Le piante e la vegetazione coprono circa il 20% della superficie terrestre e sono essenziali per la sopravvivenza degli animali. Le piante sintetizzano il cibo usando la fotosintesi. Durante questo processo, il pigmento verde nelle piante cattura l'energia della luce solare e la converte in zucchero, dando alla pianta una fonte di cibo.

Fotosintesi

Le cellule all'interno delle foglie delle piante hanno strutture speciali chiamato cloroplasti. La fotosintesi avviene all'interno di queste strutture usando un pigmento speciale (clorofilla), che cattura l'energia dalla luce solare. La fotosintesi richiede alcune sostanze chimiche aggiuntive e produce anche prodotti di scarto. L'equazione chimica di base per la fotosintesi è:

Diossido di carbonio + acqua + luce solare = glucosio + ossigeno

La quantità di acqua e anidride carbonica disponibile per una pianta determina la velocità con cui avviene la fotosintesi.

Glucose

Il glucosio è uno zucchero semplice che contiene sei atomi di carbonio, 12 atomi di idrogeno e sei atomi di ossigeno. Sia le piante che gli animali usano questa molecola per creare energia, rendendola essenziale per la vita sulla Terra. Quando una pianta svolge la fotosintesi, ha bisogno di una fonte di carbonio, idrogeno e ossigeno per produrre glucosio e ottiene questi elementi dall'ambiente circostante. Per creare una molecola di glucosio, la pianta deve assorbire sei molecole di anidride carbonica e sei molecole di acqua. Questo lascia liberi sei atomi di ossigeno, che vengono rilasciati come rifiuti.

Anidride carbonica

L'anidride carbonica rappresenta lo 0,04 percento dei gas nell'atmosfera terrestre. Le molecole di anidride carbonica, uno degli elementi costitutivi del glucosio, sono costituite da un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno. Semplici esperimenti dimostrano che limitare l'esposizione di una pianta all'anidride carbonica riduce drasticamente la sua capacità di effettuare la fotosintesi. Al contrario, l'aumento dell'esposizione della pianta all'anidride carbonica può aumentare il tasso di fotosintesi. Le serre commerciali approfittano di questo fatto aumentando la disponibilità di anidride carbonica per accelerare la crescita delle piante.

Ossigeno

L'ossigeno rappresenta circa il 21 percento dell'atmosfera terrestre. Le piante richiedono idrogeno per effettuare la fotosintesi in presenza di gas biossido di carbonio. La fonte più abbondante di idrogeno sulla Terra è l'acqua, e questa molecola contiene due atomi di idrogeno ma anche un atomo di ossigeno. Le piante assorbono l'acqua dall'ambiente circostante per ottenere l'idrogeno necessario. L'atomo di ossigeno extra nella molecola d'acqua, tuttavia, non è necessario e viene quindi rilasciato come prodotto di scarto nell'atmosfera.