Jika anda berdiri di dekat pohon yang rindang saat cuaca panas, apakah yang anda rasakan? Ya, akan terasa sejuk. Tapi mengapa hal itu bisa terjadi? Inilah yang disebut proses fotosisintesis pada tumbuhan.
Jadi fotosintesis tersebut adalah proses produksi energi dari senyawa anorganik (karbondioksida) menjadi senyawa organik (gula) dengan memanfaatkan cahaya. Dalam proses fotosintesis akan menghasilkan oksigen yang berguna bagi mahluk hidup. Sehingga prosesnya adalah :
6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2
Tapi apakah para ilmuwan langsung menemukan reaksi seperti di atas ini? Ternyata tidak. Penemuan fundamental ini bertahap dan berlangsung selama 100 tahun lebih!
Berawal dari teori Aristoteles dan para filsuf dari Yunani 2000 tahun lalu yang menyatakan bahwa tumbuhan mengabsorbsi senyawa organik langsung dari tanah. Terinspirasi dari teori tersebut, pada tahun 1727 seorang pastor dan naturalis yang dipanggil sebagai Bapak Fisiologi Tumbuhan, Stephen Hales, menduga bahwa tumbuhan mendapatkan nutrisi dari udara dan sesuatu hal yang ajaib, mungkin cahaya masuk ke dalamnya. Sekedar informasi bahwa pada tahun itu ilmu kimia masih belum ada.
Tahun 1776, pencarian tentang fotosintesis dimulai. Joseph Priestly mempublikasikan tentang eksperimen dan observasi perbedaan macam-macam udara. Beliau salah satu perintis yang melakukan eksperimen tentang gas dan mungkin juga mempunyai peran dalam penemuan oksigen. Priestly memulai eksperimen pada tahun 1771, salah satunya adalah tentang “kontaminasi” udara dari nyala lilin terhadap keberlangsungan hidup tikus. Beliau juga menemukan bahwa udara yang terkontaminasi dapat diubah oleh tanaman. Akan tetapi Priestly gagal mengungkapkan peran cahaya dalam eksperimennya.
Eksperimen Priestly mendapat perhatian Jan Ingen-Housz, seorang fisikawan, dan telah berhasil mempublikasikan 500 eksperimen tentang pemurnian udara! Beliau menemukan bahwa tumbuhan dapat memurnikan udara dalam hitungan jam, tetapi dengan syarat tumbuhan tersebut berwarna hijau dan harus didukung oleh cahaya matahari.
Priestly sependapat dengan Ingen-Housz dan pada tahun 1781 beliau melanjutkan eksperimennya lagi tentang cahaya dan tumbuhan hijau. Bersama Ingen-Housz, Priestly mengkonfirmasi dugaan Hales yang dibuat pada lebih dari 52 tahun lalu. Akhirnya melalui eksperimen-eksperimen tersebut berhasil mengungkapkan bahwa udara yang dimurnikan oleh tanaman itu adalah karbondioksida (CO2). Dari hasil penemuan tersebut, banyak ilmuwan, baik fisikawan ataupun kimiawan, sedikit demi sedikit mengungkapkan misteri proses fotosintesis. Di tahun 1782 Jean Senebier mempublikasikan tentang pemurnian udara oleh tumbuhan hijau, tahun 1785 Lavoisier dari Prancis mengidentikasi CO2, dan 1796 Ingen-Housz mengungkapkan bahwa CO2 adalah sumber karbon untuk tumbuhan. Yang menarik dari eksperimen ini adalah bukan “nutrisi tanaman” sebagai topik utama, akan tetapi tujuannya adalah pemurnian udara yang berkaitan tentang keberlangsungan mahluk hidup.
Penemuan lain yang tidak kalah pentingnya adalah seorang ahli kimia dari Geneva, N.T. de Saussure pertama kalinya mengungkapkan komponen yang mendekati fotosintesis. Beliau menyimpulkan bahwa air (H2O) dibutuhkan dalam proses pemurnian udara. Sehingga terbentuk proses :
CO2 + H2O → O2 + senyawa organik
Pada masa itu belum diketahui bahwa senyawa organik yang dimaksud adalah glukosa (C6H12O6). Akhirnya seorang ahli bedah asal Jerman, Julius Mayer mengklarifikasi energi yang berhubungan dengan fotosintesis. Pada tahun 1845 beliau mengungkapkan bahwa energi yang digunakan oleh tumbuhan dan hewan dalam metabolisme mereka adalah turunan dari energi matahari yang ditransformasi dalam fotosintesis (dari radiasi ke bentuk kimia). Dan pertengahan abad 19 outline tentang fotosintesis telah komplit. Meski sudah komplit, para ilmuwan masih berusaha mengungkapkan lebih detail tentang proses fotosintesis yang pendekatannya dengan mikroskop dan analisis radiochemical.