Opiskelun tueksi: Kasvit tuottavat ravintoa

1. Kasvit tekevät ravintomme

Solu tarvitsee energiaa pysyäkseen elossa. Kaikki elävät eliöt koostuvat joko yhdestä tai useammasta solusta. Siksi myös ihmisen on syötävä säännöllisesti, tai solujen energia ja elimistön rakennusaineet loppuvat. Ihminen saa kaiken energiansa syömästään ruoasta. Mutta mistä ruoan energia on peräisin?

yhteyttaminen_shutterstock.JPGMaapallon elämä saa energiansa auringon säteilystä. Ilman auringon säteilyenergiaa maapallo olisi kylmä ja kuollut planeetta. Auringon energiaa voivat kuitenkin hyödyntää suoraan vain sellaiset eliöt, jotka osaavat yhteyttää.

Kasvit osaavat! Ne sitovat itseensä auringon energiaa kemiallisessa reaktiossa, jota kutsutaan yhteyttämiseksi. Toinen paljon käytetty nimitys yhteyttämiselle on fotosynteesi. Hyvin suuri osa ihmisen syömästä ruoasta on alun perin lähtöisin kasvien sitomasta auringon energiasta: syömme kasveja ja kasveja syöneitä eläimiä.

Eliömaailma jaetaan arkeoneihin, bakteereihin, alkueläimiin, sieniin, kasveihin ja eläimiin.

Pohdi yksin tai parin kanssa:
  1. Mitä yhteyttämiseen kykeneviä eliöitä tiedät? Mihin eliökuntaan ne kuuluvat?
  2. Pohtikaa erilaisia ravintoketjuja ja löytäkää ainakin viisi sellaista, jotka päättyvät ihmiseen.
  3. Millaisilla eri tavoilla ihminen käyttää hyödykseen kasveja omassa ravinnontuotannossaan?
  4. Miksi kasvisruokavalio on ekologisempi vaihtoehto kuin lihan syöminen? Entä kasvikset/kala?

2. Mitä yhteyttämisessä tapahtuu?

Yhteyttämisessä eli fotosynteesissä kasvien lehdissä olevat viherhiukkaset "pyydystävät" auringon valoa ja sitovat sen kemiallisessa reaktiossa veden ja hiilidioksidin kanssa yhdisteeksi, jota me kutsumme sokeriksi. Jos haluat tietää lisää siitä, kuinka viherhiukkasten pigmentit voivat pyydystää valoa, sinun tulee tutustua alkuaineiden ominaisuuksiin: eri alkuaineet absorboivat itseensä erilaisia valon aallonpituuksia. Kasvien välillä on myös eroja siinä, millaista valoa ne pystyvät hyödyntämään tehokkaimmin fotosynteesissään.

320px-D-glucose-chain-3D-balls.pngFotosynteesi on kiehtovan mielenkiintoinen biokemiallinen tapahtumasarja, jota voidaan kuvata yksinkertaisesti seuraavasti:

6H2O + 6CO2 + valo → C6H12O6 (glukoosisokeri) + 6O2

Fotosynteesissä vapautuu happea, josta kasvi itse käyttää vain pienen osan. Loput hapesta vapautuu ilmakehään. Kasvit tuottavat valtavan osan maapallon ilmakehässä olevasta hapesta, mutta eivät ole ainoita hapen lähteitä: fotosynteesiin kykeneviä ja siten energian suhteen omavaraisia eliöitä löytyy myös muista eliökunnista. Myös esimerkiksi kemosynteesiksi kutsutussa reaktiossa sidotaan energiaa (mutta siinä ei tarvita auringon valoa).

3. Eläinten solut "syövät" ruoasta saadun energian

Jokainen solu tarvitsee energiaa ja rakennusaineita, eli "ruokaa". Soluilla ei kuitenkaan ole suuta, millä haukata ruokaa, mahalaukkua tai ruoansulatuselimistöä. Itse asiassa suu, mahalaukku, loput ruoansulatuselimistöstä ja kaikkien elävien eliöiden osat muodostuvat itsessään soluista.

Kuinka solu siis "syö"?

Soluissa on pieniä "voimaloita", mitokondrioiksi nimettyjä soluelimiä, jotka osaavat hajottaa sokerimolekyylejä. Kun sokerimolekyylin väliset kemialliset sidokset rikkoutuvat, vapautuu niistä energiaa solun käyttöön. Reaktioon tarvitaan happea ja siinä vapautuu hiilidioksidia. Tätä reaktiota kutsutaan soluhengitykseksi.

Se happi, jota ihminen hengittää sisäänsä, kuljetetaan siis jokaisen pienen solun sisälle soluhengitystä varten. Ulos hengitetty hiilidioksidi on jätettä, jota ihminen tai muut eläimet eivät tarvitse. Hengitämme, jotta solumme voisivat käyttää ravinnosta peräisin olevan energian.

Soluhengitys on välttämätöntä kaikille soluille, myös kasvisoluille. Vain soluhengityksen kautta solut voivat vapauttaa energiaa käyttöönsä. Kasvit pystyvät kuitenkin tekemään oman ruokansa: ne pystyvät hyödyntämään suoraan auringon energiaa. Kasvit ovatkin omavaraisia eliöitä.

Eläimet ja sienet kuuluvat toisenvaraisiin eliöihin. Osa arkeista, bakteereista ja alkueläimistä on omavaraisia kasvien tavoin, koska ne osaavat yhteyttää. Loput bakteerit ja alkueläimet ovat toisenvaraisia tai osaavat hyödyntää molempia energiansaantitapoja.

Pohdi yksin tai parin kanssa:

  1. Mitä tarkoittaa ravintoketju?
  2. Mitä tarkoittavat a) tuottaja, b) kuluttaja ja c) hajottaja?
  3. Mitä tarkoitetaan sillä, että "aine kiertää ja energia virtaa" ekosysteemissä?