La fotosintesi fornisce piante, funghi, alghe e persino alcuni organismi unicellulari con l'energia di cui hanno bisogno per vivere. Quell'energia viene trasmessa ad altri esseri viventi che li consumano. Per impegnarsi nella fotosintesi, gli organismi utilizzano l'acqua e il biossido di carbonio dai loro ambienti. La fotosintesi non dipende esclusivamente dalla disponibilità di questi materiali, tuttavia. La quantità di luce solare e la quantità di altri nutrienti presenti influenzano la produttività di un organismo attraverso la fotosintesi.

Produttività primaria

Attraverso la fotosintesi, gli organismi viventi convertono il biossido di carbonio ambientale e l'acqua in glucosio, uno zucchero che alimenta i processi vitali. Il glucosio può essere immagazzinato e successivamente demolito e incorporato nei tessuti di un organismo, aiutandolo a crescere. L'idea di quanto sia produttivo un essere vivente attraverso la fotosintesi riflette la quantità di materiale organico che può produrre. Poiché altri esseri viventi sfruttano questa energia mangiando fotosintesi, questa produttività è considerata fondamentale e viene chiamata produttività primaria.

L'importanza della luce del sole

La luce fornisce l'energia che guida questa reazione che produce il glucosio. Sebbene la luce artificiale possa innescare la fotosintesi, come dimostrano le serre, negli ambienti naturali la luce solare è la fonte primaria di questa energia. Per questo motivo, la maggior parte delle alghe e dei batteri fotosintetici negli oceani vivono nei 200 metri più in alto (656 piedi) di acqua, e gli alberi più alti potrebbero avere un vantaggio nel crescere le chiome sopra gli alberi più bassi sottostanti. C'è un limite, però; dopo troppa esposizione alla luce solare, alcune alghe produrranno invece composti anormali che danneggiano i loro tessuti.

L'impatto dei nutrienti

Mentre la luce solare stimola la fotosintesi, altri nutrienti supportano il processo come componenti dei composti che assorbire l'energia solare, per esempio, o accelerare la reazione. La mancanza di tali nutrienti come ferro, magnesio e zolfo ha dimostrato di diminuire i tassi di fotosintesi. Basse quantità di azoto e fosforo in seguito impediranno a una pianta di metabolizzare il glucosio. I nutrienti sono così scarsi in alcune parti degli oceani tropicali che questi oceani sono considerati deserti biologici, nonostante la luce solare che ricevono.

I fattori che influenzano la disponibilità di nutrienti

Il contenuto di nutrienti del suolo o dell'acqua, qualunque sia il mezzo in cui cresce un essere fotosintetico, può dipendere da un numero di fattori esterni. Fuoco e decompositori come insetti e funghi abbattono la materia organica e restituiscono i nutrienti al suolo, mentre nell'acqua, le correnti causate dalle differenze di temperatura possono influenzare la distribuzione dei nutrienti tra le parti più profonde e più superficiali dell'oceano. Una catena di fattori influenza quindi le condizioni che influenzano direttamente la fotosintesi.