Bagaimana dan Kapan Fotosintesis ditemukan?

Fotosintesis telah dipelajari sejak 300 tahun yang lalu, diawali dari eksperimen sederhana yang dilakukan oleh Jan Baptista van Helmont (1577-1644), seorang ilmuwan Yunani. Pada zaman itu, mereka berfikir bahwa tanaman benar-benar mendapatkan segala yang dibutukan dari tanah. Untuk mengujinya Jan Baptista van Helmont melakukan eksperimen sederhana dengan menanam pohon willow pada tanah dalam pot dengan berat 57 gram. Setelah 5 tahun, pohon tersebut beratnya meningkat hingga  74,4 kg. Dari hasil itu disimpulkan bahwa komponen untuk pertumbuhan pohon willow tidak mungkin seluruhnya hanya berasal dari tanah karena tanah yang dipakai hanya mempunyai berat sebesar 57 gram namun pohon tersebut dapat tmbuh hingga 74,4 kg.

            Joseph Priestly (Inggris) secara tidak sengaja menemukan sebuah clue tentang fotosintesis. Pada tanggal 17 agustus 1771,  Dia memasukkan tangkai pohon mint pada wadah berisi udara yang telah digunakan untuk menyalakan lilin (konsentrasi CO₂ tinggi). Sepuluh hari kemudian, Dia mencoba menyalakan lilin lagi pada wadah tersebut dan lilin itu ternyata masih menyala. Dari hasil percobaan tersebut, Dia menyimpulkan bahwa vegetasi atau tumbuhan dapat mengembalikan kondisi udara karena lilin tersebut dapat menyala kembali dan vegetasi atau tumbuhan menambahkan suatu substansi pada udara. Namun substansi apakah yang ditambahkan oleh vegetasi atau tumbuhan pada udara?

            Dua puluh lima tahun kemudian, Jan Ingenhousz (Belanda) baru dapat menjawab pertanyaan tersebut. Jan Ingenhousz mengembangkan percobaan Joseph Priestly dan mendapatkan hasil bahwa udara hanya dapat mengembalikan kondisi udara (restored) jika ada cahaya dan hanya dapat dilakukan oleh daun tanaman, bukan akarnya. Kemudian dia membuat hipotesis yang menyatakan bahwa bagian tanaman yang berwarna hijau dapat melakukan suatu proses (saat ini disebut dengan fotosentesis) yang memecahkan karbon dioksida (CO₂) menjadi karbon dan oksigen. Oksigen dilepaskan sebagai gas O2 ke udara, sedangkan karbon dikombinasikan dengan air membentuk karbohidrat. Persamaan fotosintesis yang didapatkan oleh Jan Ingenhousz adalah :

CO2 + H2O + energi cahaya —→ (CH2O) + O2

Pada persamaan fotosintesis yang didapatkan oleh Jan Ingenhousz diatas, terdapat peran energi cahaya di dalam prosesnya. Blackman, seorang ahli fisiologi tanaman dari Inggris pada tahun 1905 mencoba mempelajari peran energi cahaya tersebut. Dari hasil penelitiannya Blackman membuat kesimpulan yang mengejutkan bahwa fotosentesis terdiri dari 2 tahapan proses dan hanya satu tahapan yang membutuhkan energi cahaya.

Dalam penelitiannya . Blackman mengukur pengaruh intensitas cahaya, konsentrasi CO₂, dan suhu terhadap fotosntesis. Dari penelitian tersebut didapatkan hasil :

- ketika intensitas cahaya rendah, laju fotosintesis yang terjadi hanya dapat ditingkatkan dengan menambahkan intensitas cahaya, tidak dapat ditingkatkan dengan penambahan konsentrasi CO₂.

- ketika intensitas cahaya, laju fotosintesis dapat ditingkatkan dengan menaikkan konsentrasi CO₂ dan suhu.

Dari hasil penelitian itu, Blackman menyatakan bahwa reaksi yang pertama pada fotosintesis disebut dengan reaksi terang karena dalam reaksi tersebut proses fotosintesis membutuhkan cahaya, namun tidak bergantung pada suhu. Sedangkan reaksi yang kedua disebut dengan reaksi gelap karena dalam reaksi tersebut tidak membutuhkan cahaya / tidak dipengaruhi cahanya, namun bergantung pada konsetrasi CO₂. Blackman juga menyatakan bahwa penambahan suhu dapat meningkatkan laju reaksi gelap namun hanya sampai pada suhu 35⁰C karena jika suhu melebihi 35⁰C, laju reaksi gelap justru akan menurun drastis. Hal itu disebabkan karena pada suhu 35⁰C keatas, kebanyakan enzim pada tanaman akan terdenaturasi. 

Penemuan reaksi gelap; a. Blackman penemu reaksi gelap, b.  pengaruh cahaya dan karbon dioksida (CO₂) pada fotosintesis

Kata Kunci :
penemuan fotosintesis, penelitian tentang fotosintesis, penemuan reaksi gelap dalam fotosintesis, penemuan reaksi gelap dalam fotosintesis