एक हेक्टर शेतजमिनीवर शेतकरी सुमारे पन्नास ते साठ किलो गहू पेरतो. तीन ते चार महिन्यांनंतर त्या शेतात 20 ते 25 क्विंटल गहू पिकतो. शेतकऱ्याला पिकाशिवाय कडबाही मिळतो.

एका छोट्याशा आंब्याच्या कोयीचे काही वर्षांतच एका डेरेदार विशाल झाडात रूपांतर होते आणि ते दर वर्षी शेकडो रसाळ आंबे देऊ लागते.

तुम्ही कधी विचार केला आहे का, की एवढा सारा गहू आणि कडबा येतो तरी कुठून? आंब्याच्या झाडाला एवढी सारी पाने आणि फांद्या फुटतात तरी कशा? आणि त्याचा बुंधा एवढा मोठा होतो तरी कसा?

आणि माणसांचे पाहा, लहान लहान मुले रोज रोज जेवतात आणि बघता बघता काही वर्षांत तरणी-ताठी होतात.पण झाडे तर खाता-पिताना दिसत नाहीत. मग काही न खातापिता झाडे मोठी होतात तरी कशी? एवढा सारा गहू व आंबे ती कुठून पिकवतात? मातीतून? की सिंचनाच्या पाण्यातून? की हवेतून?

प्राचीन काळापासून लोक या प्रश्नाचा विचार करत आले आहेत.

आधी लोकांना वाटत होते की वनस्पतींना त्यांच्या वाढीसाठी आवश्यक ते सारे जमिनीतून मिळते. प्राण्यांना अन्न पचवण्यासाठी जशी पचनेंद्रिये असतात तशी वनस्पतींना नसतात. त्यामुळे झाडे जमिनीतील कुजलेले पदार्थ शोषून जगतात असे ग्रीक तत्ववेत्ता-शास्त्रज्ञ अॅरिस्टॉटल याला वाटत होते. त्यानंतर शेकडो वर्षे त्याचा हा सिद्धांत बरोबर आहे का चूक हे पडताळून पाहण्याचा कोणीच प्रयत्न केला नाही. शेवटी बेल्जियम या देशातील एका माणसाने या सिद्धांताची सत्यता पडताळून पाहायचे ठरवले. त्याचे नाव होते बाप्तिस्ता व्हॅन हेलमॉन्ट. त्यासाठी त्याने एक प्रयोग हाती घेतला. तो सलग पाच वर्षे चालला. व्हॅन हेलमॉंन्टने हा प्रयोग 1648 साली म्हणजे 370 वर्षांपूर्वी सुरू केला. व्हॅन हेलमॉंन्टने काय केले होते ते आता आपण पाहूया.

व्हॅन हेलमॉन्टचा पाच वर्षांचा प्रयोग

व्हॅन हेलमॉन्टने एक मोठी कुंडी घेतली. तिच्यात 90 किलो कोरडी माती भरली आणि त्यात विलो झाडाची एक फांदी लावली. फांदीचे वजन 2.268 किलो होते. त्याने त्यानंतर कुंडीतील रोपाला पाच वर्षे उर्ध्वपतन करून शुद्ध केलेले पाणी (distilled water) फक्त दिले. ही भली मोठी कुंडी

त्याने जमिनीत पुरली होती. कुंडीतील माती हवेच्या संपर्कात राहावी परंतु बाहेरची धूळ मात्र कुंडीत जाऊ नये यासाठी त्याने कुंडीला बारीक भोके असलेले एक धातूचे झाकण लावले होते.

हळू हळू त्या लावलेल्या फांदीचे एक छोटे झाड झाले. पाच वर्षांनी त्याने ते झाड मुळापासून उपटले, चांगले स्वच्छ केले व त्याचे वजन केले. झाडाचे वजन 74 किलो भरले. त्यानंतर त्याने कुंडीतील माती कोरडी केली व तिचे वजन केले. सुरवातीला 90 किलो असलेल्या मातीचे वजन आता 89.944 किलो भरले. म्हणजे ते 56 ग्रॅमने कमी झाले होते. वरील गोष्टींचा हिशोब करून त्याने दाखवले की पाच वर्षांत कुंडीतील मातीचे वजन फक्त 56 ग्रॅमने कमी झाले परंतु झाडाचे वजन मात्र 71.732 किलोने वाढले.

या प्रयोगातून तुम्ही काय निष्कर्ष काढाल? वाढण्यासाठी आवश्यक ते पोषण झाडाला जमिनीतून मिळाले होते असे म्हणणे बरोबर होईल का? कारणांसह स्पष्ट करा. 

1. व्हॅन हेलमॉन्टने पाच वर्षे हा प्रयोग केला. तोच प्रयोग आज देखील घराघरातून केला जातो. मनी प्लांट'चे नाव तुम्ही ऐकले असेल. ही एक शोभेची वनस्पती आहे. अनेक लोक ही वेल घरातच वाढवतात. या वेलीची मुळे एका पाण्याच्या भांड्यात ठेवलेली असतात. मातीच्या एका कणाशिवाय देखील ती वेल वाढते. व पसरते. तर मग या वनस्पतीला तिचे पोषण कुठून मिळते?

नदीत किंवा तलावात मातीचा स्पर्शही न होता वाढलेल्या वनस्पती तुम्ही पाहिल्या आहेत का? पाहिल्या असतील तर तुमच्या वर्गमित्रांना त्या वनपतींबद्दल सांगा.

तर मग, सर्व वनस्पतींच्या वाढीसाठी मातीची गरज असते का? 

2. पाणी हे झाडाचे अन्न आहे का?

व्हॅन हेलमॉन्टने आपल्या प्रयोगाच्या आधारे दोन निष्कर्ष काढले:

1. वनस्पतींच्या वाढीसाठी लागणारे पदार्थ त्यांना मातीतून मिळत नाहीत.

2. वनस्पतींना पाणी मिळाल्याने त्यांची वाढ होते.

व्हॅन हेलमॉन्टने काढलेले निष्कर्ष बरोबर होते का?

 वनस्पती ला जगण्यासाठी व अन्न तयार करण्यासाठी मुख्यत्वे सूर्य प्रकाश, पाणी आणि कार्बन डायऑक्साइड ह्यांची गरज असते. पानांमध्ये लहान मोठ्या शिरा असतात. जे पानामध्ये सर्वत्र पाणी पोहचवतात. तसेच पानांमध्ये क्लोरोफिल नावाचा घटक असतो ज्यामुळे पानाला हिरवा रंग प्राप्त होतो. हाच घटक ह्या क्रियेला कारणीभूत असतो. पानांवर छोटे छोटे छिद्र असतात ज्यातून ते कार्बन डायऑक्साइड हवेतून शोषून घेतात.

झाडांची मुळे जमिनीतून पाणी व मिनरल्स शोषून घेतात व देठाद्वारे पानांपर्यंत पोहचवतात. पानातील क्लोरोफिल सूर्याची किरणे शोषून घेतात. कार्बनडायऑक्साइड हवेच्या माध्यमातून पानांच्या छिद्रांद्वारे प्रवेश करतात. किरणांच्या मदतीने कार्बन व पाणी एकत्रित मिळून (संश्लेषण) अन्न तयार करतात. म्हणजेच ह्या प्रक्रियेतून कार्बोहैड्रेट (ग्लुकोज, सुक्रोज व स्टार्च) आणि ऑक्सीजन, पाणी हे घटक तयार होतात. पाणी कोशिका द्वारे पुन्हा शोषून जैव-रासायनिक प्रक्रियेत सहभागी होतात. ऑक्सीजन छिद्र द्वारे हवेत बाहेर फेकले जातात व ग्लुकोज शिरा व देठाद्वारे वनस्पती च्या इतर भागात पोहचवतात. ह्या प्रक्रिये मधून तयार झालेले अन्न वनस्पती स्वतः च्या विकासासाठी वापर करतात आणि उरलेले अन्न (स्टार्च) मध्ये परिवर्तित करतात आणि ते फळे, फुले, खोड ह्या मध्ये साठवतात आणि पुढे हेच घटक इतर सजीव आपले अन्न म्हणून वापरतात. 

पाणी, कार्बनडाइऑक्साइड, सूर्यप्रकाश व क्लोरोफिल (हरितलवक) हे प्रकाश संश्लेषण चे प्रमुख घटक आहेत.