Φωτοσύνθεση, άνθρακας και… αστερόσκονη…

Σωτήρης Σιδέρης

Η ζωή πάνω στη γη είναι βασισμένη στη χημεία του άνθρακα. Αυτό σημαίνει πως τα βιολογικά μόρια που αποτελούν τους βασικούς δομικούς και λειτουργικούς λίθους των κυττάρων και κατ’ επέκταση των ζωντανών οργανισμών, αποτελούνται κατά κύριο λόγο από άτομα άνθρακα. Πώς όμως ο άνθρακας υπάρχει στα έμβια όντα, ποια είναι η προέλευσή του και ποιο το ταξίδι του πάνω στον πλανήτη μας;

Ο άνθρακας στο σώμα μας είναι εκείνος που υπάρχει στο διοξείδιο του άνθρακα, που αποτελεί συστατικό αέριο του ατμοσφαιρικού αέρα. Καθηλώνεται στο έδαφος με τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης, η οποία λαμβάνει χώρα στα πράσινα φυτά και σε ορισμένους κατώτερους μικροοργανισμούς. Μέσω της φωτοσύνθεσης, ο άνθρακας του διοξειδίου ενσωματώνεται στα σάκχαρα των φυτών και από εκεί μέσω της λειτουργίας των τροφικών αλυσίδων (ποιος τρώει ποιον…) περνά στους ζωικούς οργανισμούς. Οι πρωτεΐνες, τα σάκχαρα, τα νουκλεϊνικά οξέα και τα λίπη των οργανισμών αποτελούνται από άνθρακα ατμοσφαιρικής προέλευσης. Καταλαβαίνουμε στο σημείο αυτό τη σημασία που έχουν τα φυτά στην ύπαρξη και συντήρηση της ζωής στον πλανήτη.

Τα αποθέματα βέβαια της γης σε άνθρακα είναι πεπερασμένα και αυτό καθιστά επιτακτική την ανάγκη ύπαρξης μηχανισμών, μέσω των οποίων ο άνθρακας οφείλει και πρέπει να ανακυκλώνεται. Η διαδικασία η οποία επιστρέφει τον άνθρακα στην ατμόσφαιρα, φυσικά και υπάρχει και δεν είναι άλλη από την αναπνοή όλων των ζωντανών οργανισμών. Σε επίπεδο βιοχημείας κυττάρου, με την αναπνοή, που διασφαλίζει στα κύτταρα την παραγωγή εύχρηστων ενεργειακών μορίων, ο άνθρακας επιστρέφει στο περιβάλλον ως διοξείδιο του άνθρακα. Ζώα και φυτά αναπνέουν και οι μικροοργανισμοί διασπούν νεκρή οργανική ύλη, αναπνέοντας. Ο άνθρακας επιστρέφει στην ατμόσφαιρα στη μορφή με την οποία εισήλθε στα οικοσυστήματα, δηλαδή ως διοξείδιο του άνθρακα και έτσι κλείνει ο λεγόμενος και Βιογεωχημικός Κύκλος του Ανθρακα.

Αξίζει να σημειωθεί ο διττός ρόλος των φυτών στην ανακύκλωση του άνθρακα, καθώς ως παραγωγοί φωτοσυνθέτουν, δεσμεύοντας άνθρακα στη μορφή του διοξειδίου του και παράλληλα ως ζωντανοί οργανισμοί αναπνέουν, απελευθερώνοντας διοξείδιο του άνθρακα στη γήινη ατμόσφαιρα.

Μπορούμε εύκολα να αντιληφθούμε πως η αλόγιστη καταστροφή των δασών και ιδιαίτερα η απομείωση της επιφάνειας των τροπικών δασών συντελούν στη νέκρωση του πλανήτη, στερώντας του τους βασικούς συλλέκτες, αλλά και τους σημαντικότερους ανακυκλωτές διοξειδίου του άνθρακα. Αν εδώ προστεθεί και ο ρόλος τους ως παραγωγών οξυγόνου, αντιλαμβανόμαστε τη σημασία της προστασίας τους.

Οπως προείπαμε, ο άνθρακας ανακυκλώνεται μεταξύ εδάφους και ατμόσφαιρας με τη διαμεσολάβηση των ζωντανών οργανισμών. Αυτή η διαδικασία είναι συνεχής και τα άτομα του άνθρακα μπορεί να αλλάζουν αενάως δομές στις οποίες κατά κάποιον τρόπο συμμετέχουν. Αυτό σημαίνει, πως ο άνθρακας που υπήρξε κάποτε συστατικό του οργανικού μέρους των οστών ενός δεινοσαύρου, μπορεί σήμερα να «φιλοξενείται» στο σώμα κάποιου από εμάς ή στα φυτά που υπάρχουν στον κήπο μας. Με την ίδια λογική, άτομα άνθρακα που μπορεί να βρίσκονταν στην επιφάνεια ενός μετεωρίτη που έπεσε στη γη αφού ταξίδεψε για χιλιάδες χρόνια από κάποιο μακρινό ή κοντινό γαλαξία ή από τον γαλαξία μας και δεχόμενοι την ύπαρξη αντίστοιχων ενώσεων εκεί, θα μπορούσαν να ενσωματωθούν σε οργανική ύλη γήινης προέλευσης και να υπάρχουν ως κληροδότημα μακρινών ή πλησιέστερων άστρων στη μικρή γη μας!

Αντίστοιχοι βιογεωχημικοί κύκλοι με αυτόν του άνθρακα που συνοπτικά περιγράψαμε, λειτουργούν στη φύση και για το νερό και το άζωτο, τα οποία είναι επίσης πεπερασμένης ποσότητας και απαραίτητα για τη ζωή. Και εδώ ο ρόλος των φυτών είναι καθοριστικός.

* Ο δρ. Σωτήριος Γ. Σιδέρης,MSc.,PhD. είναι νοσοκομειακός φαρμακοποιός ΕΣΥ, βιολόγος.

Όλες οι ειδήσεις άμεσα μέσα από το Google News. Κάντε κλικ εδώ και κάντε εγγραφή

Άμεση ενημέρωση με όλες τις ειδήσεις τώρα και μέσω WhatsApp - Δες εδω