чем дышат деревья кислородом или углекислым газом

Как лес меняет климат

Иллюстрации нарисовал Антон Марьинский

Людям очень повезло. Нам для жизни необходим кислород, и деревья в процессе фотосинтеза его вырабатывают. Эта удивительная способность деревьев бескорыстно давать нам необходимое впечаталась нам в память в виде клише про «лёгкие планеты». Но на самом деле лес защищает нас не только от недостатка кислорода, но и от необратимых и непредсказуемых изменений климата. Рассказываем как.

Зачем деревьям углекислый газ?

Для роста дереву необходим углерод, и дерево поглощает его из воздуха в виде углекислого газа. От семечки до столетних деревьев лес при помощи солнечной энергии превращает углекислый газ и воду в питательные вещества, накапливает углерод, а в атмосферу отдаёт кислород. Лес растёт, мы дышим.

Если всё упростить, то в среднем для дерева, для жизни одного его кубического метра, нужна примерно тонна углекислого газа. А из одной тонны захваченного деревьями углекислого газа в результате фотосинтеза в атмосферу поступает 0,7 тонны кислорода.

Где в лесу углерод?

Чрезмерное накопление в атмосфере парниковых газов — в том числе углекислого — ведёт к изменению климата. Но благодаря способности к фотосинтезу лес захватывает и хранит углекислый газ. Так он смягчает и замедляет климатические изменения.

Молодой растущий лес быстро накапливает углерод в древесине, ветвях и корнях деревьев. Однако не стоит забывать, что фотосинтез происходит только на свету, и деревья сами выделяют углекислый газ при дыхании. Как и все зелёные растения.

Углерод выделяется при дыхании всех организмов, входящих в экосистему, когда разлагается мертвая древесина, органические вещества. В какой-то момент, если с лесом не происходит никаких катаклизмов, отпад старых деревьев в лесу уравновешивается приростом новых и количество связанного углерода в живых деревьях более или менее стабилизируется.

Молодой лес быстрее поглощает углерод, зато старый хранит большие запасы того углерода, что был поглощен в течение жизни всей лесной экосистемы. Даже в немолодом лесу связанный углерод в больших количествах сохраняется в погибших деревьях, в лесной подстилке и почве. В течение десятилетий и даже столетий леса способны не только хранить, но и продолжать перерабатывать углекислый газ из атмосферы. Эту динамичную систему крайне важно сохранить во что бы то ни стало.

Все леса такие?

Леса — важнейший для климата поглотитель и накопитель углерода. Все леса важны по-своему, а самые преданные борцы с изменением климата — это дикие леса, те, что пережили наших бабушек и дедушек в десятом поколении, и которые ещё не изрезаны дорогами, нефтепроводами, не вывернуты наружу при добыче ископаемых, не покрыты шахматкой сплошных вырубок и язвами пожаров. Благодаря системе естественных связей дикие леса устойчивы и способны существовать неограниченно долго.

Для крупных массивов таких лесов, если их площадь не меньше 50 тысяч гектаров, есть специальный термин «малонарушенные лесные территории» и неофициальное прозвище — «углеродные консервы». Особенно большую роль в консервировании углекислого газа играют тропические леса в Южной Америке, Африке, Юго-Восточной Азии. И таёжные леса в России и Канаде.

В России площадь диких лесов стремительно сокращается. Уже сейчас их площадь меньше 250 миллионов гектаров, они гибнут со скоростью 1,6 миллиона гектаров в год. И неудивительно: махнув рукой на нормальное лесное хозяйство на освоенных землях, наши лесные деятели с особым цинизмом идут всё дальше вглубь диких лесов. Потому что зачем же выращивать лес ближе к людям, с ним работающим, зачем вкладываться в возобновление лесов, если можно освоить наследие тысячелетий. «А после нас хоть лес не расти», — думают они. Это не просто неправильный подход к лесу как к возобновляемому ресурсу, это преступление против человечества.

Что мешает лесам защищать нас от климатической катастрофы?

Важно забыть на минутку про образ с «лёгкими планеты» и вспомнить, что леса могут сами стать мощным источником того же самого углекислого газа. И речь сейчас не про дыхание деревьев по ночам, оно никак не усложняет нам выход из климатического кризиса. Делают это климатические катастрофы, пожары и вырубки. Лесные пожары катастрофически меняют лесной покров. Площади пожаров в России огромны даже в масштабах нашей огромной страны. В некоторых регионах пожары уничтожают больше органического вещества, чем его производят живые деревья. В такой ситуации лес из поглотителя углекислого газа превращается в его источник. По данным Института космический исследований РАН, в катастрофические по пожарам годы — 2012, 2016 и 2017 — леса больше выбрасывали углерода, чем поглощали. Грустнее всего дела обстоят в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке.

При заготовке леса часть углерода из деревьев высвобождается почти сразу: порубочные остатки жгут, а что не сожгли — разлагается и выделяет наш «любимый» углекислый газ. Другая часть накопленного углерода превращается в различную древесную продукцию — и когда этот углерод вновь окажется в атмосфере, зависит от того, как предметы из дерева будут использовать и утилизировать. Например, дрова быстро вернут углерод обратно в атмосферу при растопке печи.

Это ещё не всё. Во время вырубки техника нарушает лесную подстилку, перемешивает валежник и почву — так они стремительнее разлагаются и быстрее обычного возвращают углерод в атмосферу. Ещё быстрее это происходит, если место вырубки поджигают, чтобы его очистить.

Общая площадь сплошных вырубок в нашей стране составляет сейчас чуть больше миллиона гектаров в год, всех видов рубок — около двух миллионов. Пожары полностью уничтожают до 4 миллионов гектаров леса каждый год. Ежегодные потери диких лесов — 1,6 миллиона гектаров.

Изменение климата ускоряет многие процессы в лесных экосистемах, и фотосинтез, и выделение углекислого газа. Сильнее всего это ускорение происходит в лесах на вечной мерзлоте. Кроме того климатические изменения создают благоприятные условия для вредителей и болезней леса, которые ослабляют или убивают деревья, то есть снижают способность экосистемы связывать углекислый газ, но увеличивают его выделение.

Все эти три фактора во многих случаях действуют совместно — и это быстро превращает огромные лесные территории из поглотителя углекислого газа в его мощный источник. Превращают лес из друга во врага.

Значит, надо сажать больше лесов?

Хороший вопрос. Самое простое решение, которое предлагают маркетологи: «посадите дерево — спасите климат». На самом деле выращивание леса сложнее, и тут есть нюансы, о которых мало кто упоминает, когда собирают деньги и людей на посадки или когда на
«восстановление лесов» выделяются миллионные федеральные бюджеты.

Увы, почти 90 процентов посадок гибнет. В огне, из-за отсутствия ухода за молодым лесом или от того, что при посадке были допущены ошибки. На месте погибших посадок что-то всё равно вырастет, но этот лес будет непригодным в хозяйственном отношении. А спрос на древесину никуда не исчезает. И когда за многие десятилетия хозяйственно ценных лесов становится все меньше, лесозаготовители идут во все более далекие и труднодоступные и дикие леса, либо всеми правдами и неправдами залезают в леса, близкие к людям и имеющие тот или иной защитный статус.

Как помочь лесам в борьбе с изменением климата?

Чтобы помочь лесам – особенно диким и труднодоступным – нужна нормальная система лесного хозяйства. Лесам нужна защита от пожаров и вырубок, а для этого сейчас нет ни людей, ни денег. И эту систему нужно менять.

Кроме того десятая часть лесов вырастает на землях, которые формально предназначены для сельского хозяйства. А неформально – сельским хозяйством, которое было бы эффективным и приносило прибыль, там заниматься невозможно. А вот выращивать леса – можно вполне. Но выращивать там лес нельзя, а если он вырос сам – нужно его уничтожить, иначе хозяина земли серьезно оштрафуют, а то и землю отберут.

Если бы можно было выращивать леса на сельскохозяйственных землях, это помогло бы удовлетворить спрос на древесину, а значит не было бы потребности вырубать старые дикие леса, и вот это очень бы помогло в борьбе с изменением климата.

Правительство разрешило было выращивать такие леса, но Минприроды собирается внести такие поправки, которые всё это разрешение сведёт на нет. И мы призываем этихпоправок не принимать. Вы тоже можете присоединиться к нам и подписать петицию.

Источник

Чем дышат растения и как дышат растения

Дыхание — это цепь химических реакций, которая позволяет всем живым существам синтезировать энергию, необходимую для поддержания жизнедеятельности. Чем дышат растения и как дышат растения — об этом читайте ниже.

Это биохимический процесс, при котором воздух перемещается между внешней средой и тканями и клетками вида. При дыхании происходит вдыхание кислорода и выдох углекислого газа. Поскольку сущность получает энергию за счет окисления питательных веществ и, следовательно, высвобождения отходов, это называется метаболическим процессом.

Давайте взглянем на дыхание растений, чтобы узнать о процессе дыхания и о различных типах дыхания, которые происходят у растений.

Да, как животные и люди, растения тоже дышат.

Растения действительно нуждаются в кислороде, чтобы дышать, в ответ на это выделяется углекислый газ. В отличие от людей и животных, растения не обладают какими-либо специализированными структурами для обмена газов, однако они обладают устьицами (обнаруженными в листьях) и чечевичками (обнаруженными в стеблях), активно участвующими в газообмене. Листья, стебли и корни растений дышат медленнее, чем люди и животные.

Дыхание отличается от дыхания. И животные, и люди дышат, что является одной из ступеней дыхания. Растения участвуют в дыхании на протяжении всей своей жизни, так как растительной клетке нужна энергия для выживания, однако растения дышат иначе, благодаря процессу, известному как клеточное дыхание.

В процессе клеточного дыхания растения производят молекулы глюкозы посредством фотосинтеза, улавливая энергию солнечного света и превращая ее в глюкозу. Несколько живых экспериментов демонстрируют дыхание растений. Все растения дышат, чтобы обеспечить энергией свои клетки, чтобы они были активными или живыми.

Дыхание растений

Давайте посмотрим на дыхательный процесс у растений.

Процесс дыхания у растений

Во время дыхания в разных частях растения происходит значительно меньший газообмен. Следовательно, каждая часть питает и удовлетворяет свои собственные потребности в энергии.

Следовательно, листья, стебли и корни растений обмениваются газами по отдельности. Листья обладают устьицами — крошечными порами, предназначенными для газообмена. Кислород, потребляемый через устьица, используется клетками листьев для разложения глюкозы на воду и углекислый газ.

Дыхание в корнях

Корни, подземная часть растений, впитывают воздух из воздушных зазоров / промежутков между частицами почвы. Следовательно, кислород, поглощенный корнями, используется для высвобождения энергии, которая в будущем будет использоваться для транспортировки солей и минералов из почвы.

Мы знаем, что растения обладают особой способностью синтезировать собственную пищу посредством фотосинтеза. Фотосинтез происходит только в тех частях растений, которые имеют хлорофилл — зеленых частях растений. Фотосинтез настолько очевиден, что иногда кажется, что он маскирует дыхательный процесс у растений. Дыхание не следует принимать за фотосинтез. Дыхание происходит в течение всего дня, но процесс фотосинтеза происходит днем, только при наличии солнечного света. Следовательно, дыхание растений становится очевидным в ночное время.

Это причина, по которой мы часто слышим, как люди предостерегают от сна под деревом в ночное время, поскольку это может привести к удушью из-за избыточного количества углекислого газа, выделяемого деревьями после дыхания.

Дыхание в стеблях

Воздух в случае стебля диффундирует в устьица и проходит через разные части клетки, чтобы дышать. На этом этапе высвободившийся диоксид углерода также распространяется через устьица. Известно, что чечевички осуществляют газообмен у древесных или высших растений.

Дыхание в листьях

Листья состоят из крошечных пор, известных как устьица. Газообмен происходит путем диффузии через устьица. Сторожевые клетки регулируют каждую из устьиц. Обмен газов происходит при закрытии и открытии устьиц между нижним листом и атмосферой.

Устьица

Различия между дыханием растений и фотосинтезом

Разница между дыханием растений показана в таблице.

Типы дыхания

Есть два основных типа дыхания.

Аэробное дыхание

Этот тип дыхания имеет место в митохондриях всех эукариотических организмов. F молекулы полностью окисляются в двуокись углерода, воду, и энергия высвобождается в присутствии кислорода. Этот тип дыхания наблюдается у всех высших организмов и требует атмосферного кислорода.

Анаэробное дыхание

Этот тип дыхания происходит в цитоплазме прокариотических образований, таких как дрожжи и бактерии. Здесь меньше энергии высвобождается в результате неполного окисления пищи в отсутствие кислорода. Этиловый спирт и диоксид углерода образуются во время анаэробного дыхания.

Все зеленые растения дышат посредством клеточного дыхания. В этом процессе питательные вещества, полученные из почвы, превращаются в энергию и используются для различных клеточных действий.

У твердых и древесных стеблей дыхание или газообмен происходит через чечевички. Это маленькие поры, разбросанные по всей коре и встречающиеся на всех деревьях.

Чечевички

Устьица — это крошечные поры, расположенные на эпидермисе листьев, стеблей и других органов. Во время клеточного дыхания устьица способствуют газообмену, открывая и закрывая поры.

Строение устьиц

Корневые волоски, трубчатые отростки эпидермиса, участвуют в обмене дыхательных газов.

Источник

angel_avvadon

Исследователь мира

Оказывается, взрослые люди считают, что дерево может жить и без фотосинтеза, и без дыхания. Мол, в городе никакого фотосинтеза не происходит, потому что там пыльно. Подобные заблуждения показывают, как сильно люди недопонимают биологию. А ведь всё это рассказывается в школе, и ребенок уже к пятому классу должен про дыхание и фотосинтез! Особенно смешно, когда народ начинает спорить про космические технологии и зеленую энергетику, и при этом не может ответить на элементарные вопросы о том, чем дышат растения.

Вот вам ликбез по растениям, запомните это раз и навсегда, распечатайте, повесьте на холодильник, и больше никогда даже не заикайтесь про то, что в городе деревья не фотосинтезируют, и что кислород они поглощают только ночью.

У всех растений параллельно происходят два процесса газообмена:

Растения, как и человек, дышат постоянно и непрерывно. Даже у семян есть дыхание, хотя и минимальное. Даже зимой, укрывшись снегом, вредная ёлка продолжает поглощать кислород и выпускать углекислый газ, хоть и в мизерных количествах. Потому что дыахние растениям необходимо так же, как и человеку.

На заметку: нельзя держать крупные растения в спальне. Если вентиляция в комнате плохая, то растение устроит вам дефицит кислорода.

Конечно, пыль на листьях значительно уменьшает газообмен, пыльные растения хуже дышат и хуже фотосинтезируют. Но упс: именно для этого растения в городе и нужны, для сбора пыли. Дожди смывают пыль с листьев на землю. Кстати, в жаркую погоду некоторые деревья в городе чахнут именно потому, что пяль на листьях копится, и растение не может нормально дышать, буквально задыхается.

Но если деревья не являются источниками кислорода, почему в лесу легче дышится? Во-первых, в лесу есть трава и кусты, которые фотосинтезируют больше, чем дышат. Во-вторых, растения задерживает на себе пыль и другие загрязнения воздуха, то есть в лесу воздух чище. В-третьих, растения увлажняют воздух и насыщают его разными полезными веществами. Например, если гулять по болоту во время цветения багульника, можно вылечиться от насморка. Проверено на себе.

Ну и вроде последнее: откуда тогда у нас кислород, если деревья дышат столько же, сколько фотосинтезируют?! Тут вам сейчас начнут со всех сторона задвигать умные речи. Мол, на самом деле кислород производят не леса, а водоросли, и вообще на самом деле весь кислород образовался еще на заре времен, при формировании планеты, а сейчас он только «круговоротится». Не верьте никому. Точных знаний про источники кислорода нет. Да, водоросли производят больше кислорода, чем деревья. Но водоросли тоже дышат! А еще считается, что кислород постоянно «стравливается» из атмосферы в космос. И никто не знает толком, откуда у нас берется столько кислорода, чтобы всем хватало. Население планеты растет, потребление кислорода растет, а меньше его не становится! И если честно, никто из ученых не знает, как наша планета на протяжении разных эпох умудряется сохранять баланс кислорода и углекислого газа. Но доподлинно известно: если кислорода в атмосфере будет больше, чем сейчас, то возрастет опасность пожаров.

Источник

Что деревья делают ночью?

Репост

Казалось бы, странный вопрос – что делают деревья ночью. Просто стоят, как и днем, разве не так? А вот и нет. Ночью с деревьями происходит гораздо больше процессов, чем можно было бы подумать.

Логично думать, что растения растут медленными, устойчивыми темпами в течение круглых суток, но на самом деле процессы интенсивного роста у них запускаются поздно ночью, причем за несколько часов перед рассветом стебли растений растут быстрее всего.

Своими корнями растения впитывают воду, а затем, когда вода испаряется из листьев, она «тянет» другие молекулы воды за собой, чтобы заполнить пространство (явление, называемое «когезией»). Удлиненные тонкие капилляры деревьев, поглощающие воду, за день могут выходить из строя, если вода испаряется слишком быстро и в больших количествах, поэтому ночью деревья заняты восстановлением.

В 2016 году исследователи из Центра экологических исследований в Тихани, Венгрия, провели эксперимент: на две березы – одну в Австрии и одну в Финляндии – были направлены лазерные сканеры, чтобы измерить любые изменения их формы. Через два часа после захода солнца ветви берез стали опускаться, и к рассвету опустились на целых 10 см. Эффект опущенных ветвей вызван падением давления воды клетках растений. Некоторые растения даже сворачивают свои листья ночью и откачивают воду обратно в клетки у основания листа, а утром снова открывают. Таким образом деревья отдыхают – буквально спят, точно так же, как люди.

У растений нет центральной нервной системы, которая отвечает за то, что мы называем «сном», но у них есть циркадные ритмы, настроенные на 24-часовой цикл дня и ночи, даже если они постоянно находятся на свету. В течение дня ветви и листья тянутся вверх, силясь поймать как можно больше солнечного света. Но наполнение водой каждой клетки является энергоемким делом и не имеет смысла после захода солнца.

Деревья, как и все растения, живут благодаря процессам дыхания и фотосинтеза. При фотосинтезе происходит сложная химическая реакция между водой, углекислым газом и некоторыми минералами, в результате которой производятся сложные органические молекулы и выбрасывается остаток – кислород, который выделяется растениями в течение дня.

Мы используем кислород в качестве топлива для сжигания потребленной пищи – в частности, глюкозы – которую мы также получаем от растений, и это одна из причин, по которой они так важны для нас. Но глюкоза также является важным источником энергии для растений, и для ее сжигания им также необходим кислород. Следовательно, растения дышат примерно похожим с нами способом. Для дыхания не требуется свет, поэтому, когда дерево приостанавливает процесс фотосинтеза, оно продолжает «дышать» всю ночь, поглощая кислород и выделяя углекислый газ.

Конечно, деревья используют кислород не в таких количествах, в каких они его производят – растения обычно выделяют в четыре раза больше кислорода, чем им нужно для дыхания. По сути, получается, что деревья производят пищу в течение дня и потребляют ее ночью.

Некоторые растения ведут себя иначе, потому что неэффективное сочетание фотосинтеза и дыхания потенциально смертельно. Деревья в жарком климате должны сохранять воду, поэтому они не открывают свои устьица под полуденным солнцем. Чтобы избежать потери влаги, они открывают микроскопические поры только ночью и одновременно поглощают кислород и количество углекислого газа, необходимое, чтобы продержаться в течение дня.

В следующий раз, прогуливаясь в парке поздно вечером, прислушайтесь. Деревья вокруг вас расслабляются, опускают ветви, восстанавливаются, дышат. Не имеющие возможности сменить свою дислокацию, они стараются по максимуму использовать условия предоставленной им окружающей среды. Нам есть чему у них поучиться, не так ли?

Источник

Выделение растениями углекислого газа и поглощение кислорода — процесс дыхания

Экологическая обстановка в мире давно уже перестала радовать земные экосистемы. Множество заводов, без которых человечеству просто не обойтись, выбрасывают ежегодно в атмосферу около 10 миллиардов тон углекислого газа. Многие относятся к этому скептически, утверждая, что количество диоксида углерода не меняется в экосистеме Земли.

На деле, проблема не столько в превышении количества CO₂, сколько в нарушении обмена веществ в экосистеме Земли. До начала промышленной деятельности человека углекислый газ, при взаимодействии с водой выпадал в осадок в виде карбонатов, потом переходил в почву, откуда служил для многих растений и водорослей удобрениями. Но это процесс, растянутый на десятки и сотни лет. Человечество же использует запасы миллионов лет в сокращенные сроки, перерабатывая твердые формы углерода в виде нефти и угля. При сжигании этих ископаемых в механизмах и на заводах происходит выброс диоксида углерода в воздух.

Единственный выход это воспользоваться другим механизмом и размножить флору. Фотосинтез — это естественный механизм, предусмотренный природой для переработки CO₂. Сегодня эта система нужна, как никогда ранее. Производство диоксида углерода растет и соизмеримо выбросам должно расти количество лесов, джунглей, парков и искусственных насаждений. Растение поглощает углекислый газ и выделяет кислород.

Дневное дыхание растений

Дневное дыхание связано с двумя процессами: непосредственно дыханием и фотосинтезом. Процесс дыхания, как и у человека, связан с окислением органических соединений и выделением диоксида углерода, воды и энергии. Вместо человеческих легких выступает вся поверхность растения. Химическая формула, описывающая реакции в процессе дыхания растений:

Любое дерево способно дышать всей поверхностью, даже поверхностью плодов. Но наиболее активно процесс дыхания происходит через устья листа, откуда и попадает по межклеточному пространству большая часть необходимых газов.

Если речь идет о дневном времени суток, то дыхание не столь заметно, как ночью. Поскольку работа растения направлена большей частью на постоянное запасание энергии в виде органических соединений (глюкозы). Попадающий в листья газ, при содействии воды и энергии солнечного света в хлоропластах превращается в глюкозу, которую организм запасает для дальнейшего использования. Собственно дыхание и является этим дальнейшим использованием.

Запасенная глюкоза, с помощью воды и кислорода разлагается на молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), углекислый газ и водород. АТФ – это твердая энергия. Биологический аккумулятор клеток, который обеспечивает энергетическими запасами все живое на планете. Позднее эти запасы будут использованы в жизнедеятельности каждой молекулы организма.

Кажется, что образуется замкнутый круг: фотосинтез происходит с образованием глюкозы и кислорода, но что толку, если потом в результате дыхания растений выделяется диоксид углерода и АТФ. А энергию растения расходуют лично на себя, ничего не оставляя другим. Но весь вопрос в количестве. Далеко не весь кислород, который образуется во время фотосинтеза, поглощается организмом во время дыхания. Растения производят в разы больше, чем поглощают. Может этим они и отличаются от человека. А все энергетические запасы растений рано или поздно переходят в запасы животных или человека. Так растения отдают все свои накопления ради существования экосистемы Земли.

В среднем 1 гектар лесов ежегодно выделяет 4 тонны кислорода и потребляет 5 тонн углекислого газа. Человек в день выдыхает до 1 килограмма диоксида углерода, в год — 365 кг. Следовательно, 1 гектар леса поглощает углекислоту, которую выдыхают 13 человек.

С увеличением процента содержания углекислого газа в атмосфере теоретически можно ускорить рост зеленых насаждений на Земле. Многие исследования показывают, что в условиях теплиц СО₂ можно использовать как «воздушное удобрение», ведь иногда при дыхании кислородом растениями поглощается еще и углекислый газ. Но так происходит это только в условиях экспериментов. На открытых пространствах начавшийся рост активизирует насекомых, которые не позволяют лесам и джунглям разрастись. А культурные растения от таких добавок превращаются в легкую добычу для вредителей. Поэтому, чтобы не говорили скептики, нарушение обмена углеродом это плохо.

Ночное дыхание растений

Процесс дыхания растений мало чем отличается от дыхания животных и человека. Есть и ночное дыхание. Это явление было открыто Отто Варбургом в начале XX века. Ночью света нет, а значит нет и энергии для фотосинтеза. Растения перестают вырабатывать O₂, но не могут перестать дышать. Кислород поглощается, а углекислый газ все так же продолжает выделяться.

Белки, жиры и углеводы, запасенные в процессе жизнедеятельности днем, благодаря циклу Кресса превращаются в углекислый газ, молекулы АТФ и водород.

АТФ расходуются на дальнейшие нужды, углекислый газ уходит в атмосферу по устьицам, а вот водород окисляется до воды. Растение не может позволить себе сбрасывать водород в атмосферу, поскольку легко может погибнуть от этого, поэтому происходит частичный выброс паров воды. Большая часть организма растения – вода. Она нужна во всех процессах, включая дневное и ночное дыхание. Окисленный водород будет использован вновь в следующих реакциях.

Именно из-за ночного дыхания не рекомендуется ставить цветы в спальнях. Это увеличивает содержание углекислоты в комнате. Что никак не скажется на цветах, но будет чувствительно для человека.

Для дыхания растений существует пороговое значение содержания кислорода. При увеличении содержания О₂ в воздухе до 5-8 процентов – интенсивность дыхания у растений скачкообразно растет. Но после это рост практически прекращается. Сейчас кислорода в воздухе около 21 процента. А значит, растениям еще долго не нужно будет о нем беспокоиться.

В природе есть еще одно интересное явление, названное САМ — фотосинтезом. Это явление характерно для пустынных цветов и растений. В вечной погоне за сохранением водных ресурсов, эти растения приспособились к проведению фотосинтеза в ночь.

Водоросли и CO2

Под водорослями понимают все растения, находящиеся под водой и не имеющие корня. Интенсивнее всего, из водорослей, поглощает углекислоту одноклеточные водоросли — фитопланктон. В основном все водоросли дышат растворенным в воде кислородом, за исключением нескольких видов, осуществляющих бескислородный фотосинтез. Те в качестве акцептора электронов при дыхании используют элементную серу.

Фитопланктон обитает в верхних слоях воды, поскольку ему требуется большое количество солнечной энергии для фотосинтеза. При наличии в воде растворенного углекислого газа фитопланктон осуществляет фотосинтезирующий процесс, побочным продуктом которого является кислород. Большим отличием этих водорослей от наземных растений является количество производимого кислорода. За один цикл фотосинтеза фитопланктон производит кислорода в 3-4 раза больше собственного веса. Неудивительно, что при таких показателях 70 процентов атмосферного кислорода произведено в воде.

Фотосинтез

О фотосинтезе уже шла речь в этой статье. Стоит рассмотреть его более подробно. Как уже говорилось ранее, фотосинтез происходит в хлоропластах. За две фазы происходит процесс образования новой молекулы глюкозы, которая после используется в химических процессах растения.

Во время световой фазы используется энергия солнца. Под ее действием вода отдает электрон и распадается на положительно заряженные частицы водорода (Н) и радикалы гидроксида (ОН). После этого оставшиеся частицы ОН образуют воду и кислород, который сразу же удаляется в атмосферу. В хлоропласте остались электроны и положительно заряженные частицы водорода. Эти частицы накапливаются на различных сторонах мембраны тилакоида (одной из частей хлоропластов), из-за разницы концентраций протоны из большей концентрации стремятся проникнуть через мембрану к протонам с меньшей концентрацией. Когда разность потенциалов между ними достигнет 200 миллиВольт, произойдет разряд и молекула АТФ зарядится, а никотинамидадениндинуклеотидфосфат (сокращенно НАДФ) восстановится до НАДФ*Н. Эти два компонента и будут необходимы в темновой фазе фотосинтеза.

В теневой фазе АТФ является аккумулятором, а НАДФ курьером, который доставляет в другую часть хлоропласта протон Н. К тому же растению нужен будет СО₂, который послужит основой для будущей молекулы глюкозы. В итоге химических реакций из молекул СО₂ и водорода, с помощью энергии из АТФ получается глюкоза С₆Н₁₂О₆, которая и является первым питательным веществом во всех пищевых цепочках Земли.

Заключение

Хлоропласты — устройство для сбора солнечной энергии возрастом 3 миллиарда лет. Эта микроскопическая солнечная батарея дает жизнь лесам, полям, планктону морей, а также животным включая нас с вами.

Биосфера, работающая на солнечной энергии, собирает и обрабатывает в 6 раз больше энергии, чем вся человеческая цивилизация. Сейчас мы понимаем, как фотосинтез работает на химическом уровне. Мы способны повторить этот процесс лабораторных условиях, но у нас это получается хуже, чем у растений. Неудивительно, ведь природа занималась этим миллиарды лет, а мы только что начали. Но если бы мы смогли раскрыть тайны фотосинтеза, все источники энергии, от которых мы зависим сегодня — уголь, нефть, природный газ ушли в прошлое. Фотосинтез — идеальная экологическая энергия, она не загрязняет воздух, не даёт выбросов углерода. Искусственный фотосинтез в достаточно больших масштабах позволил бы снизить парниковый эффект, ведущий к опасному изменению климата …

Источник