La scissione naturale dell'acqua, o fotolisi dell'acqua, è un processo vitale che avviene in natura, in particolare nelle piante durante la fotosintesi. Questo processo comporta la scomposizione delle molecole d’acqua in atomi di idrogeno e ossigeno, guidata dall’energia della luce solare. Ecco una spiegazione semplificata di come la natura divide l'acqua:

1. Fotosintesi: Nella fotosintesi, le piante assorbono la luce solare attraverso molecole specifiche chiamate clorofille. L'energia della luce solare viene utilizzata per alimentare la scissione delle molecole d'acqua.

2. Fotosistema II: Il primo stadio della scissione dell'acqua avviene nel fotosistema II, che è un complesso proteico situato nelle membrane tilacoidi dei cloroplasti. L'energia della luce solare eccita un elettrone nelle molecole di clorofilla del fotosistema II. Questo elettrone eccitato viene trasferito ad un accettore di elettroni, creando un flusso di elettroni.

3. Complesso per la scissione dell'acqua: Situato vicino al fotosistema II c'è il complesso di scissione dell'acqua, che contiene un ammasso a base di manganese. Questo cluster è responsabile dell’effettiva scissione delle molecole d’acqua in ioni idrogeno (H+) e atomi di ossigeno (O).

4. Evoluzione O₂: Mentre il cluster di manganese subisce una serie di reazioni di ossidazione e riduzione, divide le molecole d'acqua, rilasciando atomi di ossigeno. Questi atomi di ossigeno si combinano per formare ossigeno molecolare (O₂) come sottoprodotto della fotosintesi, che viene rilasciato nell'atmosfera.

5. Trasferimento di elettroni: Gli ioni idrogeno (H+) generati durante la scissione dell'acqua vengono utilizzati per ridurre il NADP+ in NADPH. Nel frattempo, gli elettroni del fotosistema II vengono trasferiti attraverso una serie di trasportatori di elettroni, generando un gradiente elettrochimico attraverso la membrana tilacoide. Questo gradiente guida la sintesi di ATP da ADP attraverso un processo chiamato fotofosforilazione.

6. Completamento della fotosintesi: Il NADPH e l'ATP generati nella fotosintesi vengono utilizzati nel ciclo di Calvin, che prevede l'incorporazione di anidride carbonica per produrre glucosio e altre molecole organiche.

In sintesi, il processo naturale di scissione dell’acqua sfrutta l’energia della luce solare per spezzare le molecole d’acqua in ioni idrogeno e atomi di ossigeno. Questo processo è fondamentale per la fotosintesi, poiché consente alle piante di convertire la luce solare, l’anidride carbonica e l’acqua in zuccheri e altri composti essenziali rilasciando ossigeno nell’atmosfera.