значение фотосинтеза

Значение фотосинтеза в природе трудно переоценить. Это единый процесс на 3емли, что происходит в грандиозных масштабах и связан с преобразованием энергии солнечного света в энергию химических связей.

значение фотосинтеза

Фотосинтез - единственный процесс в биосфере, что ведет к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника. Продукты, которые образовались в процессе фотосинтеза - основной источник энергии для человечества. Ежегодно благодаря фотосинтезу на Земле синтезируется около 150 млрд. Тонн органического вещества и выделяется более 200 млрд. Тонн свободного кислорода, который не только обеспечивает дыхание организмов, но и защищает все живое на Земле от губительного воздействия коротковолновых ультрафиолетовых космических лучей (озоновый экран атмосферы). Поскольку зеленые растения являются непосредственной или опосредованной базой питания для гетеротрофных организмов, фотосинтез удовлетворяет потребность в пище всего живого на планете.

Выделяют несколько аспектов космической и планетарной роли фотосинтеза, которые рассмотрены ниже.

Значение фотосинтеза для биосферы

Благодаря фотосинтезу улавливается световая энергия Солнца. Фотосинтезирующие организмы превращают ее в энергию химических связей синтезированных углеводов, а затем по цепям питания она передается гетеротрофных организмов. Следовательно, не будет преувеличением считать, что именно благодаря фотосинтезу возможно существование биосферы. Зеленые растения и цианобактерии, поглощая углекислый газ и выделяя кислород, влияют на газовый состав атмосферы. Весь атмосферный кислород имеет фотосинтетическое происхождения. Благодаря фотосинтезу зеленые растения, а через их посредство и вся живая природа, получили доступ к практически неисчерпаемому и возобновляемым источника электронов, участвующих во всех биоэнергетических процессах. Фотосинтез является главным методом привлечения неорганического углерода в биологический цикл.

Значение фотосинтеза для эволюции

С возникновением фотосинтеза состоялась дивергенция (расхождение) органического мира в двух направлениях, которые отличались способом питания (автотрофные и гетеротрофные организмы). Появление автотрофных фотосинтезирующих организмов привела к тому, что практически все процессы на поверхности Земли приняли биогеохимический характер. Именно в этот период повышения О2 в атмосфере состоялось окисления соединений железа, серы, марганца, причем на это ушло более 95% кислорода, выделенного фотосинтезирующими организмами за всю историю биосферы. Атмосфера Земли до появления фотосинтезирующих организмов была разрежена и состояла главным образом из СО2 и аммиака. Сам процесс фотосинтеза, сопровождающееся образованием и запасанием органического вещества, привел к значительному, более чем в 100 раз, уменьшение содержания СО2 в атмосфере и накопления О2. Накопление кислорода обусловило образование в верхних слоях атмосферы озонового экрана, который не пропускал губительного для жизни ультрафиолетового излучения. Это обеспечило возможность выхода жизни на сушу. Появление фотосинтезирующих растений, в свою очередь, дало возможность существования и прогрессивного развития гетеротрофных организмов.

Значение фотосинтеза для живых организмов

В процессе фотосинтеза в зеленых частях растений под воздействием солнечных лучей начинает образовываться кислород и огромное количество энергии. Данная энергия используется растениями для собственных нужд только частично, а неизрасходованный потенциал накапливается. Затем растения идут на корм травоядным животным, получают за счет этого необходимые питательные вещества, без которых их развитие будет невозможным. Затем травоядные животные становятся пищей для хищников, им также необходима энергия, без которой жизнь просто остановится. Фотосинтез - это основной процесс образования органических веществ, в сочетании с ассимиляцией минеральных солей из почвы создает биомассу растений.

Значение фотосинтеза для человека

Самое главное значение фотосинтеза - это обеспечение энергией всех живых существ на планете, включая человека. Органические вещества, образующиеся в процессе фотосинтеза, составляют около 95% сухой массы растения. Поэтому управление процессом фотосинтеза, повышение его производительности - один из эффективных методов воздействия на продуктивность растений и повышения урожая. Кроме того, ископаемые растения образовали полезные ископаемые каменного угля (древние папоротникообразные). И сейчас продолжается образования торфа (мох). Благодаря фотосинтезу атмосфера Земли обогащается свободным кислородом, который необходим для дыхания человека.

Планетарное значение фотосинтеза

Выделяют пять основных аспектов планетарной роли фотосинтезирующих организмов.
1) Накопление органической массы. В процессе фотосинтеза наземные растения образуют в 170 млрд. Тонн, а растения мирового океана - до 70 млрд. Тонн биомассы в год в пересчете на сухое вещество, используемой гетеротрофных организмов.
2) Обеспечение устойчивости содержания СО2 в воздухе. Связывания СО2 в ходе фотосинтеза в значительной степени компенсирует его выделения в результате других процессов (дыхание, брожение, деятельность вулканов, производственная деятельность человечества).
3) Препятствие развития парникового эффекта. Часть солнечного света отражается от поверхности Земли в виде тепловых инфракрасных лучей. СО2 поглощает инфракрасное излучение и тем самым сохраняет тепло на Земле. Повышение содержания СО2 в атмосфере может способствовать увеличению температуры, то есть создавать парниковый эффект. Это приведет к затоплению прибрежных зон из-за поднятия уровня мирового океана в результате таяния ледников в горах и на полюсах. Однако высокое содержание СО2 в воздухе активирует фотосинтез и, следовательно, концентрация СО2 в воздухе снова уменьшится.

4) Накопление кислорода в атмосфере. Сначала в атмосфере Земли кислорода было очень мало. Сейчас его содержание составляет 21% по объему воздуха. В основном, этот кислород является продуктом фотосинтеза. Ежегодно растения и другие фотосинтезирующие организмы поставляют в атмосферу примерно 120 млрд. Тонн кислорода.

5) Озоновый экран. Озон (О3) образуется в результате фотодиссоциации молекул кислорода под действием солнечной радиации на высоте около 25 км. Озон задерживает большую часть ультрафиолетовых лучей, губительных для всего живого.