Jordens atmosfär är en gasblandning som består av cirka 78 procent kväve, 21 procent syre och spårmängder av argon, koldioxid, vattenånga och andra grundämnen. Denna blandning är allmänt känd som luft. Syret i luften vi andas fanns inte alltid där – sammansättningen av luft och jordens atmosfär har varierat genom tiderna – men sedan utvecklingen av organismer som använder fotosyntes har mängden tillgängligt syre i atmosfären ökat kraftigt. Växter, bakterier och andra fotosyntetiska organismer är en viktig källa till syre i jordens atmosfär.
Vad är fotosyntes?
Fotosyntes är den process som växter och växtliknande organismer använder för att göra sin egen mat från solljus. Växter använder vatten, koldioxid och solljus för att genomgå fotosyntes, med glukos och syre som resultat av reaktionen.
Fotosyntes sker i växtceller, speciellt inuti organeller som kallas kloroplaster. Kloroplaster finns vanligtvis i växternas blad men kan finnas i vilken växtdel som helst som utsätts för solljus. Kloroplaster innehåller klorofyll, det gröna pigmentet som ansvarar för att absorbera solens ljus som växten kommer att använda för fotosyntes.
Syre är en avfallsprodukt
Den kemiska processen för fotosyntes innebär att man kombinerar koldioxid, vatten och solljus för att skapa glukos som växter använder som bränsle. En annan produkt av fotosyntesen är syre, som växter driver ut precis som människor och andra djur andas ut koldioxid. När växter genomgår fotosyntes, vanligtvis under dagen, tar de upp koldioxid och släpper ut syre i luften. Det syret blir sedan tillgängligt för andra organismer att använda.
växters utdrivning av syre genom fotosyntes är anledningen till att det finns så stor mängd syre i jordens atmosfär. När växter inte genomgår fotosyntes, till exempel på natten, använder de processen med andning för att använda glukos som produceras under fotosyntesen för att producera energi. När planerna använder andningsprocessen, producerar de koldioxid istället för syre.
Vad är autotrofer?
Autotrofer är organismer som gör sin egen mat. Vanligtvis använder autotrofer processen för fotosyntes för att skapa mat från solljus – dessa organismer kallas fotoautotrofer. En annan grupp av autotrofa organismer, kemoautotrofer (eller kemotrofer), är bakterier som kan använda vissa kemikalier istället för solljus i en process som liknar fotosyntes för att göra sin egen mat.
Autotrofer som använder fotosyntes inkluderar växter, vissa protister (som alger) och cyanobakterier. De flesta sanna växter är marklevande, vilket betyder att de lever på land och inkluderar träd, buskar, gräs och forbs. Majoriteten av alger är faktiskt protister, även om sjögräs är ett exempel på en riktig vattenväxt.
Marina fotoautotrofer
Det uppskattas att 50 till 80 procent av syre som produceras på jorden kommer från havet som ett resultat av fotosyntes. Majoriteten av fotosyntetiska organismer i havet är inte riktiga växter utan antingen alger eller fotosyntetiska bakterier. Alger kan vara flercelliga, såsom jättekelp, eller encelliga, såsom kiselalger.
Cyanobakterier är fotosyntetiska bakterier, även kända som blågröna alger, som utgör en stor andel av marint växtplankton. En typ av cyanobakterier, Prochlorococcus, är den minsta fotosyntetiska organismen på jorden. Man tror att Prochlorococcus är ansvarig för att producera 20 procent av jordens tillgängliga syre – mer än alla tropiska regnskogar tillsammans!
Syre från havet
Biomassan av havsväxter och växtliknande organismer är 0,005 procent av biomassan för alla landväxter tillsammans. Det faktum att dessa marina fotosyntetiska organismer producerar majoriteten av jordens syre betyder att marina växter är 200 gånger mer produktiva än landväxter, med avseende på deras massa. Detta är vettigt när det gäller fotosyntetiskt aktiv biomassa – en encellig alg kommer att ha mycket mer biomassa dedikerad till fotosyntes än en gigantisk sequoia, med inaktiv kärnved och andra icke-fotosyntetiska växtdelar.
Organismer i havet kan bara använda fotosyntes i närvaro av ljus. Fotosyntesen i havet är begränsad till inom det solbelysta lagret, som kan nå upp till 100 meters djup. Syre som produceras i detta lager av havet släpps tillbaka till atmosfären ganska snabbt. En del löst syre blandas in i de djupare lagren av havet genom att vatten stiger och sjunker med skillnader i salthalt och temperatur.
Naturliga cykler påverkar syreproduktionen
Cykler för växtproduktion av syre och växtliknande organismer kommer att variera beroende på ett antal variabler, inklusive tillgång på näringsämnen, ljus, temperatur och till och med tidvatten. Cykeln av dag och natt har en effekt på syrenivåerna, eftersom växter producerar mer syre under dagen när ljus är tillgängligt.
Säsongsmässiga skillnader i ljustillgång och temperatur kommer också att påverka mängden syre som växter producerar. Under vintern i tempererade zoner, till exempel, minskar syreproduktionen kraftigt eftersom lövträd tappar sina löv och saktar ner eller stoppar fotosyntesen till våren.
