Pentingnya fotosintesis bagi kehidupan

Fotosintesis berasal dari kata foton = cahaya dan sintesis = penyusunan. Fotosintesis adalah proses penyusunan zat organik (gula) dari zat anorganik (air dan

karbondioksida) dengan bantuan energi matahari dan klorofil. Dapat pula dikatakan, bahwa fotosintesis merupakan proses pengubahan energi foton menjadi energi kimia, yaitu dalam bentuk glukosa. Selama berlangsungnya fotosintesis tersebut sebanyak 6 mol CO2 akan bereaksi dengan H2O yang diserap dari dalam tanah membentuk 1 mol glukosa (C6H12O6) dan 6 mol O2 .

Glukosa yang terbentuk tersebut sebagian diubah menjadi karbohidrat, lemak, protein, alkaloid, minyak atsiri dan beberapa senyawa lain yang kemudian tersimpan dalam akar, batang, daun maupun buah beserta biji. Energi kimia yang tersimpan dalam tubuh tumbuhan inilah yang kemudian digunakan sebagai sumber energi bagi makhluk hidup yang lain dan sekaligus sebagai cadangan energi di muka bumi. Menurut Taiz & Zeiger (1998), energi radiasi matahari yang tersimpan dalam bentuk glukosa pada fotosintesis adalah sebanyak 0,9 J/detik/m2, sedangkan untuk setiap mol glukosa (setara dengan 180 g glukosa) mampu menyimpan energi sebesar 2.872 kJ (Hopkins, 1995). Penghitungan secara cermat yang dilakukan oleh  Lieth dan Whittaker (1975), dalam setiap m2 luas permukaan daun mampu menghasilkan glukosa netto sebanyak 3.800 g/tahun di daerah tropis dan 1.500 g/tahun di padang rumput. Dapat dibayangkan, betapa banyak energi matahari yang dikonversi tumbuhan menjadi energi kimia seandainya sebagian besar daratan di permukaan bumi ini tertutup oleh vegetasi, karena matahari terus-menerus sepanjang masa memancarkan energi radiasinya ke permukaan bumi.

Hukum kekekalan energi menyatakan “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan”, dengan demikian energi matahari yang tersimpan dalam senyawa kimia tidak akan pernah hilang selama senyawa tersebut tidak mengalami oksidasi atau pembakaran. Karbohidrat, lemak dan protein yang tersimpan dalam tubuh tumbuhan menjadi satu-satunya sumber energi bagi makhluk hidup lain termasuk manusia. Senyawa tersebut diubah menjadi energi gerak dan atau energi kimia yang lain melalui proses respirasi. Energi matahari yang diserap tumbuhan pada jutaan tahun yang lalu bahkan sampai sekarang masih tersimpan dengan ”aman” dalam bentuk batu bara serta minyak dan gas bumi. Energi kimia tersebut baru berubah menjadi energi gerak dan atau energi yang lain apabila telah dibakar untuk menjalankan mesin kendaraan atau industri yang ada pada saat ini. Sumber-sumber energi alternatif yang saat ini sedang dikembangkan, seperti biogas, bioetanol dan biosolar semuanya berawal dari energi matahari yang dikonversi oleh tumbuhan menjadi energi kimia. Bahan makanan manusia baik yang berasal dari tumbuhan maupun hewan (padi, jagung, gandum, tempe, tahu, telur, daging, ikan, buah-buahan, sayuran dan hampir semua kebutuhan manusia) semuanya juga berawal dari energi matahari yang dikonversi oleh tumbuhan melalui fotosintesis. Senyawa kimia produk fotosintesis juga digunakan manusia sebagai bahan sandang, perumahan, industri dan bahan obat-obatan. Dengan demikian, selama matahari masih menyinari bumi dan tumbuhan masih menutupi sebagian besar permukaannya, manusia tidak perlu khawatir akan kehabisan energi.

Beberapa dekade terakhir ini para ahli dan pemerhati lingkungan dari berbagai negara terfokus pada isu pemanasan global yang dianggap akan berdampak buruk terhadap kelangsungan hidup manusia di planet bumi. Salah satu penyumbang terbesar penyebab terjadinya pemanasan global tersebut adalah meningkatnya konsentrasi CO2 di atmosfer sebagai akibat tingginya tingkat pembakaran  senyawa hidrokarbon dan berkurangnya vegetasi.  Menurut  Pearcy et al. (1987), konsentrasi CO2 atmosfer bumi setiap tahun rata-rata naik sebanyak 0,38%., dan ada kecenderungan meningkat karena meningkatnya pembakaran hidrokarbon dan berkurangnya vegetasi.

Setiap makhluk hidup multi seluler memerlukan oksigen (O2) untuk respirasi (misal MANUSIA); tanpa oksigen energi kimia di dalam setiap sel tidak dapat dibongkar  dan menyebabkan terhentinya metabolisme. Pembakaran senyawa hidrokarbon seperti minyak, kayu, batu bara dan lain-lain juga memerlukan oksigen sebagai oksidatornya. Meskipun O2 beperan sangat penting bagi semua makhluk hidup, tetapi konsentrasinya cenderung mengalami penurunan. Pengukuran yang dilakukan di berbagai belahan dunia menunjukkan adanya penuruan konsentrasi O2 di atmosfer bumi rata-rata 0,12 % per tahun (Boyer, 1982).

Pada proses fotosintesis, selain terjadi konversi energi matahari menjadi energi kimia dalam bentuk glukosa, tumbuhan juga menyerap CO2 sebagai bahan dasar dan mengeluarkan O2 sebagai produknya (lihat reaksi fotosintesis di atas). Dalam setiap reaksi fotosintesis, tumbuhan akan menyerap 6 mol CO2 (setara dengan 266 g CO2) dan menghasilkan 6 mol O2 (setara dengan 192 g O2) (Taiz & Zeiger, 1998). Oksigen yang dihasilkan tersebut sebagian digunakan lagi untuk respirasi, demikian juga karbon dioksida yang diserap sebagian akan dikeluarkan lagi dalam proses respirasi. Namun demikian, total laju fotosintesis selalu lebih tinggi dari pada laju respirasi. Selisih antara produk fotosintesis dengan produk yang hilang pada proses respirasi tersebut dinamakan net primary productivity (NPP) (Hopkins, 1995). Kalau rata-rata NPP glukosa tumbuhan tropis sebesar 3.800 g/m2/tahun (Lieth dan Whittaker, 1975), maka setiap m2 luas permukaan daun akan mengurangi kadar CO2 bumi sebesar 5.573,33 g dan menambah kadar O2 sebesar 2.026,66 g per tahun. Dapat kita perkirakan betapa besar pengurangan konsentrasi CO2 dan penambahan O2 apabila sebagian besar permukaan bumi, terutama di daerah tropis sampai sub tropis tertutup oleh pepohonan.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s