As plantas, ao contrário dos animais, produzem sua própria energia sem depender de outros seres vivos. Essa produção de energia é realizada através de um processo chamado fotossíntese.
A fotossíntese é um dos processos biológicos mais importantes da Terra, pois é uma das principais fontes de energia da natureza, não só para as plantas, mas também para muitos outros seres vivos. Por liberar oxigênio, indispensável para a respiração dos animais e por consumir dióxido de carbono, gás muito tóxico, a fotossíntese tornou o nosso planeta habitável.
Esse processo foi descoberto na segunda metade do século 17 através de vários experimentos realizados por diversos cientistas. Primeiramente pelo médico Van Helmont através do experimento de regar uma planta somente com água da chuva, observou que após 5 anos, a planta tinha crescido bastante, mas que a terra contida no vaso, não havia decrescido. Assim ele concluiu que o material utilizado pela planta para o seu crescimento veio da água utilizada para regá-la.
Posteriormente em 1727 o botânico inglês Stephan Hales observou que as plantas usavam principalmente o ar como fonte de nutrientes para o seu crescimento. Entre 1771 e 1777, o químico Joseph Priestly descobriu que quando ele colocava uma vela no interior de um jarro emborcado, a chama extinguia-se rapidamente sem que a cera fosse completamente consumida. Posteriormente ele observou que se um camundongo fosse colocado nas mesmas condições ele morreria. Ele concluiu então que o ar que fora "viciado" pela vela e pelo camundongo, poderia ser restaurado por uma planta.
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Em 1778, Jan Ingenhousz, um físico-químico neerlandês, repetiu os experimentos de Priestly e observou que era a luz a responsável pela restauração do ar e também suspeitou que o dióxido de carbono presente no ar era utilizado como nutriente pelas plantas. Ele observou também que somente as partes verdes da planta tinham essa propriedade. Em 1796, Jean Senebier mostrou que o gás carbônico (CO2) era quem viciava o ar e que o mesmo era fixado pelas plantas durante a fotossíntese. Logo em seguida, Theodore de Saussure mostrou que o aumento da massa das plantas durante o seu crescimento não poderia ser devido somente à fixação de CO2, mas também devido a incorporação da água. Assim a reação básica da fotossíntese foi concluída:
NCO2 + NH2O + luz ---> (CH2O)n + NO2
A fotossíntese ocorre nos cloroplastos, que são organelas presentes nas células das plantas, dentro delas há a clorofila, pigmento responsável pela coloração verde das plantas.
A fotossíntese é dividida em duas fases: clara e escura. Na fase clara a água e os sais minerais são retirados do solo através da raiz da planta, chegando até o caule em forma de seiva, chamada seiva bruta. A luz do sol também é absorvida através da folha, pela clorofila. Na fase escura a clorofila e a energia solar transformam os outros ingredientes em glicose. Essa substância é conduzida ao longo dos canais existentes na planta para todas as partes do vegetal. Ela utiliza parte desse alimento para viver e crescer; a outra parte fica armazenada na raiz, caule e sementes, sob a forma de amido.
Há vários fatores que podem afetar a fotossíntese. Esses fatores podem ser tanto internos como externos ao organismo. Os fatores internos são as estruturas das folhas e dos cloroplastos, o teor de pigmentos, o acúmulo de produtos da fotossíntese no interior do cloroplasto, a concentração de enzimas e a presença de nutrientes. Os fatores externos são a luz, a temperatura, a salinidade, o grau de hidratação e a pressão parcial de gás carbônico. Se uma planta habita um ambiente que possui temperatura e concentração de gás carbônico constantes, a quantidade de fotossíntese realizada passará a depender somente da luminosidade.
A temperatura é um dos fatores principais que afetam a fotossíntese. Seu aumento causa: aumento da atividade fotossintética e respiratória, causando a diminuição da eficiência fotossintética.
Todas as necessidades energéticas humanas são fornecidas pelos vegetais, diretamente, através da ingestão de vegetais, ou indiretamente através dos animais herbívoros.
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