식물이 살아가는 데 필요한 영양분을 얻기 위해서는 이산화탄소와 물, 빛 에너지가 필요하다.
식물이 빛에너지를 이용하여 이산화탄소와 물로 포도당을 합성하는 과정을 ‘광합성’이라고 한다.
이 광합성은 빛에너지를 화학 에너지로 바꾸는 역할을 한다.
광합성에 필요한 물질인 이산화탄소는 잎의 뒷면에 있는 기공을 통해 잎으로 들어오고, 물은 뿌리에서 흡수된 후 줄기를 따라 올라온다. 광합성을 통해 만들어진 포도당은 더 큰 분자인 녹말이나 설탕으로 만들어져서 줄기에 있는 체관을 통해 식물 전체로 이동된다. 또한 광합성 결과로 만들어진 산소는 기공을 통해 식물의 몸 밖으로 나가거나 식물 자신이 호흡하는 데 사용되며, 물은 다시 광합성에 사용되거나 수증기의 형태로 기공을 통해 식물 몸 밖으로 나간다.
1772년 영국의 화학자이자 성직자인 프리스틀리는 유리로 된 종 안에서 양초를 태우는 실험으로 ‘나쁜 공기’의 존재를 발견한다.
이 공기가 들어 있는 곳에 쥐를 넣었더니 쥐가 질식하였고, 식물을 넣어 주었을 때에는 쥐가 다시 깨어나는 것이 관찰되었다.
또한, 유리종 안에 식물만 넣거나 쥐만 넣으면 쥐와 양쪽 모두 죽지만 둘을 함께 넣으면 둘 다 죽지 않는 것을 발견했다. 프리스틀리는 이 실험을 통하여 녹색 식물이 초의 연소나 동물의 호흡으로 만들어지는 나쁜 공기를 신선한 공기로 바꾸는 능력을 가지고 있다는 것을 알게 되었다. 즉, 광합성 과정에서 이산화탄소가 이용되고 산소가 방출된다는 사실을 처음으로 밝힌 것이다.
식물은 잎과 뿌리를 통해 이산화탄소와 물을 흡수하고 빛을 이용한 광합성을 통해 당이나 녹말을 만들어내고, 이렇게 만든 당이나 녹말을 자신의 몸을 만드는 데 사용한다. 반면에 스스로 영양분을 만들지 못하는 동물은 식물이 만든 유기물을 섭취하여 자신의 몸을 만들고 생명을 유지하는 에너지로 사용한다. 스스로 영양분을 만들어 낼 수 없는 동물은 끊임없이 영양분을 먹어야 생존할 수 있다지만 식물은 스스로 영양분을 만들어 내기 때문에 먹을 것을 찾아다닐 필요가 없다.
식물이나 동물, 그리고 이들의 사체나 배설물을 분해하는 박테리아는 호흡을 통해 이산화탄소를 공기 중에 내보낸다. 식물은 이렇게 나온 이산화탄소를 광합성을 위해 다시 흡수한다.
이런 과정을 통해 지구의 탄소가 순환한다. 이를 통해 공기 중에 늘 적정한 이산화탄소 농도를 유지할 수 있다.
광합성이 순화시키는 것은 탄소만이 아니다. 식물이 체내에서 만드는 화합물에는 탄소뿐만 아니라 산소, 질소, 황 등도 포함되어 있다. 동물이 식물을 먹음으로써 이들 물질도 각각 순환한다. 즉, 식물이 광합성을 하지 않으면, 많은 생물은 살아갈 수가 없다. 지금 우리가 보고 있는 식물들은 우리에게 산소를 공급하느라 쉼 없이 일하고 있다. 결국 식물의 광합성은 지구의 생명 유지 장치라고 할 수 있다.
식물에게만 광합성이 필요한 것이 아니다. 브라이언 영 대학의 죠셉 머콜라 박사는 충분한 햇빛이 제공되면 어떤 다른 요소도 정서 장애에 영향을 주지 않는다는 것을 발견했다. 무려 20%에 이르는 미국인들이 매 겨울, 계절성 정서장애(SAD)를 겪는 것으로 추정되고, 햇빛이 부족해짐에 따라 우울감과 피로를 겪었으며, 일부 경우에는 더욱 심각한 우울증을 겪기도 했다는 것이다. 그 이유는 일조량이 부족하면 수면주기와 생체리듬을 조절하는 멜라토닌 호르몬을 조절하는 데 문제가 생기기 때문이다.
우리가 햇볕을 쬐면 일명 햇빛 비타민으로 불리는 비타민D가 만들어진다. 이 비타민D는 각종 생리적 기능 유지에 매우 중요하다.
또한 햇볕을 봄으로써 행복감을 느끼게 해주는 물질인 세로토닌이 많이 분비된다.
만약 지금 당신의 삶에 우울함이 밀려온다면 당신은 생각을 멈추고 무조건 햇빛으로 나아가면 된다. 그것만으로도 몸과 마음에 변화를 줄 수 있다.
엽록체가 있는 식물이 광합성을 통해 생존을 유지하는 것처럼 우리 사람의 경우도 햇볕을 통해 건강한 심신을 유지하는 것이다.
우리는 늘 몸과 마음을 밝은 빛 가운데로 내어놓아야 살아갈 수 있는 존재이다. 어두움에 머물러 있지 말고 빛으로 나오자.