Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Sollys på et blad - fotosyntese

Fotosyntese er livets brændstof

Fotosyntese gør planter og alger i stand til at forvandle CO2 og vand til livgivende ilt og sukker. Derfor arbejder forskere også med fotosyntese i kampen mod klimaforandringer og fødevaremangel.

Shutterstock

Hvad er fotosyntese?

Da Jorden blev dannet fra en sky af gas og støv omkring den unge Sol for cirka 4,6 milliarder år siden, indeholdt planetens atmosfære ingen ilt.

Omkring en milliard år senere opstod der mikroskopiske blågrønne bakterier i havet, som begyndte at producere ilt. De satte gang i udviklingen af Jordens iltrige atmosfære, som er hele grundlaget for, at ikke blot mennesket, men alle dyr på kloden kan trække vejret.

Produktionen af ilt sker gennem fotosyntese.

Fotosyntese er en biokemisk proces, som gør planter, alger og visse bakterier i stand til at optage de uorganiske stoffer kuldioxid (CO2) og vand (H20) og danne kulhydratet glukose, som får planten til at vokse.

Lige så vigtigt er det, at ilt dannes som et affaldsprodukt i denne proces, og dermed bliver fotosyntese den vigtigste biokemiske proces på Jorden.

Formlen for fotosyntese ser således ud:

6 CO2 + 6 H2O + lysenergi --> C6H12O6 (glukose) + 6 O2

Hvordan foregår fotosyntese?

Grønne planter udnytter energi fra lyset ved hjælp af fotosyntese. Ved processen omdannes luftens CO2 til ilt og kulstofforbindelser (sukkerstoffer).

Sådan fungerer fotosyntesen

1 / 6
123456
Sådan virker fotosyntese

Fotosyntese er en proces, hvor planter bruger mikroskopiske grønkorn i bladene til at indfange lysets energi og udnytte den til at omdanne vand og kuldioxid til sukker og ilt.

© Claus Lunau

Hvornår opdagede man fotosyntese?

Planterne fungerer altså modsat af mennesker og dyr, der indånder ilt og udånder CO2 – også kaldet respiration.

Det opdagede den hollandske forsker Jan Ingenhousz helt tilbage i 1771. Han dokumenterede, at planter frigiver iltbobler, når de bliver udsat for sollys og afgiver kuldioxid, når det bliver mørkt.

I 1999 fandt den grønlandske forsker Minik Rosing sensationelt spor efter fotosyntese i grønlandske klipper. Sporene kom i form af kulstof, som var aflejret af cyanobakterier, også kaldet blågrønalger, for omkring 3,7 milliarder år siden.

Fotosyntesen er uden tvivl det mest dramatiske, der er overgået livet på Jorden.
Minik Rosing, professor i geologi ved Københavns Universitet

Ligesom planterne omdanner cyanobakterierne sollys til kemisk energi og producerer ilt som affaldsstof. Al den ilt, bakterierne producerede i havene via fotosyntese de næste mange hundrede millioner år, skabte grobund for nye og mere avancerede livsformer.

Cyanobakterier producerer fotosyntese

Cyanobakterier har eksisteret i over tre milliarder år, og deres iltdannende fotosyntese ligger til grund for alt liv på Jorden, som vi kender det.

© Shutterstock

Over flere geologiske tidsaldre pumpede cyanobakterier ilt ud i omgivelserne. I første omgang blev ilten kemisk bundet af stoffer som fx jern, og derfor endte den ikke i atmosfæren.

Med tiden fyldte ilten fra fotosyntesen dog atmosfæren. Desuden dannedes det ozonlag, som beskytter livet mod Solens ultraviolette stråling.

I de seneste to milliarder år har Jorden haft en iltrig atmosfære, og beregninger viser, at der i dag bliver dannet 280 milliarder tons ilt på Jorden hvert år. 46 procent af ilten bliver skabt i havet af alger og cyanobakterier, mens de resterende 54 procent bliver dannet på landjorden.

Det svarer til 21 procent af atmosfærens sammensætning (resten af atmosfæren består af kvælstof, CO2 og andre gasarter). 46 procent af ilten bliver skabt i havet af alger og cyanobakterier, mens de resterende 54 procent bliver dannet på landjorden.

Video: NASA observerer fotosyntese set fra rummet

Hundredvis af kilometer fra Jordens overflade opfanger satellitter det usynlige lys – fluorescerende lys – som planterne afgiver ved fotosyntese.

Klimaforandringer og fotosyntese

I millioner af år var forholdet mellem ilt og CO2 i naturlig balance i atmosfæren, men i løbet af de seneste årtier er balancen blevet forstyrret.

I 2019 lå den globale udledning af CO2 i atmosfæren på 37 gigatons, hvilket er 30 procent højere end i 1970’erne.

Blandt forskere er der bred enighed om, at den øgede udledning af CO2 skyldes afbrænding af fossile brændstoffer, og det forklarer, hvorfor den naturlige fotosyntese ikke kan følge med - og hvorfor indholdet af CO2 i atmosfæren er stadigt stigende.

Derfor forskes der også i at finde nye måder at lagre eller opfange CO2 på, så koncentrationen i atmosfæren ikke fortsætter sin himmelflugt.

Kunstige blade laver fotosyntese

Kunstige blade, som efterligner naturens fotosyntese, er opfundet flere gange.

Desværre har de alle haft det samme problem. Bladene kan omdanne CO2 fra tryktanke i et laboratorium, men de kan ikke trække CO2 ud af almindelig atmosfærisk luft. Indtil nu.

I 2019 udviklede forskere nemlig en særlig membran, der kan løse problemet.

Membranen indkapsler det kunstige blad og sørger for at bade det i vand, mens det udfører fotosyntese. Når Solen opvarmer vandet bag membranen, kan det fordampe ud gennem bladets underside og i processen trække CO2 ind gennem små spalteåbninger på bladets overside. Åbningerne svarer til de spalteåbninger, naturlige blade har.

Et lysabsorberende materiale fanger energi fra Solens stråler, der sammen med en række hjælpestoffer sætter fotosyntesen i gang i det kunstige blad.

Det kunstige blad omdanner CO2 til ilt og kulmonoxid (CO). Ilten kan opsamles eller slippes fri, mens kulmonoxid kan bruges i syntetiske brændstoffer.

Sådan laver kunstigt blad fotosyntese

1 / 3
123
Kunstige blade – fotosyntese

Forskere har opfundet en membran, der indhyller kunstige blade i vand. Den gør bladene i stand til at trække CO2 ud af luften og altså forsyne sig selv med råstoffet til fotosyntese.

© Meenesh Singh

Indpakket i forskernes nye membran kan kunstige blade trække ti gange så meget CO2 ud af luften som et almindeligt blad med samme overflade.

I praksis vil et kunstigt blad ligne et solpanel, og en park af 360 paneler vil kunne trække 792 kilo CO2 ud af luften om dagen.

Dyr, der bruger fotosyntese

Her er tre mærkværdige dyr, der efterligner algernes og planternes evne til at danne fotosyntese, så de kan høste energi fra Solens stråler.

Forskere hacker fotosyntese

I 2019 lykkedes det et nyt internationalt forskningsprojekt ved navn Realizing Increased Photosynthetic Efficiency (RIPE) at genmodificere bladene på tobaksplanter, så de blev langt mere effektive til at lave fotosyntese.

Når planter indfanger kuldioxid fra luften, sker det via enzymet rubisco. Desværre indfanger enzymet ikke kun kuldioxid, men også ilt, hvilket skaber giftstoffer, som planten skal bruge energi på at nedbryde.

Denne afgiftningsproces betyder, at planten har mindre energi til at omdanne CO2’en til glukose, som driver plantens vækst.

Forskernes genmodificerede blade gjorde afgiftningen i tobaksplanterne langt mere effektiv, så planterne voksede hurtigere og blev op mod 40 % større sammenlignet med normale tobaksplanter.

Næste skridt er at afprøve metoden på tomater, sojabønner og lignende planter, så den plantebaserede fødevareproduktion kan fordobles over de næste 50 år, hvilket er nødvendigt for at brødføde en befolkning, som på det tidspunkt forventes at nå ni milliarder.

Læs også:

Fotosyntese
Planter

Kan fotosyntese foregå om natten?

0 minutter
Fotosyntese
Planter

Hvordan kan planter strække sig efter lys?

0 minutter
Planter

Hvor meget ilt producerer en plante?

1 minut

Log ind

Ugyldig e-mailadresse
Adgangskode er påkrævet
Vis Skjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klik hér

Ny bruger? Få adgang nu!

Nulstil adgangskode

Indtast din email-adresse for at modtage en email med anvisninger til, hvordan du nulstiller din adgangskode.
Ugyldig e-mailadresse

Tjek din email

Vi har sendt en email til med instruktioner om, hvordan du nulstiller din adgangskode. Hvis du ikke modtager emailen, bør du tjekke dit spamfilter.

Angiv ny adgangskode.

Du skal nu angive din nye adgangskode. Adgangskoden skal være på minimum 6 tegn. Når du har oprettet din adgangskode, vil du blive bedt om at logge ind.

Adgangskode er påkrævet
Vis Skjul