التمثيل الضوئي

آه، أليس هذا يوم جميل! … لماذا؟ نزهة منعشة في الغابة مثلا؟ أنا ممتلئ بالطاقة! … أنا ليس لدي طاقة. ألم تأكل طعامك اليوم؟ بلى؟ …ألا تذكر؟ البشر والحيوانات تحتاج للطعام للتزود بالطاقة! نعم … ولكن ماذا عن الأشجار! إنها لا تأكل الهمبرجر. لا، النباتات والطحالب لا تحتاج لأن تأكل، فهي تحصل على طاقتها من عملية تسمى التمثيل الضوئي! تمثيل ماذا؟ يبدو النبات أخضرا لنا لأنه يمتلئ بمادة تسمى الكلوروفيل. الكلوروفيل يأخذ الطاقة من الشمس ويصنع منها الطاقةَ للنبات. بالنظر لمقطع عرضي من ورقة نبات نجد كل المكونات اللازمة للتمثيل الضوئي. هذا هو الماء الذي امتصته الجذور، وثاني أكسيد الكربونِ الذي امتصته فتحات صغيرة أسفل الورقة تسمى المسام. تُمسِك بطاقة ضوء الشمس. قطاعات من الخلية مليئة بالكلوروفيل تسمى البلاستيدات الخضراء تجتمع الطاقة وثاني أكسيد الكربون في البلاستيدات الخضراء باستخدام طاقة الشمس وتتحول إلى جلوكوز، وفي نفس الوقت يتكون الأكسجين. الذي يتنفسه الحيوانات والنباتات يخزَّن الجلوكوز في شكل نشا. يتكون النشا من 3 إلى 400 ذرة جلوكوز في صف. بعض النبات مثل البطاطا يخزن النشا في دَرَنات. نباتات أخرى مثل القمح لها مخزونات من النشا في بذورها. يمكن للنبات أيضا أن يبنيَ السليولوز من الجلوكوز، والذي يكون جذوع الأشجار مثلا. يتكون السليولوز من أكثر من ألف ذرة جلوكوز. ولكن إذا لم يوجد النبات، ألن يختفي الأكسجين؟ بالفعل هذا صحيح! كل الحياة على الأرض تقريبا تعتمد على التمثيل الضوئي. فبدونه لا حياة تقريبا. بعض أكسجين الهواء يأتي من التمثيل الضوئي للنبات الأرض، لكن معظمُه يأتي من الطحالب ومجموعةِ بكتيريا في المحيط تسمى الزراقم. ما زلت لا أفهم كيف يعمل التمثيل الضوئي؟ يمتص النبات الماء من جذوره. يوجد الكربون في الهواء كثاني أكسيد الكربون، الذي تمتصه "المسام"، وهي الفتحات أسفل الورقة. توجد ‫البلاستيدات الخضراء‬ في الأوراق وبها الكلوروفيل الذي يحول ثاني أكسيد الكربون والماء إلى الأكسجين والجلوكوز بمساعدة طاقة الشمس. نبات الأرض والطحالب و الزراقم في المحيط يمكن لجميعها القيام بالتمثيل الضوئي. إذا وصفنا التمثيل الضوئي كصيغة كيميائية فسيبدو كالتالي: 6 ذرات ثاني أكسيد الكربون، زائد 6 ذرات ماء، زائد طاقة الشمس، تتحول إلى 6 ذرات أكسجين وذرة جلوكوز. إذا فنحن حقا نمشي وسط مجموعة مصانع تصنِّع السكر والأكسجين! نعم صحيح! مصانع صغيرة مهمة جدا للحياة على الأرض، فهي تصنع الأكسجين الذي نتنفسه والطعام الذي نأكله.