O trevo, como todas as plantas com clorofila, cria energia por meio da fotossíntese. Michael Moller/EyeEm/Getty Images É um conceito que a maioria das crianças aprende nas aulas de ciências:a fotossíntese pode converter energia solar em energia química. É o processo de produção e abastecimento de energia que permite que as plantas e até as algas sobrevivam e cresçam. Mas, antes de entrarmos em por que a fotossíntese é importante , é hora de analisar as particularidades desse processo biológico essencial.
O que é fotossíntese?
A fotossíntese é um processo vital através do qual plantas verdes, algas e certas bactérias convertem a energia luminosa, normalmente do sol, em energia química na forma de glicose ou açúcar. Esse processo ocorre em estruturas especializadas chamadas cloroplastos, localizadas dentro das células desses organismos vivos [fonte:National Geographic].
Para entender a fotossíntese, vamos decompor a própria palavra. “Foto-” vem da palavra grega para luz, e “-síntese” significa juntar. Em essência, a fotossíntese é “juntar-se à luz”.
Aqui está uma análise básica do processo:
Absorção de luz:A clorofila, pigmento verde presente nos cloroplastos, absorve energia luminosa.
Conversão e armazenamento de energia:Esta energia luminosa absorvida é então usada para converter dióxido de carbono (CO2) da atmosfera e água (H2O) do solo em glicose (C6H12O6). O oxigênio (O2) é liberado como subproduto.
Uso e armazenamento:A glicose produzida é usada pela planta como energia, armazenada como amido ou usada para construir outros compostos orgânicos como a celulose.
Embora possa parecer uma troca simples, a fotossíntese é uma série complexa de reações que pode ser dividida em duas etapas principais:
Reações dependentes de luz:Uma reação dependente de luz ocorre nas membranas tilacóides dos cloroplastos e produz ATP (adenosina trifosfato) e NADPH (nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato) utilizando energia luminosa. O oxigênio é liberado nesta fase.
Reações independentes de luz (Ciclo de Calvin):Essas reações ocorrem no estroma dos cloroplastos. O ATP e o NADPH produzidos na etapa anterior são usados aqui para converter CO2 em glicose.
A fotossíntese é a base da vida na Terra. Não só fornece alimento para as próprias plantas, mas também sustenta os animais e os humanos que se alimentam dessas plantas.
Além disso, a fotossíntese libera oxigênio, essencial para a respiração da maioria das formas de vida. Como ponte entre a energia do Sol e a vida na Terra, a fotossíntese garante a continuação da vida como a conhecemos.
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Fotossíntese e dióxido de carbono:uma relação crucial
E se a fotossíntese parasse de funcionar?
Fotossíntese e dióxido de carbono:uma relação crucial
A maioria das conversas ambientais modernas giram em torno do dióxido de carbono, dos combustíveis fósseis e da conservação. Como tal, a relação única entre a fotossíntese e o dióxido de carbono merece uma análise mais detalhada.
O dióxido de carbono (CO2) desempenha de facto um papel fundamental no processo de fotossíntese, servindo como uma das principais matérias-primas. Para produzir energia, as plantas consomem efetivamente dióxido de carbono e água, liberando oxigênio. Como se poderia imaginar, este processo tem implicações de longo alcance para o clima, a atmosfera e os ecossistemas do nosso planeta.
Papel do dióxido de carbono na fotossíntese:Durante a fotossíntese, as plantas absorvem CO2 da atmosfera. Este CO2, combinado com a energia da luz solar captada pela clorofila, é utilizado para converter a água (captada pelas raízes da planta) em glicose. Essa glicose é então usada pela planta como fonte de energia ou armazenada para uso posterior.
O Ciclo do Carbono e o Equilíbrio:A fotossíntese e a respiração formam um ciclo equilibrado na Terra. Enquanto a fotossíntese consome CO2 para produzir glicose e liberar oxigênio, a respiração de animais e plantas faz o oposto. Eles usam oxigênio para quebrar a glicose em energia, liberando CO2 no processo. Idealmente, este ciclo manteria a quantidade de CO2 e oxigênio atmosféricos em equilíbrio.
Fotossíntese como sumidouro de carbono:Florestas, algas e outros organismos fotossintéticos atuam como sumidouros de carbono, removendo quantidades significativas de CO2 da atmosfera. Isto ajuda a mitigar o efeito de estufa até certo ponto, uma vez que o aumento dos níveis de CO2 atmosférico pode levar ao aquecimento global. Ao absorver CO2, os organismos fotossintéticos desempenham um papel crucial na regulação dos níveis globais de carbono e, portanto, do clima.
Atividade Humana e Fotossíntese:O desmatamento e outras atividades humanas perturbaram o equilíbrio de carbono. A remoção de um grande número de árvores significa que menos moléculas de carboidratos são absorvidas pela atmosfera, levando ao aumento dos níveis de gases de efeito estufa. Isto, juntamente com a queima de combustíveis fósseis, que liberta antigas reservas de carbono na atmosfera, resultou num aumento significativo dos níveis atmosféricos de CO2, acelerando o efeito de estufa.
Aumentar a eficiência fotossintética:Os investigadores estão a explorar formas de aumentar a eficiência da fotossíntese, especialmente em culturas básicas. Ao fazê-lo, as culturas poderiam potencialmente remover mais CO2 da atmosfera, ao mesmo tempo que proporcionavam maiores rendimentos. Algumas estratégias incluem alterar a forma como as plantas absorvem luz ou modificar o processo para torná-lo mais responsivo aos níveis atuais de CO2.
A fotossíntese regula a composição atmosférica, apoia a cadeia alimentar e neutraliza alguns dos impactos das alterações climáticas induzidas pelo homem. Reconhecer e respeitar esta relação é vital para a saúde futura do nosso planeta [fonte:NASA].
E se a fotossíntese parasse de funcionar?
Se a fotossíntese terminasse abruptamente, a maioria das plantas morreria em pouco tempo. Embora pudessem aguentar alguns dias – ou em alguns casos, algumas semanas – o tempo que viveram seria em grande parte um factor da quantidade de energia armazenada que as suas células contêm.
Árvores grandes, por exemplo, poderiam durar vários anos – talvez até algumas décadas – devido às suas reservas de energia e à lenta taxa de utilização. No entanto, a maioria das plantas acabaria definhando, assim como os animais que dependem delas para produzir oxigênio.
Com todos os herbívoros mortos, os onívoros e carnívoros logo seguiriam. Embora esses carnívoros pudessem se alimentar de todas as carcaças espalhadas, esse suprimento não duraria mais do que alguns dias. Então, os animais que dependiam temporariamente deles para seu sustento morreriam.
Isso porque, para que a fotossíntese deixasse de existir, a Terra teria que mergulhar na escuridão. Para fazer isso, o Sol teria que desaparecer e mergulhar as temperaturas da superfície da Terra num inverno interminável de temperaturas extremamente baixas. Dentro de um ano, atingiria o mínimo de 100 graus Fahrenheit negativos (73 graus Celsius negativos), resultando em um planeta de tundra puramente congelada [fonte:Otterbein].
Ironicamente, se o sol brilhasse muito forte, poderia fazer com que a fotossíntese parasse de ocorrer. Muita energia luminosa danificaria a estrutura biológica das plantas e impediria a fotossíntese. É por isso que o processo fotossintético, em geral, é interrompido nas horas mais quentes do dia.
Quer o culpado fosse o excesso de luz solar ou a falta dele, se a fotossíntese parasse, as plantas parariam de converter dióxido de carbono – um poluente atmosférico – em matéria orgânica. Neste momento, dependemos de plantas fotossintéticas, algas e até bactérias para reciclar o nosso ar. Sem eles, haveria menos produção de oxigênio.
Mesmo que todas as plantas da Terra morressem, as pessoas continuariam a ter recursos – especialmente se as suas vidas dependessem disso. Um processo de fotossíntese artificial que está sendo desenvolvido por cientistas poderia se tornar o maior solucionador de problemas do mundo. Usando uma “folha” artificial, os cientistas aproveitaram com sucesso a luz solar e recriaram a fotossíntese.
A folha é na verdade uma célula solar de silício que, quando colocada na água e exposta à luz, gera bolhas de oxigênio de um lado e bolhas de hidrogênio do outro - essencialmente dividindo oxigênio e hidrogênio. Embora a ideia tenha sido concebida como uma forma de produzir potencialmente energia elétrica limpa, há implicações para a recriação de uma atmosfera fotossintética também [fonte:Chandler].
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Fontes
Chandler, David. "'Folha artificial' produz combustível a partir da luz solar." MIT. 30 de setembro de 2011. (12 de abril de 2015) http://newsoffice.mit.edu/2011/artificial-leaf-0930
Hubbard, Betânia. "O poder da fotossíntese." Universidade do Noroeste. 19 de novembro de 2012. (12 de abril de 2015) https://helix.northwestern.edu/article/power-photosynthesis
Otterbein, Holly. "Se o Sol se apagasse, por quanto tempo a vida na Terra poderia sobreviver?" Ciência popular. 16 de julho de 2013. (12 de abril de 2015) http://www.popsci.com/science/article/2013-07/if-sun-went-out-how-long-could-life-earth-survive
