İnsan, insan olduğundan beri doğayı ve kendi doğasını merak edip öğrenmek istedi. Bir zamanlar sanıldığı gibi, tüm canlıların aynı anda oluşmadığı düşüncesi son yüzyılda kabul görmeye başladı. Henüz ne kendimizin, ne de ilişkide olduğumuz doğal varlıkların soy ağacını tam doğru olarak çıkarabilmiş değiliz. Soyağacı dışında bugünkü canlıların sınıflandırılmasında kullandığımız ağacımız da var. Canlıları sınıflandırırken eskiden bitkiler ve hayvanlar alemi olarak ayırdığımız, şimdi ise prokaryotlar ve ökaryotlar olarak ayırdığımız ve altına dallar eklediğimiz sınıflandırma.
Sorularımıza verdiğimiz yanıtlarda doğruya en yakın olanlar son yüzyılda keşfettiklerimizde. Bitkiler hakkında bildiklerimiz, önceleri hangilerinin yenilebileceği ve hastalandığımızda hangilerinin işe yarayacağıydı. Tarıma başlandığından bu günlere geçen 10.000 senede ise, önce tohumu ne zaman tarlaya atacağımızı öğrendik.
İnsanın diğer konularda öğrendikleri, besinleri hakkında bildiklerimizden daha fazla ve daha doğru değildi. Yanıt veremediğimiz sorularımıza, yanıt olarak yarattığımız mitlerden ibaret bilgi ile günümüze ulaştık. Bilimsel yöntemin yaygınlaşması ile artık bilgilerimiz daha farklı ve öğrendiklerimiz sürekli sorgulandığından doğruya daha yakın.
Yaşam 3.5 milyar yıl öncesi ilk basit bakterilerden günümüzün evrilmiş tüm canlılarına kadar, enerjiye ve enerjiyi kullanabilecek bileşiklere bağımlı. Bu bileşiklerin temel elementlerinin sayısı oldukça azdır. Karbon tüm organik bileşiklerin moleküler iskeleti olup karbon atomlarının kendi aralarında ve hidrojen atomları ile kurulduğu büyük moleküller, canlıların yapısını ve onların ürettiği maddeleri oluşturur. Azot tüm amino asitler ve nükleotidlerde kullanılır. Amino asitler proteinlerin, nükleotidler ise, nükleik asitlerin (RNA, DNA) yapı taşları, tuğlalarıdır. Fosfor nükleotidlerde ve enerji dönüşümünü, aktarımını sağlayan tüm moleküllerde bulunur. Yeşil dünyada klorofil (magnezyum), kırmızıda ise hemoglobini (demir) oluşturan elementler ve diğer gereksinimler için çok az miktarda olanlar ve eser miktarda kullanılan elementler ile canlılar oluşmuş, düzenli dediğimiz dengesiz yapılarını sürdürmek için programlanmışlardır. Tüm bitkilerin karbondioksiti kullanması ve çoğu canlının oksijen gereksinimi yanında su molekülü yaşam için kaçınılmaz maddelerdir.
Bitkiler organik bileşikler yapmak için topraktan azot, fosfor bileşiklerini ve diğer iz elementlerle suyu, havadan ise karbondioksit alıp, su ile birlikte, atık madde olarak oksijen üretip atmosfere verirler. Ürettikleri organik maddelere besin deriz. Besinleri sadece bitkiler üretebilir. Kendileri enerjiye gereksinim duyduğunda oksijen kullanarak depoladığı yakıtını yakar. Bu işlemin atık ürünü ise fotosentez yaparken kullandığı karbondioksittir. Bitkilerin ürettiği besinden hayvanlar bitkileri yiyerek yararlanır. Bitki ile beslenmeyen hayvanlar ise bu işi yapmış olanları yer. Hayvanlar da enerji sağlamak için metabolizmalarında, bitki kökenli besinleri oksijen ile birleştirerek atık madde olarak karbondioksit üretir. Hayvanlar asla besin maddesi üretemediklerinden bitkilerin varlığı yaşam için kaçınılmazdır. Bitki ve hayvanlar birçok farklı işlemler için suya gereksinim duyar. Bitkilerin şeker üretiminde atık olarak ürettiği oksijen ile birlikte su da vardır, yapraklarda suyun buharlaşması kökten yukarı yine su ile birlikte topraktaki inorganik maddelerin taşınmasında yararlandıkları yollardan biri. Bitkilerin dolaşım sistemlerinde köklere suyun girişinde osmotik basınç olayını ve kök ile yapraklar arası basınç farkının dolaşım için yüksek ağaçlarda yetersiz kalmasını, bitkilerin nişasta depolarındaki nişastayı şekere parçalayarak kök suyunun yükselmesinde Turgor olayına yardımcı olarak kullanıldığını da eklemek gerek. Hayvanlar da atıklardan kurtulmak için su kullanır, ayrıca vücut sıcaklığını korumak için su buharlaştırır.
Sonuç olarak bitkiler ve hayvanlar aynı maddeleri sürekli çevrimleyen döngüdedir.
Tüm bu dönüşümlere enerji sağlayan ise güneşin ürettiği fotonlardır. Fotonlar üzerine ulaştıkları cismin elektronlarının enerji kazanmasını sağlar. Foton üzerine düştüğü nesnelerden elektron koparıp bunun yayınlanmasına neden olur. Canlı madde olan bitkilerin klorofil moleküllerindeki foton ile etkinleştirilmiş elektronlar kapana kısılmıştır. Bitki hücresinden ayrılmaz, alt hücresel pilleri doldurur. Pillerde toplanan enerji ile ATP nin kemosentez faaliyeti ile büyüme sağlanır. Enerjinin fazlası ile karbondioksit ve suyun, şekere dönüşmesini sağlanır.
