垂直降水是什么【地球上最重要的化学反应】

　　20世纪80年代末，有关光合作用的一项研究成果获得了诺贝尔奖，评奖委员会在宣布得奖的评语中称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。光合作用被赋予这么大的意义也是不足为奇的。俄国科学家季米里亚席夫在1903年做演讲时就以“植物的宇宙作用”为题谈到：绿色植物的光合作用可以利用太阳射来的光能将无机物合成有机物，从而使我们这个地球充满生机。这是对光合作用意义的一个总体概括。那么，光合作用到底有着哪些方面的具体意义呢?下面我们来探讨这个问题。
　　我们所居住的地球上有着无数多姿多彩的生命，比如花草、树木还有野生动物。这些生命能够存活的基础便是它们与环境所进行的物质与能量的交换。在这些物质与能量的交换中，光合作用起了基础的作用，它关乎着地球上无数生物的生存、演化和繁荣。
　　地球的早期是没有生命的一片荒芜，光合作用的出现对于地球早期生命的出现，以及地球面貌的改变都起到了十分重要的作用。早期的地球经历了漫长的发展后，在原始海洋中已形成了一些非生物起源的有机物，早期产生的原始生物就是通过消耗这些原始海洋中的有机物来获得能量，从而支持其生命活动的。这样，原始生物的出现会使原有非生命起源的有机物不断减少，因而会趋向绝灭。可是，在这过程中，原始生物也在不断地变异和演化。其中，某些原始生物演化出了可利用太阳光等能量把二氧化碳还原并合成有机物的功能，成为自养生物，这为它本身的生存并为其他异养生物的蓬勃发展创造了条件。
　　由于光合作用还使氧气从水中释放出来，于是，在有氧气存在的情况下，生物中可演化出能彻底降解有机物而获得更多能量的有氧代谢功能，单细胞的生物开始向多细胞生物的方向进化了。这具有无比重大的意义，单细胞生命不仅内部容量有限，而且各种反应难免互相干扰。多细胞生物可以分化出性质有差异的细胞，能形成不同功能的组织和器官，这为生物的多方向演化创造了必要的条件。
　　由光合作用所释放产生的氧气在大气层上空形成了臭氧层，可吸收太阳辐射中对生物非常有害的一部分紫外线，使原来只能生存于水中的生物可能登陆，向地球上的几乎每一个角落进行扩展。
　　至此，光合作用已为地球上生命的进化和发展提供了必备的物质(有机物和氧气)、巨大的能量(将太阳能转化为储存在有机物中的化学能)和广阔的生存及发展环境(臭氧层使原来只能生活在水中的生物可以登陆了)。地球上开始出现了生机勃勃的景象。
　　随着可利用光能将无机物合成有机物以维持生命活动的光合生物登陆，其他以光合生物为食物的异养生物也可上岸了。它们以植物为食物，或是以其他吃植物的异养生物为食物。
　　早期的单细胞原始生物也随环境条件的变异而在单细胞水平上发生了多种多样适应环境的变化，由于它们体积很小，人们用肉眼看不到，常把它们统称为微生物。
　　在光合作用的推动下，植物、动物以及分解动植物的微生物在地球的各个地方生存、进化并逐渐繁荣。由于太阳光不断地向地球射来，地球表层的二氧化碳和水等无机物非常丰富，光合作用以非常大的规模进行，所以植物、动物和微生物的进化和发展能在数亿年中保持欣欣向荣的势头。这最终使地球表面形成了一个特殊的、充满活力的生物圈。
　　在这个生物圈中，生物在不断地演化，种类迅速增多，并且出现的生命活动形式也越来越高级，直到人类诞生。光合作用对于人类社会的发展同样起着非常重要的作用。
　　首先，“民以食为天”。不论是在目前还是在可以预见的将来，人类的食品供应都还要依靠农业生产。而农业生产的本质便是人们用各种办法保证植物能有效地进行光合作用，形成有机物，并通过多种途径使之转化为种类繁多的农产品供人们利用。所以，光合作用对于人类食物的获取有着至关重要的作用。另外，人类若想提高农业生产的效率也可以从提高光合作用的效率入手。
　　此外，人类社会目前面临的另一个重大问题便是能源的问题。人们现在大量利用的飞机、汽车等交通工具和多种工业所使用的能源都是依赖石油在维持。一旦石油出现危机或是石油开采枯竭，人类社会必将受到全面影响。于是，新的可替代能源的开发便越来越受人们的关注。太阳能是一个理想的替代者，不仅数量巨大，而且无污染。太阳能的开发有多种途径，比如通过光电转换，或是先将太阳能转化为热能再发电。但通过植物的光合作用，将太阳能转化为储藏在有机物中的化学能与其他的方式相比有着较大的优点：首先是成本很低，可以大规模利用；其次是光合作用形成的有机物还可先充分利用，最后变为“生物垃圾”的时候再把它当作能源。
　　由此可见，光合作用不仅对地球生命的形成与进化起到了非常重要的作用，它对我们当今人类社会的发展也有很重大的意义。那么，这么重要的光合作用，到底是怎样被人们一步一步发现的呢?说起来，这还真是一个很漫长的过程呢。
　　古希腊哲学家中“最博学的人物”亚里士多德曾猜想过植物是从土壤中吸收养料长大的。这符合一般人的经验，在肥地里植物长得快些。可是，从物质来源的数量上看，这个猜想却基本上是错误的。17世纪荷兰人凡埃尔蒙做了一个实验。他在称过重量的盛有土壤的盆中种了一棵小柳树，只浇雨水不施任何肥料。后来柳树长得很大了，而土壤却只轻了一点点。于是，他得出结论说，植物增加的重量主要不是来自土壤而是来自水分。看来这是很有说服力的测定，但有一个重要的遗漏，他忽略了植物也有可能从空气中得到物质。我国明末的宋应星在《论气》中从另一个角度来分析，他想人的食物主要来源于植物，每天吃得多，排得少，剩余部分到哪里去了呢?是变成气了，那么植物也可能主要是由气变成的。这的确是非常精辟的见解，但终究也只是推测。直到二百多年前，随着化学的发展，尤其是对气体的性质和组成有所了解，人们才通过一系列实验，逐渐认识到形成植物体的物质来源及其和光的关系。
　　1771年，英国化学家普里斯特利发现，在密闭的玻璃罩中植物可恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气，表明植物可改变空气的组成。1773年，荷兰人英恩豪斯证明，只有植物的绿色部分在光下才能起使空气变“好”的作用，将绿色部分和光与改变气体组成的作用联系了起来。1804年，瑞士得索绪尔通过定量研究进一步证实，二氧化碳和水是植物生长的主要原料。1845年，德国迈尔了解光和植物进行这些反应的关系，发现植物把太阳能转变成了化学能。1860年左右，人们就已经用公式表示植物利用光能合成有机物的总过程，并于1897年首次在教科书中称其为“光合作用”。
　　至此，我们已经对光合作用的重大意义及其被人类所发现的历史有了一个初步的了解，更多的有关光合作用的知识还需，进一步的探索与学习。
　　
　　责编　孙晓洁