Heb je er ooit al bij stilgestaan hoe bomen erin slagen zo groot en oud te worden? Ondanks het feit dat bomen zeer statisch lijken hebben ze, net als mensen, ook energie nodig om te overleven, te groeien en te bloeien. Als de grondleggers van het voedselweb gebruiken bomen hiervoor lichtenergie. Deze energie leggen ze vast in de vorm van organische stoffen, zoals suikers, vetzuren en malaat. Dit proces staat gekend als fotosynthese en kan beschreven worden via volgende chemische formule.
Fotosynthese
Hierbij gebruiken ze het uit de grond opgenomen water en koolstofdioxide (CO2) uit de lucht. Tijdens de omzetting van deze twee grondstoffen naar suiker komt er zuurstof (O2) vrij. Fotosynthese vindt plaats in de chloroplasten of bladgroenkorrels die zich in alle groene structuren van een plant of boom bevinden. Iedereen denkt hierbij automatisch aan de bladeren. Maar kan een boom dan geen suikers aanmaken tijdens het bladloze seizoen? Niets is minder waar! Chloroplasten worden ook teruggevonden in de houtige weefsels van een boom. Zo vindt er dan ook fotosynthese plaats in de stam, takken en in de voortplantingsorganen van een boom. Zelfs wortels kunnen suikers aanmaken onder de voorwaarde dat ze met licht bestraald worden. Denk hierbij aan plank- of steltwortels (buttresses of stilt roots ), die vooral bij tropische boomsoorten teruggevonden worden.
Stopt het metabolisme van een boom eens de suikers aangemaakt zijn of worden de aangemaakte voedingstoffen verder verwerkt? Inderdaad je raadt het goed! De voedingstoffen worden verder verwerkt in een boom. Het vatenstelsel of het xyleem- en floëemweefsel van een boom zorgt ervoor dat de suikers getransporteerd worden naar die plaatsen waar er energie nodig is. Het xyleem zorgt voor het opwaarts transport, terwijl het floëem instaat voor het neerwaartse transport. De wortels functioneren daarbij als eindstation waar de niet verwerkte voedingsstoffen opgeslagen worden.
Respiratie
Wat gebeurd er dan met die voedingsstoffen eens ze op de plaats zijn waar er energie nodig is? De suikers worden verbrand, net zoals wij een bakje friet verbranden tot bruikbare energie. De energie die hierbij vrijkomt wordt geïnvesteerd in groei- of onderhoudsprocessen. Deze vrijstelling van energie door de verbranding van suikers staat bekend als respiratie of de ademhaling van de boom. Dit kan chemisch beschreven worden als je fotosyntheseformule in omgekeerde richting leest. Vooral tijdens de nacht, maar ook overdag, worden de aangemaakte organische stoffen bijgevolg onder invloed van zuurstof omgezet tot koolstofdioxide en waterdamp. Ja, je leest het goed! Bomen nemen CO2 op uit de lucht tijdens de fotosynthese en maken er ook terug aan tijdens de respiratie. Net zoals ze zuurstof aanmaken en gebruiken tijdens respectievelijk de fotosynthese en de respiratie.
Dag versus nacht
Overdag is het verschil tussen de aanmaak van zuurstof en het verbruik ervan positief, maar tijdens de nacht negatief. Voor CO2 geldt logischerwijs het tegenovergestelde. Gedurende de nacht vindt er immers geen fotosynthese plaats en worden er veel suikers gerespireerd. Er wordt ‘s nachts dus veel zuurstof uit de lucht opgenomen en CO2 afgegeven. Dit is een reden waarom je best niet in een kamer slaapt die vol staat met planten, tenzij je het raam op een kiertje laat staan natuurlijk. Het is wel zo dat niet alle aangemaakte CO2 rechtstreeks in de lucht terecht komt. Bomen recycleren CO2! Hierbij wordt het gerespireerd CO2 , die nog in als gas voorkomt binnen de boomstructuren, terug vastgelegd tijdens de fotosynthese. Een CO2-molecule kan bijgevolg een lange tijd aanwezig blijven in de boom. Dit afwisselend als een gas of vastgelegd in een suikermolecule.
Welke organen en specifieke organellen (d.i. een functioneel element van een cel) zijn verantwoordelijke voor de respiratie? Respiratie vindt uitsluitend plaats in levende cellen en is bijgevolg een proces die door alle organen van een boom uitgeoefend kan worden. Iedere levende cel bezit hiervoor een energiecentrale waar de verbranding van suikers plaatsvindt. Dit organel staat beter bekend als een mitochondrium.
Slaapt een boom in de winter?
Ondanks het feit dat in ons klimaat bomen tijdens de winter niet groeien, heb ze toch energie nodig voor het onderhoud van hun cellen en voor de aanmaak/afbraak van eiwitten (protein turnover). In het bladloze seizoen teert een boom hiervoor op de suikerreserves die hij opgeslagen heeft in z’n weefsels en de nieuwe suikers die aangemaakt worden tijdens de fotosynthese van het houtige weefsel. Deze suikerproductie is uiteraard nihil in vergelijking met de fotosynthese van de bladeren. Tijdens het groeiseizoen komt bovenop de energie noodzakelijk voor de onderhoudsprocessen een grote vraag naar energie om nieuwe biomassa aan te maken. Gelukkig staat de boom dan volop in blad en maakt het bijgevolg een grote hoeveelheid verse suikers aan. Die kan de boom direct terug verbranden om nog meer nieuw weefsel aan te maken en dus alsmaar groter en sterker worden.
Zo nu weten jullie iets meer over hoe bomen lichtenergie gebruiken en omzetten tot bruikbare energie om te overleven, te groeien en te bloeien. Hopelijk is het jullie allemaal een beetje duidelijk. Indien dit niet het geval is, voel je dan zeker vrij om je vragen op dit forum los te laten. Of als je iets meer wil weten over andere boomgerelateerde onderwerpen, laat het mij maar weten!
Graag tot een volgend fysiologisch schrijven.