Πρόσθετο Υλικό 3.5: Φύκη και Φωτοσύνθεση

Τα φύκη, όπως τα φυτά, παράγουν οργανικες ενώσεις από ανόργανες ενώσεις (π.χ. διοξείδιο του άνθρακα και νερό), από τη συγκέντρωση και χρήση της ενέργειας του ηλιακού φωτός. Ως εκ τούτου, επίσης αναφέρονται ως πρωτογενείς παραγωγούς.

Η φωτοσύνθεση γίνεται σε οργανίδια που ονομάζονται χλωροπλάστες σε ευκαρυωτικά κύτταρα. Οι χλωροπλάστες περιέχουν μια εξωτερική και μια εσωτερική μεμβράνη και ορισμένες δομές σε σχήμα τηγανίτας που ονομάζονται thylakoids. Η ενέργεια από την ηλιακή ακτινοβολία παγιδεύεται από πιγμέντα (χλωροφυλλα a και bκαροτενοειδή) αποθηκεύονται στα thylakoids.

Η φωτοσύνθεση πραγματοποιείται σε δύο στάδια που κοινώς αναφέρονται ως αντιδράσεις φωτός (το φως είναι απαραίτητο) και σκοτεινές αντιδράσεις (δεν απαιτείται άμεσα το φως).

Κατά τη διάρκεια των αντιδράσεων φωτός , η ενέργεια που αλιεύθηκε από την ηλιακή ακτινοβολία απορροφάται από πρωτεΐνες που περιέχουν χλωροφύλλη. Στα φύκια αυτές οι πρωτεΐνες είναι ενσωματωμένες στις μεμβράνες πλάσματος. Ορισμένη από την ενέργεια φωτός που συγκεντρώνονται από τα χλωροφυλλα αποθηκεύεται με τη μορφή τριφωσφορική της αδενοσίνης (ATP). Το υπόλοιπο της ενέργειας χρησιμοποιείται στις αντιδράσεις που αλλάζουν τον διοξείδιο του άνθρακα σε οργανικές ενώσεις (βιομάζα). Ο οξυγόνος παράγεται ως υποπροϊόν των αντιδράσεων φωτός. Έτσι, κατά τη διάρκεια των αντιδράσεων φωτός, η ενέργεια φωτος μετατρέπεται σε χημική ενέργεια που χρειάζεται για τις σκοτεινές αντιδράσεις.

Κατά τη διάρκεια των σκοτεινών αντιδράσεων (ή κύκλο Calvin), έξι μόρια διοξειδίου του άνθρακα χρησιμοποιούνται για την δημιουργία ζάχαρης (γλυκόζη). Επειδή τα φύκια χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα και απελευθερώνουν οξυγόνο ως προϊόν των αντιδράσεων φωτός, παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της ορθής συγκέντρωσης διοξειδίου του άνθρακα και οξυγόνου στο περιβάλλον, με τον κύκλο του άνθρακα και του οξυγόνου.

During the dark reactions (or Calvin cycle), six molecules of carbon dioxide are used to make sugar (glucose). Because algae use carbon dioxide and release oxygen as a product of the light reactions, they play an important role in maintaining the proper concentrations of carbon dioxide and oxygen in the environment, via the carbon cycle and oxygen cycle.

Τα φύκη χρησιμοποιούν διαφορετικά πιγμέντα για την συγκομιδή φωτός, δηλαδή εκείνα που απορροφούν κυρίως το μπλε και το κόκκινο φως (χλωροφυλλα), εκείνα που απορροφούν κυρίως το μπλε και το πράσινο φως (καροτενοειδή) και εκείνα που απορροφούν κυρίως το μπλε ή το κόκκινο φως (phycobiliproteins) . Η ποσότητα φωτός που απορροφάται εξαρτάται από τη σύνθεση της χρωστικής ουσίας και τη συγκέντρωση που βρίσκεται στα φύκια. Ορισμένα φύκια απορροφούν περισσότερο φως σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος από ό, τι άλλες, και, ως εκ τούτου, έχουν ενδεχομένως την δυνατότητα να μετατρέπουν περισσότερη ενέργεια φωτός σε αυτό το μήκος κύματος σε χημική ενέργεια μέσω της φωτοσύνθεσης.

All algae use chlorophyll α to collect photosynthetically active light, some algae species use chlorophyll β and/or other chlorophylls to collect additional light from wavelengths of the spectrum not absorbed by chlorophyll α or β.

Όλα τα φύκια χρησιμοποιούν χλωροφύλλη a για τη συλλογή φωτοσυνθετικού ενεργού φωτός, ορισμένα είδη φυκιών χρησιμοποιούν χλωροφύλλη β ή/και άλλα χλωροφυλλα να συλλέγουν επιπλέον φως από τα μήκη κύματος του φάσματος που δεν απορροφούνται από την χλωροφύλλη α ή β .