Fotosintesis adalah proses yang digunakan oleh tumbuhan, alga, dan beberapa bakteri untuk mengubah molekul anorganik dan energi cahaya dari matahari menjadi energi kimia yang dapat digunakan sebagai bahan bakar fungsi seluler. Agar fotosintesis terjadi, organisme membutuhkan karbon dioksida, air, dan cahaya yang cukup. Bahan mentah ini disalurkan ke organel di dalam sel yang disebut kloroplas , yang mengubah energi ini menjadi glukosa dan oksigen yang dapat digunakan sebagai produk sampingan. Waktu fotosintesis bervariasi antara spesies dan kondisi lingkungan setempat.
Seberapa Cepat Fotosintesis Terjadi?
Kecepatan fotosintesis berubah tergantung pada intensitas cahaya lingkungan, karbon dioksida dan ketersediaan air, suhu dan jumlah klorofil yang ada dalam suatu organisme. Semua faktor ini berubah sepanjang hari sehingga kecepatan fotosintesis terjadi terus menerus bervariasi. Selain siklus harian, laju fotosintesis berubah sepanjang musim. Inilah sebabnya di musim dingin, ketika suhu dingin, banyak spesies pohon merontokkan daunnya menjadi tidak aktif karena proses fotosintesisnya terlalu tidak efisien untuk menyeimbangkan biaya energik untuk mempertahankan daunnya.
Faktor Pembatas Fotosintesis
Di salah satu ujung skala, fotosintesis tidak dapat terjadi tanpa jumlah cahaya, karbon dioksida, air, atau panas yang cukup. Oleh karena itu, karena ketersediaan masing-masing faktor ini meningkat, laju fotosintesis juga meningkat. Namun, meningkatkan setiap faktor ini tanpa batas tidak secara terus-menerus meningkatkan kecepatan fotosintesis. Ini karena ada ambang batas dari setiap faktor yang pada akhirnya terlalu tinggi dan menghentikan sel agar tidak berfungsi secara efisien. Tingkat di mana faktor, seperti cahaya, terlalu tinggi untuk meningkatkan laju fotosintesis disebut titik kompensasi .
Organisme yang berbeda memiliki poin kompensasi yang berbeda tergantung pada adaptasi lingkungannya. Misalnya, tanaman yang beradaptasi dengan naungan memiliki titik kompensasi yang lebih rendah untuk intensitas cahaya daripada tanaman yang cocok untuk lingkungan dengan sinar matahari penuh.
Beberapa organisme juga dapat beradaptasi ketika tumbuh di lingkungan yang kurang ideal. Misalnya, ganggang air, kelp raksasa ( Macrocystis pyrifera ), meningkatkan konsentrasi pigmen klorofil pada daunnya saat ditanam dalam kondisi cahaya rendah. Namun, ketika tumbuh di bawah cahaya redup, rumput laut raksasa berfotosintesis dengan kecepatan yang relatif sama dengan rekan mereka di cahaya tinggi.
Potensi penuh kecepatan fotosintesis maksimum dan efisiensi organisme sebagian besar tidak diketahui karena karbon dioksida merupakan faktor pembatas di atmosfer bumi saat ini. Saat ini, Bumi memiliki konsentrasi karbon dioksida sekitar 0,04%. Namun, studi tentang pertumbuhan tanaman telah menemukan tanaman tampil lebih baik di lingkungan dengan 4% karbon dioksida.
Berapa Lama Proses Fotosintesis?
Ada tiga cara untuk mengukur berapa lama fotosintesis berlangsung:
- Catat laju oksigen yang dilepaskan dari organisme fotosintesis.
- Hitung laju karbon dioksida yang diserap.
- Menilai tingkat produksi karbohidrat.
Metode standar untuk mengukur fotosintesis adalah dengan menempatkan tanaman air, seperti Cabomba spp., di lingkungan yang terkendali, lalu menghitung jumlah gelembung oksigen yang dihasilkan per menit. Selanjutnya, untuk menilai efek cahaya pada laju fotosintesis, sebuah bola lampu didekatkan dan kemudian dijauhkan. Perubahan jumlah gelembung yang dihasilkan per menit pada tingkat cahaya yang berbeda akan menunjukkan berapa lama fotosintesis terjadi pada setiap kondisi.
Demikian pula, pengukuran karbon dioksida akan menunjukkan berapa banyak yang diambil. Untuk percobaan ini, para ilmuwan menempatkan tumbuhan di dalam bilik dan mengukur karbon dioksida yang masuk dibandingkan dengan persentase karbon dioksida yang keluar. Secara keseluruhan, diperkirakan bahwa semua organisme fotosintetik secara global membutuhkan waktu satu tahun untuk memperbaiki 15% karbon dioksida atmosfer bumi.
Fotosintesis Cepat
Karena organisme menggunakan fotosintesis untuk menghasilkan energi glukosa untuk pertumbuhan dan fungsi sel, mengukur laju pertumbuhan dapat menunjukkan laju fotosintesis. Tumbuh paling cepat, dan karena itu kemungkinan salah satu fotosintesis tercepat di Bumi, adalah rumput laut raksasa, sejenis alga. Alga bukanlah tumbuhan sejati melainkan milik kingdom Protista. Di alam liar, spesies ini dapat tumbuh hingga 20 inci sehari dan, di bawah kondisi laboratorium yang optimal, dapat menggandakan ukurannya dalam waktu kurang dari 30 hari. Untuk organisme yang bisa tumbuh setinggi 174 kaki, ini mengesankan.
James O’Neil/DigitalVision/GettyImages
