epoxyde (epoxyde) wrote,
epoxyde
epoxyde

«Великое кольцо»

Вот такое оно, великое кольцо или великий цикл.
В школьном курсе химии (а некоторые - и в школьном курсе биологии) изучали множество разнообразных химических реакций как в мире неорганики, так и в мире органики. Все они в разной степени интересны и в разной степени важны для нас с вами. Скажем, реакция окисления SO2 в SO3 важна для химической промышленности, которой нужна серная кислота. Реакция азота с водородом важна промышленности минеральных удобрений, где используется аммиак.
В курсе общей биологии вам достаточно упрощенно рассказывали о том, как в клетках «сжигаются» сахара и что это цикл Кребса (это тоже очень важный цикл). Может быть вы даже успели узнать о том, как и куда в организме расходуются белки и жиры. Но вот что часто упускается в школьном курсе, так это вопросы масштаба биосферы планеты. Ведь тот же цикл Кребса характерен лишь для тех организмов, которые используют кислород, а таких куда меньше, чем всех остальных (хемотрофов, аноксигенных фотосинтетиков и прочих).
В природе существует один цикл, который определяет, без ложной скромности, лицо современной нам планеты. Даже больше - он и является причиной, по которой планета стала такой, какой мы ее видим. Цикл этот глобален. Но не в том понимании, что охватывает всю биосферу, а в том, что цикл этот един для огромной группы организмов, одна из забот которых - связывание неорганического углерода и превращение его в органический субстрат.
Если вы все же не догадались (ничего страшного в этом нет), то речь идет о фотосинтезе. Точнее, о той его части, в которой углекислый газ связывается в органические соединения. Фотосинтез, как таковой (а речь именно о реакциях, происходящих за счет энергии квантов света) не является прерогативой растений. Даже нужно сказать так: растения, как таковые, вообще не способны осуществлять фотосинтез. Возможно, для вас, тех, кто биологию изучал только в школе, это будет откровением, но, если быть строгим и точным, нужно сказать именно так. В чем же дело (и это уже короткое лирическое отсутпление, которое полностью я раскрою отдельным постом)?
А дело в том, что клетки растений содержат особые органойды (обособленные части клетки) - хлоропласты, которые представляют собой ни что иное, как древние симбиотические бактерии, непосредственно близкие к цианобактериям. Вот они-то и осуществляют фотосинтез. Клетка растения без этих органойдов к фотосинтезу не способна. Своих собственных механизмов и приспособлений у нее для этого нет. Пусть хлоропласты и находятся под значительным контролем ядра клетки, но эволюционно они представляют собой самостоятельные организмы.
Так вот, фотосинтез присущ не только высшим растениям. Это умеют делать бактерии, водоросли, мхи и многие другие. И речь идет только об оксигенном фотосинтезе, т. е. о том, в результате которого выделяется кислород. А ведь есть еще и аноксигенный фотосинтез, где никакого кислорода не получается. Этот тип фотосинтеза имеют только бактерии (пурпурные, зеленые и геликобактерии).
Но не смотря на это, все они осуществляют один единственный процесс - связывание углекислого газа в органические соединения, тем самым возвращая углерод обратно в живую природу. А углерод, как вы помните, является важнейшим элементом, без которого жизнь была бы невозможна, а запасы органики на заре развития жизни на Земле быстро истощались.
Цикл Кальвина позволил живым организмам стать во многом, если не полностью, независимыми от имеющейся в окружающей среде органики и синтезировать свою. И только после этого полученные в результате фотосинтеза органические соединения (углеводы) могут быть использованы в других циклах, в том числе и цикле Кребса.
При всем многообразии химических реакций в живых организмах, при огромном количестве разнообразных циклов именно цикл Кальвина является самым определяющим в природе. И одним из самых всеобщих. Не даром главный фермент этого процесса - RuBisCo - имеется в неизменном виде у всех без исключения фотосинтетиков. Именно этот белок присоединяет молекулу углекислого газа к органическому субстрату и запускает продукт этой реакции далее в цикл. И более того, этот фермент является самым распространенным на Земле.

На рисунке в начале поста цикл Кальвина изображен весьма упрощенно, ведь у меня не было цели показать все его реакции, а только проиллюстрировать рассказ о нем. Потому за подробностями вы можете обратиться к любой поисковой системе, которая с большим удовольствием найдет для вас полную схему этого цикла. А я за сим откланиваюсь.
Tags: биология, длинный пост, для кругозора, природа, растения, химизм, эволюция
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments