Le piante sono produttori. Invece di consumare cibo per ottenere energia, fanno il loro. Durante il processo di fotosintesi, le piante assorbono energia dalla luce solare e la convertono in energia chimica immagazzinata in carboidrati. La fotosintesi coinvolge le stesse molecole e reazioni chimiche nelle piante terrestri e nelle piante acquatiche. Le piante galleggianti fotosintetizzano molto come le piante che crescono sulla terra. Tuttavia, il processo presenta una sfida maggiore per le piante acquatiche se sono completamente immerse al di sotto della superficie dell'acqua.
Le foglie contengono cloroplasti, che sono gli organuli delle cellule vegetali in cui avviene la fotosintesi. I cloroplasti contengono molecole di clorofilla che assorbono la luce visibile, principalmente nelle lunghezze d'onda rosse e blu. Solo poche molecole di clorofilla assorbono lunghezze d'onda verdi. Di conseguenza, le piante appaiono verdi perché riflettono più luce verde di quella che assorbono.
Le piante usano lo zucchero prodotto durante la fotosintesi per alimentare crescita, sviluppo, riproduzione e riparazione. Gli zuccheri semplici prodotti nella fotosintesi si legano a amidi più complessi come la cellulosa che fornisce struttura alle piante. Oltre a fornire una fonte di cibo per animali e altri consumatori, la fotosintesi rimuove anche l'anidride carbonica dall'ambiente e reintegra l'ossigeno.
Fasi della fotosintesi
Le due fasi della fotosintesi dipendono dalla luce e reazioni indipendenti dalla luce. Le reazioni dipendenti dalla luce implicano l'assorbimento della luce solare e la rottura delle molecole d'acqua in ossigeno, ioni idrogeno ed elettroni. L'obiettivo di questa fase è catturare l'energia della luce e trasferirla agli elettroni per creare molecole energizzate come l'ATP. L'ossigeno è un prodotto di scarto di questa fase della fotosintesi.
Il secondo stadio della fotosintesi, noto anche come ciclo di Calvin, utilizza le molecole energizzate create nel primo stadio per separare le molecole di anidride carbonica prelevate dall'ambiente della pianta . La rottura del biossido di carbonio e delle molecole d'acqua nella cellula porta alla formazione di molecole di zucchero. Nello specifico, sei molecole di anidride carbonica e sei molecole di acqua producono una molecola di glucosio, con sei molecole di ossigeno emesse come sottoprodotto.
Piante galleggianti
Le piante acquatiche possono contenere anidride carbonica dall'aria o dall'acqua, a seconda che le loro foglie galleggiano o siano sott'acqua. Le foglie delle piante galleggianti, come il loto e le ninfee, ricevono la luce diretta del sole. Questi tipi di piante acquatiche non richiedono adattamenti speciali per eseguire la fotosintesi. Possono prendere l'anidride carbonica dall'aria e rilasciare ossigeno nell'aria. Le superfici esposte delle foglie hanno una cuticola cerosa per attenuare la perdita di acqua nell'atmosfera, come le piante terrestri.
Come ottenere anidride carbonica
Le piante sommerse, come l'erba di mare e le erbe marine, usano strategie specifiche per affrontare le sfide della conduzione della fotosintesi sott'acqua. Gas come l'anidride carbonica si diffondono molto più lentamente nell'acqua che nell'aria. Le piante che sono completamente immerse hanno maggiori difficoltà a ottenere l'anidride carbonica di cui hanno bisogno. Per aiutare a migliorare questo problema, le foglie sott'acqua non hanno un rivestimento ceroso perché il biossido di carbonio è più facile da assorbire senza questo strato. Foglie più piccole possono assorbire più facilmente l'anidride carbonica dall'acqua, così le foglie sommerse massimizzano il loro rapporto superficie /volume. Alcune specie completano l'assunzione di anidride carbonica estendendo alcune foglie in superficie per assorbire l'anidride carbonica dall'aria.
Luce solare assorbente
È anche difficile trovare una luce solare adeguata per le specie di piante sommerse. La quantità di energia luminosa assorbita da una pianta subacquea è inferiore all'energia disponibile per le piante di terra. Le particelle in acqua come limo, minerali, rifiuti animali e altri detriti organici riducono la quantità di luce che entra nell'acqua. I cloroplasti in queste piante sono spesso situati sulla superficie della foglia per massimizzare l'esposizione alla luce. Con l'aumentare della profondità sotto la superficie, diminuisce la quantità di luce solare disponibile per le piante acquatiche. Alcune specie di piante hanno adattamenti anatomici, cellulari o biochimici che consentono loro di svolgere con successo la fotosintesi in acque profonde o torbide nonostante la ridotta disponibilità di luce solare.
Altri produttori acquatici
Molti organismi diversi dalle piante svolgere il ruolo di produttore negli ecosistemi acquatici. Alcune forme di batteri e alghe e altri protisti eseguono la fotosintesi. Le colonie di alghe monocellulari lavorano insieme per formare il fuco macroalga, comunemente noto come alghe.
