Augi paši gatavo ēdienu no neorganiskiem savienojumiem, izmantojot procesu, ko sauc par fotosintēzi un notiek lapās. Fotosintēzei nepieciešamās sastāvdaļas ir gaisma, ūdens un oglekļa dioksīds. Fotosintēzes ātrumu ietekmēs pieejamo šo sastāvdaļu daudzums, kā arī temperatūra. Fotosintēzes galaprodukti ir skābeklis, kuru augi izdala, un ogļhidrāti, kas kļūst par augu enerģijas avotu. Balstoties uz glikozes pamatstruktūru, augi izmanto arī fotosintēzi, lai izveidotu vairākas sarežģītākas ķīmiskas vielas, kuru pamatā ir ogleklis -, kas ir būtiskas to augšanai un izdzīvošanai.
Kā augi paši gatavo pārtiku?
Hloroplasti lapiņāPirmkārt, caur saknēm absorbētais ūdens paceļas līdz lapām un nonāk īpašās šūnās, ko sauc par hloroplastiem. Šīs šūnas satur hlorofilu, zaļu pigmentu, kas piešķir lapām savu krāsu, atspoguļojot zaļos viļņu garumus. Vēl svarīgāk ir tas, ka hlorofils absorbē gaismu spektra sarkanajā un zilajā daļā un izmanto to svarīgas ķīmiskās reakcijas virzīšanai. Hloroplasta iekšpusē hlorofila molekulas absorbē vienu gaismas fotonu un apmaiņā pret elektronu. Turpinās ķīmisko reakciju virkne, kas galu galā aizvieto pazaudēto elektronu no lapās esošajām ūdens molekulām. Procesa laikā skābekļa atoms ūdenī atdalās no ūdeņraža atomiem un izdalās kā atkritumi. Atlikušais ūdeņradis tiek savākts un galu galā sintezēts ogļhidrātu molekulā.
Process, kas rada faktisko augu barību, neprasa gaismu, tāpēc to sauc par tumšu reakciju. Citā lapas daļā, ko sauc par stromu, oglekļa dioksīds, kas absorbēts no apkārtējās vides, tiek pārveidots par oglekli un skābekli. Atkal skābeklim ļauj izplūst, bet ogleklis apvienojas ar pirmā procesa ūdeņraža gala produktu, veidojot vienkāršu cukuru. Tos var kombinēt vai pārveidot, lai iegūtu gandrīz jebkuru organisku savienojumu, kas augam varētu būt nepieciešams, neatkarīgi no tā, vai tas ir uzbūve vai uzturs.
Augi gaismu enerģiju tieši neizmanto, bet tā jāpārvērš ķīmiskajā enerģijā. No gaismas, kas nonāk lapai, tikai aptuveni 5 procenti tiek izmantoti fotosintēzei, un tikai 30 līdz 50 procenti tiek uzkrāti kā šūnas ķīmiskā enerģija. Tomēr fotosintēze ir būtisks process ne tikai augiem, bet arī visiem skābekli elpojošajiem organismiem, ieskaitot cilvēkus. Zinātnieki uzskata, ka fotosintēze agrīnajos zaļajos augos un aļģēs radīja zemes elpojošo atmosfēru. Arī mūsdienās augi turpina papildināt vidi, filtrējot kaitīgo oglekļa dioksīdu dzīvību uzturošā skābeklī.
