A Respiração e a Fotossíntese
Numerosos
pigmentos, presentes nos vegetais, sobretudo a clorofila, e, em
menor escala, os carotenóides e a ficocianina, foram reconhecidos
como adequados a converter a energia luminosa em energia química.
As plantas verdes têm o poder de transformar os glicídios
formados pela fotossíntese em gorduras, óleos, protídeos
e muitas outras substâncias. Assim, todo o alimento orgânico
ao dispor dos sêres vivos depende da fotossíntese.
No ciclo da síntese e da decomposição ou morte
os materiais básicos, o gás carbônico e a água,
são continuadamente reempregados, ao mesmo tempo em que a
energia liberada pela degradação da matéria
orgânica é perdida, dissipada no espaço sob
forma de calor e deve ser constantemente reposta pela radiação
solar. Descoberta
A fotossíntese foi ignorada pelo homem até que Priestley,
em 1772, descobriu que as plantas modificam a composição
do ar de modo inverso do que fazem os animais por sua respiração.
A descoberta de Priestley foi o ponto de partida para uma longa
série de progressos científicos que levaram à
enorme acumulação de dados que constituem o cabedal
humano a respeito da fotossíntese. Também com ela
foi levantado o véu que obscurecia a razão por que
a atmosfera da Terra permanecia sempre saudável, não
obstante a respiração e a decomposição
dos corpos animais durante milhões de anos. Segue-se a verificação
por Ingenhousz de ser a luz o agente que capacita as plantas verdes
a transformar o ar viciado em ar puro. Outro passo foi à
demonstração, por De Saussure, de que o peso dos vegetais
aumentava de um valor superior ao do gás carbônico
absorvido. Concluiu ele em 1804 que as plantas aproveitavam a água
incorporando-a em forma sólida juntamente com o carbono.
Surgiu então o problema de saber-se qual a origem do oxigênio
desprendido, se do próprio gás carbônico ou
da água. De Saussure opinou pelo primeiro, opinião
essa que prevaleceu por mais de um século. A compreensão
do fenômeno assimilatório foi fortemente modificada
por duas descobertas, a de Winogradsky, das bactérias quimiossintéticas,
aptas a assimilar o gás carbônico na obscuridade e
desprovidas de clorofila, e a de Engelmann, das bactérias
purpúreas que executam um tipo de fotossíntese sem
desprendimento de oxigênio. Entretanto a exata avaliação
dessas descobertas só foi alcança da muito posteriormente,
quando se tornou conhecida a propriedade geral das células
vivas, verdes. ou incolores, de assimilar o gás carbônico,
diferindo apenas nas fontes da energia utilizada no processo químico. Houve
certa relutância em admitir a existência de fotossíntese
sem desprendimento de oxigênio, chegando-se mesmo ao extremo
de querer interpretar a assimilação de CO “no
escuro, pelas bactérias quimiossintéticas como uma
decomposição desse gás com libertação
de oxigênio molecular. Foram os trabalhos de Van Niel, sobre
a fotossíntese bacteriana, que vieram estabelecer, de modo
terminante, ser esta um processo anaeróbio e lançar”
por terra a interpretação de que a luz funcionava
na fotossíntese decompondo o gás carbônico em
carbono, transferido para outras moléculas, e oxigênio
livre. Trabalhos nesse campo estabeleceram o papel da luz decompondo
a água, de modo idêntico, em ambos os tipos de organismos,
nas bactérias e nas plantas verdes. A decomposição
pela luz, ou fotólise da água, resulta na formação
de dois radicais com propriedades opostas, um (H) redutor e outro
(OH) oxidante, e dando posteriormente lugar à regeneração
de água com libertação de oxigênio. Os
estudos realizados em condições experimentais, sobre
cloroplastos isolados e livres de impurezas citoplásmicas
demonstraram que essas organelas são capazes de realizar
não somente a absorção da luz e a decomposição
da água como a totalidade do processo. Assim, os cloroplastos
são interpretados como estruturas celulares autônomas
especializa das para o desenvolvimento da fotossíntese nas
plantas verdes. Esse método de estudo permitiu compreender
melhor a natureza íntima do processo e chegar a um conceito
unificado sobre o seu funcionamento diferente da concepção
de estar a fotossíntese primordialmente vinculada à
fixação do CO,. A fotossíntese aparece como
sendo um processo de conversão da energia luminosa em química.
Por outro lado intervém nela uma série de compostos
fosforados, de modo a se poder concluir que a fotossíntese
está mais relacionada com a assimilação do
fósforo do que com a do carbono. Tanto na fotossíntese
das bactérias quanto na das plantas verdes ocorre a formação
do trifosfato de adenosina e dos nucleotídeos da peridínea
em forma reduzida. A conhecida acumulação de glicídios,
nas plantas verdes, durante a fotossíntese, representa Uma
reserva de energia captada e é de natureza diversa do processo
de captação da energia luminosa em si. A assimilação
de CO" que é do ponto de vista quantitativo a forma
predominante da fotossÍntese global, se torna assim apenas
um caso particular no aproveitamento e armazenamento da energia
selar. Essa assimilação pode ser feita através
de sistemas enzimáticos operando totalmente na obscuridade,
conforme se verifica em organismos não fotossintéticos. Os
compostos fosforados referidos acima, o trifosfato de adenosina
e os nucleotídeos da peridínea são os primeiros
produtos da fotossíntese nas plantas verdes. Entretanto eles
são logo usados na síntese dos glicídios e
outros produtos orgânicos, existem em quantidades mínimas
de valor catalítico e não se prestam a ficar acumulado
sob forma de reservas. Dados Percentuais Quanto
à sua eficiência, a fotossíntese das plantas
verdes tem sido objeto de observações minuciosas.
Assim, foi estabelecido que, em média, 1 a 3 % da energia
luminosa que incide sobre uma folha verde é transformada
em energia química. Admite-se que, anualmente, 200bilhães
de toneladas de carbono são incorporados às plantas
pela fotossíntese. A maior parte desse total, aproximadamente
90%, corre à conta do trabalho realizado pelas algas marinhas
e dulcícolas. Dentre as diversas cobertas vegetais encontradas, a mais eficiente é a floresta, que supera de muito aos campos de cultura. Uma estimativa assinala que um quilômetro de floresta tem a capacidade de fixar, por ano, 250 toneladas de carbono contra 160 para a mesma área de terra cultivadas. Outro cálculo leva a concluir que cada ano 0,4% do gás carbônico disponível é utilizado, o que dá um ciclo de 250 anos para utilização de um volume de CO, igual ao existente na crosta superficial da terra. Numa folha colocada em pleno sol, a intensidade da fotossíntese é cerca de 15 a 30 vezes superior à da respiração. Uma folha de girassol pode assim ganhar 9% de seu pese seco por hora. Se considerarmos que a respiração é um processo contínuo, enquanto a fotossíntese faz apenas nas horas em que há luz, o rendimento líquido desta será apenas cinco vezes menor. O ciclo do carbono exige também um ciclo do oxigênio e outro do hidrogênio. Refrência:
Enciclopédia Barsa - Volume 6
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