Taimed valmistavad anorgaanilistest ühenditest oma toidu lehtedes toimuva fotosünteesi kaudu. Fotosünteesiks vajalikud koostisosad on valgus, vesi ja süsinikdioksiid. Fotosünteesi kiirust mõjutavad nende saadaolevate koostisosade kogus ja temperatuur. Fotosünteesi lõppsaadused on hapnik, mida taimed eraldavad, ja süsivesikud, millest saavad taimed energiaallikad. Toetudes glükoosi põhistruktuurile, kasutavad taimed ka fotosünteesi, et luua mitu keerukamat süsinikul põhinevat kemikaali, mis on nende kasvu ja ellujäämise jaoks hädavajalik.
Kuidas taimed ise toitu valmistavad?
Klooroplastid lehesEsiteks tõuseb juurte kaudu imendunud vesi lehtedele ja siseneb spetsiaalsetesse rakkudesse, mida nimetatakse kloroplastideks. Need rakud sisaldavad klorofülli, rohelist pigmenti, mis annab lehtedele oma värvi, peegeldades rohelisi lainepikkusi. Veelgi olulisem on see, et klorofüll neelab spektri punases ja sinises osas valgust ja kasutab seda üliolulise keemilise reaktsiooni käivitamiseks. Kloroplasti sees neelavad klorofülli molekulid ühe valguse footoni ja vastutasuks elektronile. Järgneb keemiliste reaktsioonide seeria, mis lõpuks asendab lehes olevatest veemolekulidest kaotatud elektroni. Selle käigus eraldub vees olev hapnikuaatom vesinikuaatomitest ja väljub jäätmetena. Ülejäänud vesinik kogutakse ja sünteesitakse lõpuks süsivesikute molekuliks.
Protsess, mis loob taimele tegeliku toidu, ei vaja valgust, seetõttu nimetatakse seda tumedaks reaktsiooniks. Lehe teises osas, mida nimetatakse stroomiks, redutseeritakse keskkonnast imendunud süsinikdioksiid süsinikuks ja hapnikuks. Jälle lastakse hapnikul välja pääseda, kuid süsinik ühendab esimese protsessi vesiniku lõppsaadusega lihtsa suhkru. Neid saab kombineerida või modifitseerida, et saada peaaegu kõiki orgaanilisi ühendeid, mida taim võib vajada, olgu nende struktuur või toitumine.
Taimed ei kasuta otseselt valgusenergiat, vaid peavad selle muundama keemiliseks energiaks. Lehele sattunud valgusest kasutatakse fotosünteesiks ainult umbes 5 protsenti ja sellest ainult 30–50 protsenti salvestatakse raku keemilise energiana. Fotosüntees on siiski oluline protsess mitte ainult taimede, vaid kõigi hapnikku hingavate organismide, sealhulgas inimeste jaoks. Teadlaste arvates lõi Maa hingava atmosfääri varasetes rohelistes taimedes ja vetikates toimuv fotosüntees. Ka tänapäeval täiendavad taimed keskkonda, filtreerides kahjuliku süsinikdioksiidi eluks vajalikuks hapnikuks.
