Fotosintezė yra saulės šviesos pavertimo energija metodas, kurį tam tikri organizmai naudojo maždaug 3.4 milijardo metų. Pagrindinė formulė apima anglies dioksido ir vandens pavertimą gliukoze ir deguonimi, padedant nuo šviesos priklausančių reakcijų. Fotosintezė atsirado greitai po pačios gyvybės atsiradimo, manoma, kad tai įvyko prieš 3.5 milijardo metų, atvėsus Žemės plutai. Pirmieji fotosintetiniai organizmai buvo šių dienų melsvadumblių protėviai.
Fotosintezė vyksta chloroplastų, specialių organelių, esančių augalų ir kitų fotosintetinančių organizmų ląstelėse, viduje. Choloroplastai yra žali, nes juose naudojamas pigmentas chlorofilas. Pagrindiniai saulės spindulius sugeriantys augalų organai yra lapai. Nors chloroplastai yra viso augalo ląstelėse, chloroplastų tankis yra didžiausias lapuose, kur kiekviename kvadratiniame milimetre galima rasti nuo 450,000 800,000 iki XNUMX XNUMX chloroplastų.
Manoma, kad chloroplastai atsiranda iš fotosintetinių bakterijų, su kuriomis jie turi daug bendro. Manoma, kad, kaip ir eukariotinių (sudėtingų) ląstelių jėgainės, mitochondrijos, chloroplastai atsiranda dėl itin glaudžių ankstyvųjų mikrobų simbiotinių ryšių, taip artimų, kad tapo to paties neatskiriamo darinio dalimi.
Vienas iš šalutinių fotosintezės produktų yra deguonis, molekulė, kurios reikia mums, žmonėms ir kitiems gyvūnams, gyventi. Nors šiandien deguonis atneša gyvybę, per kataklizminį įvykį prieš du milijardus metų jis atnešė mirtį. Tuo metu Žemės atmosferoje buvo mažai deguonies, o didelės geležinės uolienos galėjo atsidurti paviršiuje nerūdijančios. Tada per geologiškai staigų kelių dešimčių milijonų metų laikotarpį išsivystė deguonį gaminančios fotosintetinės cianobakterijos, kurios apėmė Žemę, gamindamos didžiulį deguonies kiekį ir sukeldamos masinį evoliucinių linijų, nepripratusių prie tokios didelės deguonies koncentracijos atmosferoje, išnykimą. Tai žinoma kaip deguonies katastrofa.
Šiandien atmosferą sudaro apie 23% deguonies, o likusi dalis – azoto. Deguonies iš augalų būtinybė yra dar viena priežastis, kodėl turėtume atgrasyti nuo atogrąžų miškų naikinimo visame pasaulyje, ypač Amazonėje.
Fotosintetiniai organizmai yra kiekvienos ekosistemos pagrindas. Atlikdami šį vaidmenį, jie vadinami gamintojais. Juos vartojantys organizmai atitinkamai vadinami vartotojais.