Talitiainen lentää lintulaudalle pakkaspäivänä. Mistä se saa energiaa lentämiseen? Kaikki eliöt tarvitsevat energiaa elämiseen. Maapallon eliöiden tarvitsema energia on peräisin Auringosta. Hyödyntämällä auringonvaloa kasvit voivat yhteyttämällä tuottaa hiilidioksidia ja vedestä sokeria ja happea, joista muut eliöt ovat riippuvaisia. Kun kasvinsyöjät syövät kasveja, sokeri ja siihen sitoutunut energia siirtyy niihin.


Yhteyttämiseen tarvitaan valoa, vettä ja hiilidioksidia 

Yhteyttäminen eli fotosynteesi on elämän edellytys maapallolla. Se on kemiallinen reaktio, joka tapahtuu kasvisolujen viherhiukkasissa. Nämä pienet ravintotehtaat antavat kasveille niiden tyypillisen vihreän värin. Yhdessä solussa voi olla jopa sata viherhiukkasta. Viherhiukkasten väriaine eli lehtivihreä vangitsee auringonvaloa. Yhteyttämiseen tarvitaan myös hiilidioksidia ja vettä. Hiilidioksidia kasvi saa ilmasta sen lehdissä olevien ilmarakojen kautta ja vettä juurillaan maaperästä.

Yhteyttämällä syntyy sokeria ja happea

Yhteyttämisessä Auringon valoenergia muuttuu sokeriin sitoutuneeksi kemialliseksi energiaksi. Samalla syntyy happea. Osan hapesta kasvi käyttää itse, mutta ylimääräinen happi vapautuu lehtien ilmarakojen kautta ilmaan. Maapallon ilmakehästä on happea noin 21 %, ja se on ainoastaan vihreiden kasvien yhteyttämisen tulosta.

Kasvi tarvitsee sokeria monien aineiden valmistamiseen

Yhteyttämällä syntynyt sokeri on kaikkien solujen polttoainetta. Kasvi voi käyttää sitä omaan energian tarpeeseensa, kuten kasvuun ja lisääntymiseen, tai se voi valmistaa siitä tarvitsemiaan aineita, kuten tärkkelystä ja selluloosaa. Tärkkelystä on esimerkiksi perunassa. Selluloosaa kasvi tarvitsee soluseinän rakennusaineeksi.

Sokereita kasvit varastoivat lehtiin, juuriin, siemeniin, marjoihin ja hedelmiin. Muille eliöille kasvit ovatkin runsaasti energiaa ja rakennusaineita sisältävää ravintoa. 

Energia siirtyy muille eliöille ravintoketjussa

Koska eläimet eivät yhteytä, niiden täytyy syödä saadakseen energiaa. Kasvinsyöjät saavat energiaa syömällä kasveja. Petojen ravintona ovat toiset eläimet, jotka ovat saaneet energiansa kasveista. Hajottajat saavat energiaa kuolleista eliöistä ja jätöksistä. Näin sokeriin sitoutunut energia siirtyy eliöstä toiseen. Tätä ravinnosta saatavan energian siirtymistä eliöltä toiselle kutsutaan ravintoketjuksi.



Eliöt tarvitsevat energiaa jatkuvasti

Eliöt tarvitsevat energiaa elintoimintoihinsa, liikkumiseen, lisääntymiseen, lämmöntuotantoon ja kasvuun. Kun energia on käytetty, se häviää. Siksi energiaa tarvitaan jatkuvasti lisää. 

Kasvien lisäksi myös levät ja eräät viherhiukkasia sisältävät bakteerit yhteyttävät. Valtamerien levät tuottavat noin puolet ilmakehän hapesta. Yhteyttämisen tehokkuutta rajoittavat yleensä veden tai hiilidioksidin puute sekä liian matala tai korkea lämpötila. 

Soluhengityksessä vapautuu energiaa

Miten orava saa energiaa hännän heiluttamiseen? Oravat syövät muun muassa männyn ja kuusen siemeniä, joiden sisältämä sokeri kulkeutuu oravan solujen mitokodrioihin. Mitokondriot ovat solujen voimalaitoksia. Sokerin lisäksi niihin kuljetetaan happea, jota oravat saavat hengittämällä ilmasta.

Jotta sokeriin sitoutunut energia saadaan elimistön käyttöön, se täytyy vapauttaa solun käyttöön kemiallisessa reaktiossa, jota kutsutaan soluhengitykseksi. Soluhengityksessä sokeri reagoi hapen kanssa ja samalla vapautuu energiaa. 


Energia varastoituu mitokondrioissa oleviin pieniin molekyyleihin samaan tapaan kuin paristoihin. Soluhengityksessä vapautunut energia voidaan käyttää vaikkapa hännän heilautukseen. Kun energia on käytetty, molekyyliparistot voidaan ladata mitokondrioissa uudelleen sokerin aja hapen avulla. Energian vapautumisen lisäksi reaktiossa syntyy vettä ja hiilidioksidia.

Energiaa sidotaan yhteyttämällä ja vapautetaan soluhengityksellä



Yhteyttäminen ja soluhengitys ovat toiselleen käänteisiä reaktioita. Yhteyttämisessä energiaa sitoutuu eliöihin ja soluhengityksessä sitä puolestaan vapauttu eliöiden käyttöön. Soluhengityksen tuotteet, sokeri ja happi, ovat puolestaan soluhengityksen raaka-aineita.