การสังเคราะห์ด้วยแสง

เธอเคยยืนอยู่ใต้ต้นโอ๊กสูงตระหง่านแล้วสงสัยไหมว่ามันเติบโตจากลูกโอ๊กเล็กๆ ได้อย่างไร. หรือเคยเฝ้ามองดอกทานตะวันที่หันหน้าเข้าหาดวงอาทิตย์ แล้วถามตัวเองว่ามันหาพลังงานจากไหนมาสร้างกลีบดอกสีเหลืองสดใสเช่นนั้น. โลกนี้เต็มไปด้วยปาฏิหาริย์อันเงียบสงบเหล่านี้. เธออาจจะเห็นเพียงสายลมที่พัดไหวให้ใบไม้สั่นเบาๆ แต่ภายในใบไม้แต่ละใบนั้น การเปลี่ยนแปลงอันทรงพลังกำลังเกิดขึ้น. ฉันคือพ่อครัวที่มองไม่เห็น เป็นเครื่องยนต์เงียบที่ทำงานอยู่ในหญ้าทุกใบ ใบไม้ทุกใบ และสาหร่ายสีเขียวทุกหย่อมในท้องทะเล. ฉันคือกระบวนการที่เปลี่ยนแสงสว่างบริสุทธิ์ให้กลายเป็นชีวิต. หากไม่มีฉัน โลกใบนี้คงเป็นเพียงสถานที่แห้งแล้งและเป็นสีเทา. ฉันคือการสังเคราะห์ด้วยแสง และฉันทำอาหารจากแสงแดด.

เป็นเวลาหลายพันปีที่มนุษย์รู้สึกพิศวงงงงวยกับตัวฉัน. พวกเขารู้ว่าพืชต้องการดิน น้ำ และแสงแดดเพื่อการเจริญเติบโต แต่พวกเขาคิดไม่ออกว่าทำไมพืชถึงมีน้ำหนักมากมายขนาดนั้น. พวกเขาสันนิษฐานว่าพืชแค่ "กิน" ดินเข้าไป. มันเป็นการคาดเดาที่สมเหตุสมผล แต่ก็ผิด. นักสืบคนแรกที่เข้ามาสืบสวนความลับของฉันอย่างจริงจังคือนักวิทยาศาสตร์ชาวเบลเยียมชื่อ ยัน บัปติสต์ ฟัน แฮ็ลโมนต์ ในช่วงต้นคริสต์ทศวรรษ 1600. เขาเป็นชายที่อยากรู้อยากเห็นและมีความอดทนสูง. เขานำต้นหลิวเล็กๆ มาหนึ่งต้นพร้อมกับดินในกระถางขนาดใหญ่. เขาชั่งน้ำหนักของทั้งสองอย่างอย่างระมัดระวัง. จากนั้น เป็นเวลาห้าปีเต็ม เขาไม่ได้ทำอะไรเลยนอกจากการเติมน้ำลงในกระถาง. ต้นไม้เติบโตขึ้นเรื่อยๆ กิ่งก้านของมันเหยียดยาวขึ้นสู่ท้องฟ้า. เมื่อสิ้นสุดห้าปี เขาชั่งน้ำหนักทุกอย่างอีกครั้ง. ต้นไม้มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นกว่า 164 ปอนด์. แต่ดินล่ะ. น้ำหนักของมันลดลงไปเพียงไม่กี่ออนซ์เท่านั้น. ฟัน แฮ็ลโมนต์ ตกตะลึง. เขาสรุปว่าการเติบโตอย่างมหาศาลของต้นไม้นั้นต้องมาจากน้ำที่เขาเติมเข้าไปทั้งหมด. เขาพูดถูกเพียงครึ่งเดียว—น้ำเป็นส่วนผสมสำคัญในสูตรของฉัน—แต่เขาเพิ่งค้นพบเพียงชิ้นส่วนแรกของปริศนาที่ใหญ่กว่านั้นมาก. การทดลองของเขาเป็นก้าวแรกที่ยอดเยี่ยม ซึ่งแสดงให้ทุกคนเห็นว่าคำตอบนั้นไม่ได้ง่ายดายเหมือนการที่พืชกินดิน.

ความลึกลับยังคงดำเนินต่อไปนานกว่าหนึ่งศตวรรษ. เบาะแสชิ้นสำคัญชิ้นต่อมามาจากนักเคมีชาวอังกฤษชื่อ โจเซฟ พริสต์ลีย์ ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1770. เขาชอบทดลองเกี่ยวกับก๊าซ หรือที่สมัยนั้นเรียกว่า "อากาศ". เขาทำการทดลองอันชาญฉลาด. เขาจุดเทียนไข แล้วนำโหลแก้วมาครอบไว้ และเฝ้าดูเปลวไฟที่ค่อยๆ ริบหรี่และดับลงอย่างรวดเร็ว. เขาให้เหตุผลว่าไฟได้ใช้บางสิ่งบางอย่างในอากาศไปจนหมด. จากนั้นเขาก็ลองนำหนูเข้าไปในโหล และน่าเศร้าที่มันไม่สามารถรอดชีวิตได้. แต่แล้ว เขาก็ลองทำอะไรที่แตกต่างออกไป. เขานำกิ่งมินต์ใส่เข้าไปในโหลแก้วที่ปิดสนิทพร้อมกับเทียนที่ดับแล้ว. เขาทิ้งไว้เช่นนั้นเป็นเวลาหลายวัน. เมื่อเขาลองจุดเทียนอีกครั้งโดยไม่เปิดโหล เปลวไฟก็ลุกโชนขึ้นมาใหม่. ต้นไม้ได้ "ฟื้นฟู" อากาศขึ้นมาอย่างน่าอัศจรรย์. พริสต์ลีย์ได้ค้นพบว่าฉันปล่อยก๊าซพิเศษชนิดหนึ่งที่สิ่งมีชีวิตต้องการ. ไม่กี่ปีต่อมา แพทย์ชาวดัตช์ชื่อ ยัน อิงเงินเฮาส์ ได้นำการสืบสวนนี้ก้าวไปอีกขั้นที่สำคัญอย่างยิ่ง. เขาทำการทดลองของพริสต์ลีย์ซ้ำ แต่สังเกตเห็นบางสิ่งที่สำคัญมาก. ต้นไม้จะฟื้นฟูอากาศก็ต่อเมื่อมันอยู่ในที่มีแสงเท่านั้น. ในความมืด มันไม่ได้ทำอะไรเลย. เขาค้นพบว่าแสงแดดคือแหล่งพลังงานของฉัน. เขาแสดงให้เห็นว่าฉันรับเอาสิ่งที่สมัยนั้นเรียกว่า "อากาศเสีย" (ซึ่งตอนนี้เรารู้จักในชื่อคาร์บอนไดออกไซด์) และใช้พลังงานจากแสงแดดเพื่อปล่อย "อากาศดี" ที่พริสต์ลีย์ค้นพบออกมา. ยังมีนักวิทยาศาสตร์ผู้ปราดเปรื่องอีกคนหนึ่งคือ อ็องตวน ลาวัวซิเย จากฝรั่งเศส ที่ตั้งชื่อให้กับ "อากาศดี" นี้ว่า ออกซิเจน. ในที่สุด สูตรลับทั้งหมดก็เริ่มปรากฏชัดเจนขึ้น. ทีละขั้นตอน ด้วยความหลักแหลมของนักคิดเหล่านี้ พวกเขาได้ปะติดปะต่อสูตรลับของฉันจนสมบูรณ์. น้ำจากราก, คาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศ, และพลังงานจากดวงอาทิตย์. ด้วยส่วนผสมเหล่านี้ ฉันสร้างน้ำตาลเพื่อเป็นอาหารให้พืช และปล่อยของขวัญล้ำค่าที่เรียกว่าออกซิเจนออกมา.

แล้วสูตรลับของฉันมีความหมายกับเธออย่างไร. มันมีความหมายกับทุกสิ่งทุกอย่าง. ฉันคือรากฐานของห่วงโซ่อาหารเกือบทุกชนิดบนโลกใบนี้. แอปเปิลที่เธอกัดกิน, ข้าวสาลีในขนมปังของเธอ, มันฝรั่งในเฟรนช์ฟรายส์ของเธอ—พลังงานทั้งหมดในนั้นเริ่มต้นจากฉัน ที่ดักจับแสงแดดไว้ในใบไม้. แม้แต่พลังงานในเนื้อสัตว์หรือนมที่เธออาจบริโภคเข้าไป ก็มาจากสัตว์ที่กินพืชเป็นอาหาร. ฉันคือผู้มอบให้ขั้นสูงสุด. แต่ของขวัญของฉันไม่ได้หยุดอยู่แค่อาหาร. ลองหายใจเข้าลึกๆ สิ. ออกซิเจนที่ให้ชีวิตซึ่งเติมเต็มปอดของเธอนั้น. นั่นคือผลงานของฉัน เป็นผลพลอยได้จากการทำอาหารในแต่ละวันของฉัน. ฉันผลิตออกซิเจนมาเป็นเวลาหลายพันล้านปี ค่อยๆ เปลี่ยนแปลงชั้นบรรยากาศของโลกให้กลายเป็นอากาศที่หายใจได้ซึ่งเราทุกคนต้องพึ่งพา. ในขณะที่ฉันกำลังทำอาหารและสร้างออกซิเจน ฉันก็กำลังทำความสะอาดอากาศไปด้วย. ฉันนำคาร์บอนไดออกไซด์ที่สัตว์หายใจออกมาและที่โรงงานปล่อยออกมา แล้วกักเก็บมันไว้ ช่วยรักษาสมดุลของโลกเรา. ดังนั้น ครั้งต่อไปที่เธอเดินเล่นในสวนสาธารณะ นอนเล่นบนพื้นหญ้า หรือแค่ชื่นชมต้นไม้ในบ้าน ขอให้นึกถึงฉัน. นึกถึงงานอันเงียบสงบแต่ทรงพลังที่เกิดขึ้นภายในใบไม้สีเขียวทุกใบ. ฉันคือสะพานเชื่อมระหว่างดวงอาทิตย์กับโลก เป็นเครื่องเตือนใจอยู่เสมอว่าเราทุกคนเชื่อมโยงกันในโลกที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์อันสวยงามใบนี้ ซึ่งได้รับการหล่อเลี้ยงจากของขวัญแห่งสีเขียว.