Keajaiban Fotosintesis, Energi Kehidupan Pada Sehelai Daun

Mari kita renungkan sejenak salah satu tanda kekuasaan Allah, sang Maha Pencipta, yaitu Fotosintesis. Suatu istilah yang tidak asing lagi bagi kita, walau mungkin kita sering kurang menyadari betapa penting nya proses ini bagi keberlangsungan kehidupan di muka bumi.

Tentu sudah banyak artikel yang membahas detail mengenai fotosintesis, tetapi disini saya akan mencoba membahasnya dengan bahasa yang sederhana dan fokus pada keajaiban dan ketakjuban akan betapa seimbang dan betapa vital nya proses ini sebagai pondasi kehidupan.

Fotosintesis , berasal dari kata foton yang berarti cahaya, dan sintensis yang berarti penyusunan. Secara sederhana fotosintesis adalah proses pembuatan makanan oleh tumbuhan dengan bantuan cahaya matahari.

Memanen Energi Matahari Untuk Memberi Makan dan Nafas Kehidupan

Tumbuhan melalui proses biokimia pada klorofil, membuat sendiri makanannya dari bahan Karbondioksida (CO₂) dan Air (H₂0), kemudian menghasilkan makanan berupa Glukosa (C₆H₁₂O₆) dan Oksigen (O₂).

Mari kita ingat sejenak pelajaran SMA kita dahulu, rumus sederhana fotosintesis adalah sebagai berikut :

6 H₂O + 6 CO₂ + Cahaya Matahari  — >  C₆H₁₂O₆ (Glukosa) + 6 O₂

Sekilas seolah simple, akan tetapi sebenarnya rangkaian proses nya sangat panjang dan kompleks, yang bahkan ilmu pengetahuan modern saat ini pun belum sepenuhnya memahami detailnya.

Fotosintesis memanen energi matahari dan mengolahnya menjadi makanan dan oksigen yang sangat vital buat kelangsungan hidup mahluk hidup di muka bumi, dengan kata lain fotosintesis dapat dikatakan sebagai proses yang diciptakan Tuhan untuk memberi makan dan nafas bagi kehidupan, tanpa fotosintesis tidak akan ada kehidupan seperti yang kita kenal dimuka bumi ini.

Menakjubkan nya lagi, proses fotosintesis ini secara tepat berkebalikan dengan pernafasan manusia dan hewan, jika fotosintesis memerlukan karbondioksida (CO₂) sebagai bahan dasar dan kemudian menghasilkan oksigen (O₂), pernafasan kita justru sebaliknya, memerlukan oksigen (O₂) dan menghasilkan karbondioksida (CO₂). Suatu pertukaran seimbang yang sangat mengagumkan.

Makanan berupa Glukosa (C₆H₁₂O₆), yang dihasilkan oleh tumbuhan melalui proses fotosintesis ini adalah dasar piramida dalam rantai makanan mahluk hidup di Bumi. Dengan kata lain semua mahluk hidup di bumi bergantung sepenuhnya baik secara langsung maupun tidak langsung pada proses ini.

Kita sebenarnya hidup dengan menggunakan energi matahari yang diolah menjadi energi kimia oleh tumbuhan. Semua yang kita makan, baik berasal dari tumbuhan atau hewan, berasal dari proses ini. Hewan karnivor yang berada di puncak rantai makanan pun jika di runut memakan daging hewan karnivor atau hewan herbivor lain yang pada akhirnya akan sampai pada dasar piramida makanan yang berasal dari proses fotosintesis ini.

Fotosintesis dan Cahaya

Keajaiban fotosintesis tidak berhenti sampai disini, jika kita menelaah juga kesesuaian antara cahaya matahari dan klorofil, kita akan kembali takjub.

Untuk itu kita perlu membahas sedikit mengenai cahaya matahari. Cahaya matahari adalah bagian dari radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik adalah kombinasi medan magnet dan medan listrik yang berosiliasi dan merambat di ruang angkasa dalam panjang gelombang yang bervariasi.

Rentang variasi panjang gelombang radiasi elektromagnetik ini sangat sangat lebar, mulai dari gelombang radio yang memiliki panjang gelombang sampai beberapa kilometer, sampai sinar gamma dengan panjang gelombang 0,0001-0,1 nm

Secara berurutan dimulai dari panjang gelobang paling tinggi, berikut jenis jenis radiasi elektromagnetik : Gelombang Radio (0,3 m -10.000 km) , Gelombang Mikro (1 mm – 0,3 m),  Infra Merah (0,001–1 mm), Cahaya Tampak (400-720 nm), Ultra Violet (10-400 nm), Sinar X (0,01-10 nm), dan Sinar Gamma (0,0001-0,1 nm)  – (sumber wikipedia)

Menarik untuk dicermati adalah betapa lebarnya rentang spektrum radiasi elektromagnetik tersebut. Panjang gelombang terpanjang adalah 10²⁵ (1 dengan 25 angka nol dibelakangnya) kali, dibanding panjang gelombang terpendek.

Perlu kita ingat pula bahwa radiasi elektromagnetik ini mengandung energi yang berbanding terbalik dengan panjang gelombang nya, makin panjang gelombang nya berarti makin rendah tingkat energi nya, dan sebaliknya makin pendek gelombang nya makin tinggi tingkat energinya.

Dan energi pada radiasi elektromagnetik ini, pada jumlah tertentu jika berinteraksi dengan materi, dapat memicu terjadinya reaksi.

Sejumlah reaksi kimia dapat terjadi hanya jika ditambahkan energi dalam jumlah yang cukup untuk memicu dimulainya reaksi kimia tersebut.

Kembali ke cahaya matahari, 70 % dari cahaya matahari mempunyai panjang gelombang antara 0,3 dan 1,5 mikron, dan dalam pita sempit tersebut terdapat tiga jenis cahaya: cahaya tampak, cahaya infra-merah-dekat, dan cahaya ultraviolet.

Bila kita bandingkan, rentang panjang gelombang sinar matahari tersebut sangat sangat sempit jika dibandingkan dengan rentang spektrum radiasi elektromagnetik secara keseluruhan.

Mengapa cahaya matahari berada pada rentang sesempit itu?

Jawaban akan pertanyaan ini kembali membuat kita takjub

Harun Yahya dalam bukunya “The Creation Of Universe” mengutip artikel “Life and Light” karya fisikawan terkenal, George Wald  pada Scientific American,  yang menulis :

“Radiasi yang berguna untuk memulai reaksi kimia yang teratur terdiri dari sebagian besar radiasi matahari kita.  Bahwa matahari harus meradiasikan cahaya yang begitu tepat untuk kehidupan, benar-benar merupakan contoh rancangan yang luar biasa.”

Kembali ke Fotosintesis, panjang gelombang cahaya yang dapat ditangkap oleh klorofil untuk memulai reaksi fotosintesis adalah hanya pada rentang 0,4 mikron (biru) -0,7 mikron (merah), yang merupakan bagian dari rentang panjang gelombang cahaya matahari.

Ternyata cahaya yang diperlukan untuk memicu terjadinya reaksi fotosintesis bukanlah sembarang cahaya, melainkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu yang secara tepat dihasilkan oleh matahari dari sekian juta kemungkinan rentang panjang gelombang cahaya yang mungkin.

Masih dalam buku yang sama, Harun Yahya, mengutip pendapat Ahli astronomi Amerika, George Greenstein dalam The Symbiotic Universe:

“Klorofil adalah molekul yang melangsungkan fotosintesis… Mekanisme fotosintesis dimulai dengan penyerapan cahaya matahari oleh molekul klorofil. Namun agar fotosintesis terjadi, cahaya yang diterima harus berupa warna yang sesuai. Cahaya dari warna yang salah tidak akan menghasilkan keajaiban ini.

Analogi yang bagus adalah sebuah televisi. Agar TV menerima saluran (gelombang) yang dikehendaki, TV harus ditala pada saluran tersebut: Talakan TV pada saluran yang berbeda, maka tidak akan terjadi penerimaan. Ini sama dengan fotosintesis, dalam analogi ini matahari berfungsi sebagai transmiter dan molekul klorofil sebagai TV. Jika molekul dan cahaya mata-hari tidak saling sesuai—disesuaikan dalam hal warna—fotosintesis tidak akan terjadi. Kenyataannya, warna matahari sudah tepat..”

Tangguh dan Berkelanjutan

Proses fotosintesis yang amat vital buat kehidupan ini telah berlangsung jutaan tahun, hampir seumur bumi ini, dan sampai sekarang pun masih berkelanjutan. Pigmen klorofil pada daun, dikodekan pada DNA tumbuhan dan diturunkan dari generasi ke generasi untuk merawat kehidupan. 

Bahkan tumbuh tumbuhan termasuk mahluk hidup yang paling tangguh dalam bertahan hidup dan menyebarkan benihnya. Rumput misalnya, walaupun terbakar atau melewati musim dingin yang ekstrim, pada saat yang tepat akan tumbuh kembali, tanpa perlu intervensi kita.

Matahari pun, tetap terjaga pada orbitnya, terus membakar hidrogen dan menyediakan energi yang diperlukan tumbuhan untuk menjalankan tugasnya memberi makan dan nafas kehidupan. 

Jika kita memahami hal ini, mungkin kita akan memandang matahari dengan cara yang berbeda, betapa bergantung nya kita pada sumber energi nan jauh disana. 

dan kita juga akan melihat tumbuh-tumbuhan dengan lebih takjub, menyadari bahwa pada sehelai daun, terdapat energi kehidupan.

Saya sering berpikir, mengapa tumbuhan harus setangguh itu? mengapa setelah jutaan tahun tidak terjadi kerusakan pada DNA tumbuhan yang mewariskan kode kode penting pembentuk klorofil?  

atau betapa rapuhnya sebenarnya kehidupan ini, mengapa matahari harus tetap pada orbitnya?, bagaimana kalau tiba tiba matahari bergerak menjauh, atau mendekat ke Bumi?

Tentu ada kekuatan Ilahi yang menciptakan dan menjaga keberlangsungan proses fotosintesis dan proses proses di alam lainnya, untuk kemaslahatan mahluk hidup dimuka bumi, sampai dengan waktu yang ditentukan oleh-Nya. 

Subhanallah, maha suci Allah, pencipta langit dan bumi dan segala isinya.

Mari kita renungkan tanda tanda kekuasaan Allah melalui ciptaan Nya, agar kita semakin memahami keagungan dan kekuasaan Nya, sebagaimana firman Allah dalam Surat Ali Imran , Ayat 190-191

“Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang-orang yang berakal,  (yaitu) orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau dalam keadan berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi (seraya berkata): “Ya Tuhan Kami, Tiadalah Engkau menciptakan ini dengan sia-sia, Maha suci Engkau, Maka peliharalah Kami dari siksa neraka“. (QS : Ali Imran : 190-191)

This post is also available in: English