science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe doen levende dingen energie?

Van het kleinste eencellige organisme tot de grootste en meest complexe zoogdieren - inclusief mensen - hebben alle levende wezens energie nodig voor het leven. Het is gemakkelijk genoeg om te begrijpen dat wij en andere dieren eten. Dingen worden een beetje meer raadselachtig als we denken aan schimmels, die hun voedsel als organische moleculen opnemen uit de omgeving. Waar komen die moleculen vandaan? Verder, waar komt het voedsel vandaan dat wij mensen omzetten in energie? Op het meest basale niveau gaat alle energie terug naar planten. Planten vormen de basis van alle voedselsystemen in de wereld en hun unieke vermogen om organische materialen te maken uit zonlicht - fotosynthese genaamd - is wat bijna elke andere levensvorm op aarde ondersteunt.

De krachtcentrale van energieproductie in alle planten wordt een chloroplast genoemd. Meer dan een miljoen van deze handige apparaten komen voor in elke kwart-inch van een blad. Ze bevatten het pigment chlorofyl dat de meeste bladeren groen maakt en de fotosynthese stimuleert. De reactie is niet zo ingewikkeld, voor zover chemische reacties verlopen. De chloroplasten nemen kooldioxide, zonlicht en water op. Ze geven zuurstof af en een beetje minder water dan ze hebben opgenomen. De omzetting van koolstofdioxide in zuurstof is een levensondersteunende functie die planten presteren voor de aarde en het hele leven. Maar planten doen net zo belangrijk iets als ze een derde product achterhouden: glucose, de suiker die de planten ondersteunt --- en alles wat op haar beurt de planten eet.

Bij cellulaire ademhaling is glucose gebroken door het verwijderen van zijn waterstofatomen. Dat proces geeft energie vrij in de vorm van elektronen, negatief geladen deeltjes die al het andere werk van een cel in latere reacties van brandstof voorzien. Dus, planten maken de glucose en alles op de lijn --- van plant-eters tot de carnivoren die ze opeten --- breken de glucose weer af en gebruiken hun energie. Dat is het simpele verhaal. Natuurlijk is het leven zelden zo eenvoudig en zijn er uitzonderingen op elke regel. Af en toe komt er een nieuwe ontdekking over levende wezens die een andere niet-levende substantie dan zonlicht gebruiken om energie te maken - zoals ammoniak, of zelfs zwavel. Deze minder algemene organismen kunnen elektronen uit chemische bronnen gebruiken in plaats van de zon. Meer verbazingwekkende levensvormen hebben het potentieel om op elk moment ontdekt te worden, overal op onze planeet --- of daarbuiten.