Fotosynteesi on tekniikka auringonvalon muuttamiseksi energiaksi, jota tietyt organismit ovat käyttäneet noin 3.4 miljardia vuotta. Peruskaavaan kuuluu hiilidioksidin ja veden muuttaminen glukoosiksi ja hapeksi valosta riippuvien reaktioiden avulla. Fotosynteesi syntyi nopeasti elämän syntymisen jälkeen, jonka uskotaan tapahtuneen 3.5 miljardia vuotta sitten, sen jälkeen kun maankuori on jäähtynyt. Ensimmäiset fotosynteettiset organismit olivat nykypäivän syanobakteerien esi-isiä.
Fotosynteesi tapahtuu kloroplastien sisällä, kasvien ja muiden fotosynteesivien organismien soluissa sijaitsevien erityisten organellien sisällä. Koloroplastit ovat vihreitä, koska ne käyttävät klorofyllipigmenttiä. Kasvien tärkeimmät aurinkoa absorboivat elimet ovat lehdet. Vaikka kloroplastit sijaitsevat soluissa kaikkialla laitoksessa, kloroplastitiheys on ylivoimaisesti suurin lehdillä, joissa on 450,000 800,000 – XNUMX XNUMX kloroplastia jokaista neliömillimetriä kohden.
Kloroplastien uskotaan olevan peräisin fotosynteettisistä bakteereista, joiden kanssa niillä on paljon yhteistä. Kuten eukaryoottisten (monimutkaisten) solujen, mitokondrioiden, voimalaitosten, kloroplastien uskotaan johtuvan äärimmäisen läheisistä symbioottisista suhteista varhaisten mikrobien välillä, niin lähellä, että niistä tuli osa samaa erottamatonta kokonaisuutta.
Yksi fotosynteesin sivutuotteista on happi, molekyyli, jota ihmiset ja muut eläimet tarvitsevat elääkseen. Vaikka nykyään happi tuo elämää, se aiheutti katastrofaalisen tapahtuman aikana kaksi miljardia vuotta sitten kuoleman. Tuolloin maapallon ilmakehä sisälsi vähän happea, ja suuret rautakivet saattoivat altistua pinnalle ilman ruostumista. Sitten geologisesti äkillisen muutaman kymmenen miljoonan vuoden aikana kehittyi ja peitti maapalloa happea tuottavat fotosynteettiset syanobakteerit, jotka tuottivat valtavia määriä happea ja aiheuttivat evoluutiolinjojen joukkotuhoa, joka ei ollut tottunut tällaisiin korkeisiin ilmakehän happipitoisuuksiin. Tätä kutsutaan happikatastrofiksi.
Nykyään ilmakehässä on noin 23% happea ja loput typpeä. Kasvien hapen tarve on toinen syy, miksi meidän pitäisi estää sademetsien tuhoaminen maailmanlaajuisesti, erityisesti Amazonilla.
Fotosynteettiset organismit toimivat jokaisen ekosysteemin perustana. Tässä roolissa heitä kutsutaan tuottajiksi. Niitä kuluttavia organismeja kutsutaan vastaavasti kuluttajiksi.