בשונה מאיתנו, בעלי החיים וצמחים בונים את עצמם בעיקר מהאוויר שהם קולטים דרך העלים ומהמים שהם שותים דרך השורשים.
גם הצמח הכי גדול מתחיל את דרכו מזרע בודד. הגבעולים והעלים מתפתחים ראשונים, לרוב תוך שבועות ספורים מזריעתו באדמה, ותוך כמה חודשים אנחנו כבר עשויים לראות פרחים ופירות. אם מדובר בעץ, תוך כמה שנים יתפתחו גזע גדול, ענפים ומאות עלים שמתחלפים מדי שנה. צמחים, ובייחוד עצים, מצטיינים במיוחד בלגדול. כמעט 90 אחוזים מהמסה האורגנית (ביומסה) בכדור הארץ, כלומר מהתרכובות שמקורן ביצורים חיים, שייכת לצמחי יבשה. לשם השוואה, כל בעלי החיים בעולמנו אינם אלא שני אחוז בלבד מהמסה של כל היצורים הביולוגים, הכוללים גם פטריות, חיידקים ועוד.
מאין באה כל המסה הזאת? התשובה האינטואיטיבית ביותר היא שהצמח לוקח את אבני הבניין שלו מהמינרלים ומהמים שנמצאים באדמה שבה הוא גדל. אולם המציאות היא שונה – הצמח אומנם ניזון גם מחומרים שהוא מוציא מהקרקע, אבל המקור העיקרי של המסה שלו הוא אחר.
ראשית עלינו להבין ממה עצים בנויים. 70 אחוז מהמשקל היבש של עץ ממוצע נמצאים בענפים ובגזע שלו, שעשויים בעיקר מתאית (צלולוזה). התאית עצמה היא רב-סוכר, כלומר מולקולה ארוכה שמורכבת מיחידות רבות של החד-סוכר גלוקוז. הגלוקוז עצמו מורכב בתורו משילוב של אטומי פחמן, מימן וחמצן.
בעוד שבעלי חיים מקבלים את הסוכרים הדרושים להם מהמזון שהם אוכלים, צמחים מסוגלים לייצר לעצמם סוכרים מתרכובות לא אורגניות כמו פחמן דו-חמצני, בתהליך שמכונה פוטוסינתזה (מלטינית: הטמעת אור). בתהליך הזה הצמחים משתמשים באנרגיית השמש כדי לקחת פחמן דו-חמצני מהאוויר, לקשור אותו למימן ממולקולות מים מהאדמה וליצור מהם גלוקוז. החמצן העודף מהמים נפלט בחזרה לאוויר. כך שהצמחים בונים את עצמם בעיקר מהאוויר, או ליתר דיוק מהפחמן הדו-חמצני שבו.
ויקיפדיה, At09kg, Wattcle, Nefronus, עריכה גרפית בעברית מריה גורוחובסקי
פוטוסינתזה ושרשרת המזון
בשונה מהצמחים, רבים מהיצורים בעולם, כמו בעלי החיים והפטריות, הם צרכנים בלבד ואינם מסוגלים להפיק אנרגיה מתרכובות לא אורגניות. את הסוכרים שלהם הם מקבלים מאכילת צמחים או מיצורים שניזונו מצמחים לפניהם. מי שניזונים מצמחים בלבד (צמחונים) מכונים צרכניים ראשוניים; אלה שניזונים מצרכנים אחרים (טורפים) נקראים צרכניים שניוניים; ואילו יצורים כמו בני האדם, שניזונים גם מיצרנים וגם מצרכנים, מכונים אוכלי כל. זוהי שרשרת המזון – המסלול שבו אנרגיה עוברת במערכת אקולוגית. לדוגמה, שרשרת מזון טיפוסית בשדה פתוח יכולה להתחיל בעשב, שממנו ניזון עכבר, שנופל טרף לנחש, שבעצמו ניצוד בידי עיט.
שרשרת המזון מכונה לפעמים "פירמידת המזון" (לא לבלבל עם פירמידת המזון המומלץ לאכילה, זו עם הירקות למטה והממתקים בקודקוד), כי ככל שעולים בה הקבוצה נהיית יותר ויותר קטנה: מצמחים, לצמחוניים, לאוכלי בשר קטנים ולטורפים הגדולים. הסיבה העיקרית לכך היא שברמות הגבוהות בשרשרת המזון ניצול האנרגיה פחות יעיל לעומת הרמות הנמוכות מהן: בדרך כלל רק כעשרה אחוזים מהאנרגיה הזמינה (הסוכר, או המסה) עוברת לשלב הבא. בשל כך, בשרשרת המזון שהזכרנו קודם בשדה הפתוח, כדי לספק לאוכלוסיית העיטים שבראש השרשרת מסה אורגנית של עשרים קילוגרם, צריך לפחות עשרים אלף קילוגרם עשב.
הפער הזה נובע בראש ובראשונה מכך שהפוטוסינתזה מאפשרת לצמחים יעילות עצומה בבניית המסה שלהם ובעלי החיים האחרים יכולים רק לנצל את הכישרון המרשים הזה. כשאתם אוכלים מזון שמקורו מן הצומח, אתם אוכלים למעשה אוויר ואנרגיית שמש שהצמח עבד קשה כדי שיהיו זמינים עבורו, ובתוך כך גם עבורנו. אכלו בתיאבון, ואל תשכחו להודות לו.
הכותבת של כתבה זו – זואי פנקס
המקור בו ראתה אור כתבה זו – אתר האינטרנט של מכון דוידסון, davidson.weizmann.ac.il
