La vie sur Terre repose sur la photosynthèse, processus par lequel les plantes, certaines bactéries, les animaux et les protistes comme les algues créent leur nourriture. Pour la photosynthèse, une plante a besoin de lumière solaire, d'eau et de dioxyde de carbone; à partir de là, il crée du glucose, qui est une forme de sucre simple et d'oxygène. La réaction implique six molécules de dioxyde de carbone (6CO2) et six molécules d'eau (6H20). En présence de chlorophylle et de lumière, ceci devient (C6H12O6) et oxygène gazeux (6O2). D'autres organismes à travers le monde utilisent l'oxygène créé. La plante peut utiliser cette énergie chimique immédiatement ou la stocker pour plus tard.

Par la photosynthèse, une plante, une bactérie ou un protiste crée de l'oxygène, le sucre du dioxyde de carbone et de l'eau, en présence de la lumière.

La chlorophylle

La photosynthèse a deux étapes dans la feuille d'une plante. La première, appelée réaction dépendant de la lumière, a lieu dans le grana, une pile de membranes étroitement plissées dans une structure appelée chloroplaste, qui prend la lumière du soleil comme une forme d'énergie pour une utilisation dans la deuxième étape. Dans la deuxième étape, appelée la réaction indépendante de la lumière, la plante utilise cette énergie stockée pour convertir l'eau et le dioxyde de carbone en eau et en oxygène. Dans le cas de la photosynthèse anoxygénique, un processus couramment trouvé dans les bactéries, la créature ne libère pas d'oxygène et utilise du sulfure, de l'hydrogène ou d'autres substrats organiques à la place de l'eau. Les espèces qui utilisent la photosynthèse anoxygénique, peut-être sans surprise, apportent un oxygène négligeable à l'atmosphère du monde.


Les humains, ainsi que de nombreuses autres créatures sur Terre, mangent des plantes pour produire de l'énergie chimique. Les humains et ces autres créatures ont un processus similaire à la photosynthèse appelé la respiration cellulaire; fonctionnellement parlant, c'est la photosynthèse à l'envers. Une créature ingère du sucre (provenant d'une plante, potentiellement) et respire de l'oxygène. Il libère ensuite du dioxyde de carbone et de l'eau, et crée une forme d'énergie chimique appelée adénosine triphosphate ou ATP. Comme ce sont les molécules utilisées dans la photosynthèse, les scientifiques appellent ces processus complémentaires. Sans oxygène, ce processus devient une respiration anaérobie, ou fermentation, qui produit beaucoup moins d'énergie.

L'atmosphère terrestre

En tout, l'atmosphère terrestre pèse environ 5,5 millions de tonnes, dont environ 20% sont oxygène. La photosynthèse joue un rôle majeur dans le maintien des niveaux d'oxygène et de carbone à travers le monde. Cela dit, la majeure partie de la photosynthèse, environ 70%, est réalisée par des organismes microscopiques dans l'océan appelés phytoplancton, et les forêts tropicales humides de la Terre produisent presque tout le reste, environ 28%. Aux États-Unis, les forêts urbaines produisent à elles seules environ 6,1 millions de tonnes d'oxygène. Cependant, l'activité humaine comme l'exploitation forestière et la pollution mettent en danger toutes ces espèces produisant de l'oxygène.