TAIMERIIK

Fotosüntees - toitainete valmistamine õhust ja veest.

Kõik elusolendid vajavad kasvamiseks toitu. Organismis toitained lagundatakse, siit saadakse elutalitlusteks vajalikku energiat.

Taimede puhul mõeldakse toitumise all kõiki neid protsesse, mis on seotud toitainete saamisega. Loomade ja taimede organismides lagundatavate kõige lihtsamate toitainete näiteks on lihtsuhkur glükoos.

Selle protsessi toimumiseks on vajalik ühelt poolt valgusenergia, teiselt poolt erilise rohelise värvaine - klorofülli - olemasolu.

Kõikides taimedes peale vetikate toimub fotosüntees põhiliselt lehtedes, mis oma lameda ja õhukese kujuga on sobivad maksimaalse hulga valgusenergia kinnipüüdmiseks. Fotosünteesi keemilised reaktsioonid leiavad aset taimerakkude sees väikestes terakestes - kloroplastides, mis sisaldavad kloroplaste ja paljusid ensüüme. Klorofülli ülesandeks on valgusenergia kinnipüüdmine ja selle muundamine keemiliseks energiaks. Fotosünteesiks vajalikud ained jõuavad kloroplastideni erinevaid teid mööda.

Süsinikdioksiid, mida võetakse välisõhust, siseneb lehesse läbi lehte katvas koes - epidermises - olevate väikeste "ventiilide", mida nimetatakse õhulõhedeks. Iga õhulõhe on ümbritsetud kahe oakujulise sulgrakuga. Sulgrakud võivad oma kuju muuta ning sellega reguleerida õhulõhede avanemist ja sulgumist. Kaheidulehelistel taimedel on enamik õhulõhesid lehtede alumisel pinnal, mistõttu ka süsinikdioksiid pääseb lehesse põhiliselt selle alumise pinna kaudu. Edasi liigub süsinikdioksiid ülespoole, jõudes urbse kobekoeni, mida iseloomustavad korrapäratu kujuga rakud ja suured rakuvaheruumid. Veel edasi liikudes jõuab süsinikdioksiid sammaskoe kihini, kus rakud paiknevad palju tihedamini ning on rikkad kloroplastide poolest. Just selles leheosas toimubki põhiliselt fotosüntees. Leht on nii alt kui ülevalt kaetud üherakulise epidermisekihiga. Nii sarnaneb leht ristlõikes kihilise pirukaga, selle välimisteks kihtideks on epidermised, mille vahele jäävad kaks mesofülli kihti - sammaskude ja kobekude. Epidermis omakord on kaetud vahaja kilega - kutiikulaga, mis takistab vee ja gaaside sisenemist ja väljumist.

Sellepärast ongi vajalikud õhulõhed - epidermises paiknevad avaused.

Vesi siseneb taimesse juurte kaudu ja jõuab lehtedesse läbi ksüleemi. Viimane kujutab endast soonte süsteemi, mis lehtedes tuleb nähtavale roodudena ja milles toimub vee liikumine kogu taime ulatuses. Lehtedes sünteesitud toitained liiguvad taime teistesse osadesse piki sõeltorusid.

FOTOSÜNTEES - päikeseenergia kasutamine

Kõik rohelised taimed valmistavad neile vajalikke toitaineid fotosünteesis, s. o. protsessis, mille kaudu süsinikdioksiid ja vesi keemiliselt ühendatakse lihtsuhkruks - glükoosiks. Jääkproduktina tekib hapnik. Enamik sellest õhuhapnikust, mida me kasutame hingamisel, ongi pärit fotosünteesist. Reaktsioon toimub klorofülli sisaldavates väikestes raku organoidides - kloroplastides.

Tavaliselt peetakse valgust kiirguslainetuseks, samal ajal kujutab valgus endast ka footonite voogu. Kui footonid tabavad kloroplaste, muudetakse valgusenergia klorofülli poolt keemiliseks energiaks, veest aga vabaneb hapnik. Seda fotosünteesi faasi nimetatakse valgusstaadiumiks, sest see ei nõua valguse olemasolu. Fotosünteesireaktsioone võib väljendada järgmise keemilise võrrandina:

Süsinikdioksiid + vesi klorofüll glükoos + hapnik

päikese

valgus

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

Kõrgemad taimed saavad süsinikdioksiidi õhust, vett aga juurte kaudu mullast. Reaktsioonil vabanev hapnik läheb õhu koostisse. Glükoos muudetakse taimedes teisteks ühenditeks: tärkliseks, tselluloosiks ja rasvadeks. Koos mullast saadavate nitraatidega võtab glükoos osa aminohapete ja valkude moodustamisest.

Roheliste taimede erakordne tähtsus seisneb selles, et need on ainukesed organismid, mis suudavad valmistada toitaineid nii lihtsatest molekulidest nagu süsinikdioksiid ja vesi. Üks osa loomadest toitub otse taimedest, teine osa taimtoidulistest loomadest. Nii on fotosüntees kogu elu alus, sest lõppkokkuvõttes sõltub kõikide loomade toitumine nii või teisiti taimedest. Fotosüntees on veel tähtis selle poolest, et see aitab säilitada õiget hapniku ja süsinikdioksiidi vahekorda õhus. Kõik taimed ja loomad võtavad hingamisel õhust hapnikku ära. Õige pea oleks kogu hapnik õhust ära kasutatud, kui taimed seda fotosünteesi käigus õhku tagasi ei annaks. Hingamisel eritatakse õhku süsinikdioksiidi, see muudaks varsti võimatuks kõigi elusolendite eksisteerimise, kui seda fotosünteesis ära ei kasutataks. Tasakaal fotosünteesi ja hingamise vahel tagab õhus hapniku ja süsinikdioksiidi püsiva sisalduse (20% hapnikku ja 0,3% süsinikdioksiidi).

ELUS LOODUS * Tallinn "Valgus" 1983 * pt. 39, 40.