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地球の大気にはさまざまなガスが含まれています。生物にとって特に重要な2つは酸素と二酸化炭素です。これら2つのガスは呼吸と光合成の間に使われます、そして、生命が可能であるためには大気は両方のガスの適切なバランスを持たなければなりません。
二酸化炭素と光合成
植物は日光からエネルギーを得て、それを使って二酸化炭素をグルコースのようなエネルギーの豊富な炭水化物に変換します。これは気孔と呼ばれる植物の葉の底にある小さな孔から始まり、二酸化炭素は細胞に入ることができます。葉緑体と呼ばれる細胞小器官は、二酸化炭素を植物の根からの水と組み合わせてグルコースと酸素を形成します。
酸素と地球上の生命
光合成の残留物として放出される酸素は、呼吸に不可欠な資源です。植物や他の有機体は呼吸によって酸素を二酸化炭素に変換します。大気中に放出された二酸化炭素は、再び光合成に利用できます。このサイクルは有機体が地球上で生き残ることを可能にします。
グルコースと地球上の生命
植物は、光合成中に二酸化炭素と水から生成されたグルコースの一部を生涯の成長と繁殖に利用します。 Raymond Lindemanによると、植物のエネルギーの15〜70パーセントがそのように使われています。 1942年に、リンデマンはこの燃やされたエネルギーが植物を消費する草食動物に利用できないことを認識した最初の人でした。
一次生産
植物を消費する動物に伝達されるエネルギーは、その成長と維持のために部分的に使用されます。このエネルギーは草食動物を消費する捕食者にも利用できません。リンデマンが言うように、消費されるエネルギーはダムの全同化エネルギーの5〜20％です。光合成中に同化されるエネルギーは地球上の生物に最初に利用可能であるので、光合成生物は一次生産者と呼ばれます。彼らが同化するエネルギーの程度は一次生産と呼ばれます。
人間への影響
木の伐採や土壌の変化などの活動による地球上の植物の損失は、地球の一次生産にとって脅威となります。十分な植物がなければ、炭水化物の形の酸素とエネルギーは消散します。人々は土壌発達と光合成速度のバランスをとるための対策を講じることができます。これらの対策には、伐採地での植樹や、新しい植物の成長を促進するために森林が慎重に栽培されている選択的伐採の実施が含まれます。