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Fotossíntese e Oxidação em sistemas aquáticos. Os chamados "produtores", seres autótrofos, conseguem fabricar substâncias orgânicas a partir de compostos inorgânicos simples, através de dois tipos de organismos; os fotossintetizantes e os quimiossintetizantes. A fotossíntese é um processo que se inicia com a presença da energia luminosa (por exemplo da luz solar) para produção de alimento em forma de carbohidratos(C6H12O6 = energia orgânica). É executado por todas as plantas, usando pigmentos especiais, chamados clorofila, que podem absorver a energia radiante (do Sol) e converte-la em energia química. Essa energia química é usada para fazer açucares a partir de dióxido de gás carbônico e água. Nesse sentido, o alimento é simplesmente energia armazenada, capaz de ser liberada (a posteriori) pelas plantas ou utilizada por animais. O meio aquático é menos permeável à passagem de luz quando comparado com o ar, sendo que esta capacidade de penetração de luz depende, fundamentalmente, do comprimento de onda, (da quantidade de energia das radiações incidentes). Além disso, cada grupo de vegetal aquático, necessita de específico grau de intensidade e qualidade de luz ambiente, colocando-os em diferentes disposições quanto a profundidade, ou seja, relacionando com a própria resistência que a água oferece à passagem das radiações, constituindo assim o que chama de fator de estratificação dos seres vivos, no interior das massas líquidas. A reflexão dos raios em um lago, por exemplo, depende do ângulo de incidência dos mesmos na água, sendo refletidos em até 20%, mas comumente situando-se na faixa de 5 - 6% do total das radiações incidentes num dia de verão, e de 10% no inverno, segundo dados empíricos. Dessa porção refletida na água, ou que efetivamente nela penetra, tem-se então duas ordens distintas de fenômenos físicos; uma é a luz,que a medida que vai atravessando o líquido, vai diminuindo em quantidade e mudando de cor e a outra ordem que é absorvida pela água, na forma de calor. Ambas as formas apresentam grande importância nos processos que ocorrem na massa líquida,, principalmente, durante a fotossíntese. Então: (fotossíntese) luz 6 CO2 +12 H2O è C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 clorofila Na realidade, todo esse processo ocorre em duas etapas, uma apenas na presença da luz (fase clara), e a outra em qualquer instante (fase escura). Na primeira fase converte-se a energia luminosa em energia química, liberando-se gás oxigênio e íons de hidrogênio: 12 H2O +luz+clorofila = 24 H+ + 6O2 ou seja: 12 H2O "água" + energia luminosa + clorofila è 24 H+ (íons de hidrogênio provenientes da separação da água) + 6O2 é (oxigênio liberado) . "Portanto, o gás oxigênio encontrado em sistemas aquáticos e na atmosfera, é produzido apenas na fase clara da fotossíntese, porém corriqueiramente se apresenta apenas a forma simplificada da reação fotossintética", ou seja: luz 6 CO2 + 6 H2O è C6H12O6 + 6 O2 , com o inconveniente de se fazer clorofila crer que o oxigênio liberado(6 O2), provém do desdobramento do CO2 , quando na verdade ele provém da água. A fase clara da fotossíntese ocorre com radiação visível (luz violeta para vermelha) onde a mínima ideal é a faixa verde, tendo que emitir 673 mil calorias para quebrar uma molécula da água (início do ciclo do oxigênio). A clorofila presente nos vegetais pode apresentar-se sob a forma de clorofila azulada C55 H72 O5 N2 Mg , ou verde-escura C 55 H70 O6 N4 Mg . *Fase escura: A energia química produzida na fase clara (guardada nas ligações carbono-carbono quando da formação da glicose) é por sua vez utilizada na fase escura -ciclo de Calvin- para converter o dióxido de carbono proveniente da atmosfera e mais o hidrogênio, liberado na fase clara, em açucares como, por exemplo, a glucose e mais a água: 6CO2 + 24 H+ + "energia química" è C6H12O6 + 6H2O. Na atmosfera o dióxido de carbono (CO2) esta presente 700 vezes menos que o oxigênio (O2), e na água é 35 vezes mais solúvel que este ultimo, encontrando-se na forma dissolvida ou no estado de carbonatos e bicarbonatos de metais alcalinos e alcalino terrosos. Os principais responsáveis pela sua introdução nas massas de água são as chuvas, ar atmosférico, húmus e a própria matéria orgânica consumida., nunca sendo totalmente consumida na reação com os carbonatos. (*)Quando da respiração aeróbia, que se realiza, seja por animais ou pelos próprios vegetais, ocorre uma outra reação chamada de oxidação, utilizando o oxigênio disponível no sistema. É esta etapa, a parte final do ciclo de oxigênio, onde o mesmo recebe os hidrogênios liberados da glicose de outras reações, formando com eles, novamente, a molécula d’água e liberando energia.hbpádua A reação é: C6H12O6 + 6O2 è 6 CO2 + 6 H2O + energia Na realidade a quantidade de O2 utilizado nos processos de respiração vegetal, é bem menor que a produzida efetivamente na reação de fotossíntese, permitindo um saldo desse gás, em todo o sistema, porém só quando do seu equilíbrio, o que suprira todos os consumidores aeróbios. O CO2 produzido na respiração é equivalente ao oxigênio nela consumido, e o oxigênio produzido na fotossíntese eqüivale ao CO2 consumido na reação, mas o O2 utilizado pelos organismos vegetais, tanto na sua respiração, como na degradação da matéria orgânica, deve ser sempre em menor, suprindo assim as necessidades de síntese e decomposição de todos os demais organismos e de todos as demais reações dos ciclos biogeoquímicos. Na sobra de CO2, quando de qualquer desequilíbrio, seja por diminuição do processo fotossíntético, seja por degradação da matéria orgânica, (oxidação), seja por contribuição atmosférica, esta substância em contato com a água forma uma maior concentração de ácido carbônico que se dissocia. Nesta fase ocorre alterações de pH, tornando a água mais ácida.hbpádua Biól.: Helcias Bernardo de Pádua |
