waarvan werd gedacht dat het 3,5 miljard jaar geleden plaatsvond, nadat de aardkorst was afgekoeld. De eerste fotosynthetische organismen waren de voorouders van moderne cyanobacteriën.

Fotosynthese vindt plaats in chloroplasten, speciale organellen in de cellen van planten en andere fotosynthetiserende organismen. Choloroplasten zijn groen omdat ze het pigmentchlorofyl gebruiken. De primaire zonabsorberende organen van planten zijn de bladeren. Hoewel chloroplasten zich in cellen in een plant bevinden, is de chloroplastdichtheid veruit de hoogste op de bladeren, waar tussen 450.000 en 800.000 chloroplasten in elke vierkante millimeter te vinden zijn.

Chloroplasten zijn vermoedelijk afkomstig van fotosynthetische bacteriën, waarmee ze veel gemeen hebben. Net als de energiecentrales van eukaryotische (complexe) cellen, mitochondriën, wordt gedacht dat chloroplasten voortkomen uit extreem nauwe symbiotische relaties tussen vroege microben, zo dichtbij dat ze onderdeel werden van dezelfde onafscheidelijke entiteit.

Een van de bijproducten van fotosynthese is zuurstof, het molecuul dat wij mensen en andere dieren nodig hebben om te leven. Hoewel zuurstof tegenwoordig leven brengt, heeft het tijdens een ramp twee miljard jaar geleden de dood veroorzaakt. In die tijd bevatte de atmosfeer van de aarde weinig zuurstof en konden grote ijzeren rotsen zonder roest aan het oppervlak worden blootgesteld. Vervolgens ontwikkelden zich gedurende een geologisch plotselinge periode van enkele tientallen miljoenen jaren zuurstofproducerende fotosynthetische cyanobacteriën die de aarde bedekten, enorme hoeveelheden zuurstof produceerden en een massale uitsterving van evolutionaire lijnen veroorzaakten die niet gewend waren aan zulke hoge atmosferische zuurstofconcentraties. Dit staat bekend als de zuurstofcatastrofe.

Tegenwoordig is de atmosfeer ongeveer 23% zuurstof en de rest stikstof. De noodzaak van zuurstof uit planten is een andere reden waarom we de vernietiging van regenwouden wereldwijd, met name in de Amazone, zouden moeten ontmoedigen.

Fotosynthetische organismen dienen als de basis van elk ecosysteem. In deze rol worden ze producenten genoemd. Organismen die ze consumeren worden dienovereenkomstig consumenten genoemd.