Maður og náttúra

6 Orka sólar er beisluð í ljóstillífun Sígild tilraun Við vitum öll að stórt og mikið tré getur vaxið upp af örsmáu fræi. En hvaðan kemur eiginlega allt efnið sem myndar tréð? Svars var leitað við þessari spurningu í sígildri tilraun sem Belginn Jan Babtista van Helmont gerði á 17. öld. Hann gróðursetti lítið tré í potti, en vigtaði áður bæði tréð og moldina í pottinum, hvort í sínu lagi. Síðan vökvaði hann tréð en bætti engu öðru við. Að fimm árum liðnum vigtaði hann tréð á ný, sem og moldina í pottinum. Tréð hafði þyngst úr um það bil 2 kg í 72 kg, en moldin hafði bara lést um 57 grömm. Með tilraun sinni sýndi van Helmont fram á að hráefnið í tréð kom ekki úr moldinni. En hvaðan kom það þá? Sjálfur giskaði hann á að það hefði komið úr vatninu. Það átti þó eftir að koma í ljós að fleira kom til. Kolefnisfrumeindir úr andrúmsloftinu Tré og allar aðrar plöntur eru að mestu leyti úr vatni og ýmiss konar kolefnissamböndum – efnum sem innihalda kolefni. Tréð fær vatn úr jarðveginum. En hvaðan koma allar kolefnisfrumeindirnar? Svarið, sem van Helmont fann ekki, liggur í loftinu, það er að segja andrúmsloftinu. Andrúmsloftið er að mestu nitur og súrefni. Í því er þó líka koltvíoxíð, lofttegund sem er úr einni kolefnisfrumeind og tveimur súrefnisfrumeindum. Nú vitum við að plöntur sækja kolefnis­ frumeindir sínar í koltvíoxíðið í andrúmsloftinu . Ljóstillífun – glúkósi myndast úr koltvíoxíði andrúmsloftsins Plöntur geta myndað margvísleg kolefnissambönd úr koltvíoxíði and­ rúmsloftsins. Þessi efnasmíði fer fram í einstæðu efnaferli í frumum plantna sem kallast ljóstillífun. Í þessu ferli sameinast koltvíoxíð og vatn og til þess þarf orku sem er fengin úr geislum sólar. Efnið, sem myndast í ferlinu, er glúkósi (þrúgusykur). Um leið myndast súrefni sem plönturnar láta frá sér út í andrúmsloftið. Við getum táknað ljóstillífunina með þessu ferli: 1.1 Tré, sem vex í potti, stækkar og þyngist. En jarðvegurinn léttist sama og ekki neitt. Hvaðan fær þá tréð byggingarefni sitt? koltvíoxíð + vatn + sólarorka → glúkósi + súrefni Tillífun merkir eiginlega lífgun; að hið dauða verður lifandi. Ljóstillífun er efnaferli í plöntum þar sem ólífræn efni verða að lífrænum með hjálp orku frá sólu. Orka frá sólinni binst í lífrænu efnunum.