|
Joseph Priestley (1733-1804) là một trong những nhà khoa học Anh đầu tiên nghiên cứu về sự thở cuả thực vật. Với khả năng đặc biệc cuả mình, ông đã là mục sư, nhà thần học, là nhà khao cứu, là tác giả cuả nhiều sách giáo khoa về văn phạm, giáo dục, điên, hoá và cũng là một chiến sĩ bảo vệ tự do. Ông cho đăng các bài viết chính trị và phải trốn sang Mỹ vì tư tưởng tiến bộ của mình. Đam mê nghiên cứu các chất khí, ông đã đoán nhận khá nhiều sự tồn tại cuả các chất khí và năm 1771 đã chứng minh rằng cây cối có thể tái tạo lại chất khí bẩn do động vật thở. Chính Lavoisier đã đặt tên chất khí đó là "oxygène". Bốn năm năm sau, Jan Ingenhousz (1730-1799), một bác sĩ Hoà Lan chứng minh rằng thực vật chỉ thải ra khí oxygen khi có ánh sáng. Ban đêm, cây cối thải ra chất khí mà đèn cầy không thể cháy được trong chât khí này. Thật ra lúc đó người ta chưa thể hiểu có sự hô hấp thực vật. Các thí nghiệm đầu tiên trên sự trao đổi khí của thực vật được thực hiện bởi Horace Bénédict de Saussure (1740-1799), nhà khảo cứu địa chất Thụy Sĩ (và là người tiên phong leo núi: ông là người đầu tiên lên núi Mont Blanc năm 1787). Một người Thụy Sĩ khác, Jean Sénebier (1742-1809), cho rằng thực vật hấp thu khí carbonic và xác định rằng dước tác dụng ánh sáng, chất khí này bị phân tích thành oxygen Con trai của H.B. de Saussure, Nicolas Théodore (1764-1845), thường làm việc và du lịch theo cha nên cũng có lòng ham thích khảo cứu. Lúc bấy giờ có nhiều lý thuyết khác nhau về dinh dưỡng thực vật: từ sự biến đổi nước khoáng cho đến thuyết mùn (théorie de l'humus) cho rằng cây lấy từ đất thực phẩm hữu cơ. Các thuyết này đã vẩn được chấp nhận rộng rãi cho dù không có các thí nghiệm xác minh. Ngược lại, De Saussus chứng minh bằng thí nghiệm rằng cây hút cùng một lúc nước và muối khoáng được hòa tan trong nước và khẳng định kết luận của mình bằng cách cấy trong môi trường khoáng nhân tạo. Ông chứng minh rằng thực vật đồng hóa carbon từ khí carbonic nghĩa là dùng carbon của khí carbonic để tạo ra chất sống, nhưng ông cũng tưởng lầm như Sénebier là oxygen thải ra là từ khí này. Ông nhận xét rằng nước cần thiết cho sự chuyển động các hiện tượng này, nhưng phải cần đến những kỹ thuật cầu kỳ của thế kỷ 20 mới chứng minh rằng thực tế oxy thải ra là do những phân tử nước bị phân tích. Đến cuối thế kỷ thứ XVIII, các nghiên cứu sinh lý học thực vật công nhận rằng cây cối cũng thở như động vật ngoài ra chúng còn có khả năng chế biến chất hữu cơ từ chất vô cơ khi được đặt trong ánh sáng. Tính chất này gọi là sự tự dưỡng (autotrophie), giúp chúng sống mà không cần dùng chất hữu cơ lấy từ các động vật. Tóm lại, mọi động vật (gọi là hétérotrophe), không những phụ thuộc vào thực phẩm trực tiếp (động vật ăn cây cỏ) hay gián tiếp (động vật ăn thịt) mà còn không phải là nguồn tạo ra oxygen, vì luíc bấy giờ thực nghiệm xác minh rằng chì cây cối mới thải ra oxygen trong khí quyển.
Năm 1837, René Dutrochet (1776-1847) nổi tiếng nhờ công trình trên sự khuếch tán (diffusion). Ông khám phá ra rằng sắc tố màu xanh của lá cây, diệp lục tố (Chlorophylle) là thiết yếu cho hiện tượng này. Tiếp theo là J.R. Mayer, cha đẻ ngành động nhiệt học (thermodynamique), sau khi chứng minh sự tương đương giữa nhiệt năng và động năng, ông dùng ý tưởng của mình cho thực vật và quả quyết: "Cây cối hấp thụ thu năng lượng ánh sáng, và tạo ra một năng lượng hoá học". Ông có lý: như tất cả các dạng năng lượng khác, có sự tương đương giữa hóa năng và quang năng. Đặc tính dùng các biến đổi năng lượng là một trong những đặc tính quan trọng cho sự sống. Năm 1862, Julius van Sachs, là nhà sinh lý học lớn thời bấy giờ, chứng minh rằng sự đồng hóa diệp lục tố xảy ra trong những thể lạp lục của tế bào thực vật. Người ta thấy nơi đây chứa rất nhiều diệp lục tố cho sự tổng hợp tinh bột bằng ánh sáng Năm 1898, Charles Barnes (1858-1910) đầu tiên đề nghị dùng chữ photosynthèse (sự quang hợp). 1905, Blackmann nhận thấy rằng sự quang hợp tùy thuộc ánh sáng và nhiệt độ trong lúc phản ứng hóa học tùy thuộc một trong hai yếu tố này, hoặc quang hóa, hoặc nhiệt hoá. Từ sự quan sát trên đã dẫn đến giả thuyết rằng sự quang hợp phải do hai phản ứng khác nhau, phản ứng quang hóa và nhiệt hóa. H. Fischer trình bày cơ cấu hóa học của chlorohphylle. Năm 1906 Richard Martin Willstätter (1872-1942) trích ly tinh thể của chất này . Năm 1932 Robert Emerson (1903-1959) và William Arnold (1904-2001) chiếu sáng một nhóm rong bằng những đợt sáng tối xen kẽ và nhận thấy rằng sự quang hợp cao hơn khi được chiếu sáng liên tục. Phản ứng với ánh sáng gọi là phản ứng quang hoá (photochimique) và phản ứng trong bóng tối là phản ứng nhiệt hoá (thermochimique). Cuối cùng họ thiết lập một khái niệm đơn vị quang hợp, tổng số những chất màu trong đó một phân tử chlorophylle, trung tâm quang hợp, biến đổi quang năng sang hóa năng trong lúc vài trăm phân tử chất màu khác được dùng để thu nhận ánh sáng
Năm 1937 Robin Hill chứng minh rằng các thể lạp lục (chloroplaste) trưng bày dưới ánh sáng có thể thải ra khí oxygen với điều kiện môi trường phải chứa một hóa chất có khả năng giữ các électron lại. Ngoài ra năng lượng chuyển hóa (énergie métabolique) trong khi quang hợp, giống như các hiện tượng năng lượng khác được biết nơi người và động vật, đều có nguồn gốc từ các phản ứng oxy hóa-khử Tuy nhiên phải đến giữa thế kỷ XX nhờ những kỹ thuật tân kỳ như sự tinh lọc và sự đánh dấu các đồng phân cộng với tài năng lẫn kiên nhẫn của các nhà nghiên cứu mà hiện ta mới có được những giải nghĩa ở mức độ phân tử.
|
