CO2 i rośliny

CO 2 i rośliny

Evgeny Lysenko,
Cand. biol. Nauki, art. naukowy sotr. Instytut Fizjologii Roślin. K. A. Timiryazeva RAS
"Opcja Trójcy" nr 14 (233), 18 lipca 2017 r

Evgeny Lysenko

Interesują mnie opinie profesjonalistów, w tym klimatologów. Z przyjemnością przeczytałem artykuł Iriny Delusiny. Jako naukowiec pracuję z roślinami, studiuję pracę genów znajdujących się w chloroplastach. W tych, które przeprowadzają fotosyntezę, "wytrącił CO2"jeśli chodzi o planetologów, nieuchronnie zajmuję się dziedzinami związanymi z naukami roślinnymi, czytam o tym, co i jak robią białka kodujące te geny, dlatego byłem zaskoczony stwierdzeniem, że "Nadmierna zawartość CO2 … przywraca systemowi równowagę … Ostatecznie prowadzi to do wyginięcia … Zanik gatunków roślin i zwierząt … Powody to barbarzyńskie traktowanie natury i, jako jeden z jej aspektów, zanieczyszczenie atmosfery dwutlenkiem węgla. " In Tekst Iriny Delusiny nie stwierdza wprost, że wzrost koncentracji CO2 toksyczne dla roślin. Jeśli jednak czytelnik już dawno zapomniał (lub nie słuchał) uniwersyteckiego kursu z fizjologii roślin, to po przeczytaniu tego tekstu można to wrażenie zrobić.Pamiętajmy więc, jak powiązane są rośliny, fotosynteza i CO2.

W szkole uczono nas, że rośliny wykorzystują energię światła słonecznego, aby uzyskać od CO2 i woda do syntezy glukozy. Uniwersytet dodaje, że światło słoneczne wyzwala jedną fazę (tzw. Światło) i syntezę glukozy z CO2 a woda występuje w innej fazie (tzw. ciemności). A to są naprawdę różne fazy: jeden proces zachodzi w błonach, a drugi w macierzy komórkowej, w fazie wodnej. Geny chloroplastu kodują głównie białka fazy lekkiej fotosyntezy, bezpośrednio związane z reakcjami z CO2 nie mają, więc nie będziemy więcej o nich rozmawiać. W chloroplastach roślin kwitnących tylko jeden gen (rbcL) koduje enzym, który uczestniczy w fazie ciemnej w wiązaniu CO.2w cyklu Calvina. Ale to jest najważniejszy enzym – do cząsteczki organicznej (1,5-bisfosforan rybulozy) i rozpoczyna cały cykl Calvina. Ten enzym (Rubisco, RuBisCO) działa bardzo wolno, ogranicza pracę całego systemu fiksacji CO.2, rośliny są zmuszane do produkcji w dużych ilościach. Dlaczego tak jest?

po lewej ścieżka – z liści jęczmienia, rośliny ze zwykłym rodzajem fotosyntezy (C.3). Włączone dobrze ścieżka – z liści kukurydzy, rośliny ze specjalnym mechanizmem koncentracji CO2 (Od4). Strzałka wskazuje na dużą podjednostkę rubisco. Widać wyraźnie, że ilość rubyskatu drastycznie spada w przypadku stosowania mechanizmu koncentracji CO2 ("TrV" nr 14 (233), 07/18/2017) "border = 0> Elektroforeza wszystkich białek w liściu.po lewej ścieżka – z liści jęczmienia, rośliny ze zwykłym rodzajem fotosyntezy (C.3). Włączonedobrze ścieżka – z liści kukurydzy, rośliny ze specjalnym mechanizmem koncentracji CO2 (Od4). Strzałka wskazuje na dużą podjednostkę rubisco. Widać wyraźnie, że ilość rubyskatu drastycznie spada w przypadku stosowania mechanizmu koncentracji CO2

Fotosynteza powstała ponad miliard lat temu, kiedy koncentracja CO2 powietrze było znacznie większe niż teraz. Ditlenek węgla łatwiej wnika do komórek, rozpuszcza się w nich, częściowo zmieniając w NSO3. W komórkach było znacznie więcej CO.2 i NSO3. Ale wtedy organizmy fotosyntetyczne dosłownie wypompowały CO2 z atmosfery, oblężonej, jak mówią planetolodzy. W tym samym czasie utworzone z CO2 niektóre wyspy. Pojawił się jednak problem: rubisko działa dobrze przy znacznie wyższej zawartości CO2co się teraz okazało z jego pasywnym wejściem do komórki. W procesie ewolucji organizmy fotosyntetyczne nauczyły się zwiększać stężenie CO2 w miejscu, w którym rubisko "działa" – w cytosolu cyjanobakterii lub w zrębie chloroplastów w algach i roślinach. Zastosowano różne mechanizmy: enzymy anhydrazy węglanowej przyspieszają konwersję CO2 + N2O ↔ ↔ VAT3 + N+; w roślinach występuje kilka odmian C4-całko, w którym NSO3 (przy niższym stężeniu w komórce) jest przyłączony do innej cząsteczki organicznej (fosfoenolopirogronianu), jest wysyłany do miejsca pracy rubisko i rozkłada się tworząc CO2. Typ specjalny – CO2 mechanizm koncentracji, CCM – pochodzący z sinic. Nie próbując zrozumieć tych mechanizmów, pamiętaj: ze spadkiem zawartości CO2 w powietrzu rośliny, glony, cyjanobakterie musiały opracować i zastosować złożone, energochłonne mechanizmy, aby dostosować się do nowej rzeczywistości. A także syntetyzować rubisko w ogromnych ilościach – w liściach roślin jest to najbardziej masowe białko.

W cytatach z tekstu Julii Latyniny podanej przez autora, pierwsza jest "im więcej CO2 będzie w powietrzu, tym bardziej zielona i bogata będzie nasza planeta " – naprawdę przynosi uśmiech. Fotosynteza to bardzo wydajny proces i mechanizmy wewnątrzkomórkowego stężenia CO2 działać niezawodnie.Wzrost roślin – aby planeta stała się bardziej zielona – nie jest ograniczona przez fotosyntezę, ale przez bardzo różne czynniki, w tym działalność gospodarczą ludzkości. Ale zdanie "Nic od niego, CO2, szkodzi korzyściom okromy " wygląda bardzo wiarygodnie. W każdym razie, jeśli ograniczymy się do wpływu tego gazu na jeden (dowolny) gatunek rośliny. Zwiększona absorpcja CO2 wpływa na konkurencję między różnymi gatunkami roślin, niezależnie od tego, czy może doprowadzić do wyparcia niektórych gatunków przez innych, do spadku różnorodności gatunków – nie rozumiem tego. I z zainteresowaniem zapoznaję się z przykładami, jeśli mi pokażą. Słyszałem o takich przykładach w dziedzinie odżywiania mineralnego (azotu), ale w odniesieniu do CO2 Nadal wydaje mi się to niesamowite.

Dlatego zadaj pytanie. Artykuł Iriny Delusiny zawiera wyraźną wskazówkę, że wzrost zawartości CO2 w powietrzu będzie szkodliwy (toksyczny?) dla roślin. Proszę wyjaśnić, w jaki sposób iw jaki sposób zostanie ona wyrażona. Oczywiście w wyniku wzrostu CO2 temperatury mogą wzrosnąć w powietrzu, klimat może się zmienić, co może już uszkodzić rośliny. Jako naukowiec badam wpływ wzrostu temperatury na chloroplasty.Ale to są różne pytania i nie mieszajmy ich.

P. S. Nie jestem ekspertem od ciemnej fazy fotosyntezy (cykl Calvina i inne procesy związane z utrwalaniem CO2). Jednak w rosyjskiej "roślinnej" społeczności naukowej jest niewielu dobrych badaczy fazy światła fotosyntezy i praktycznie nie ma takich dla ciemnej fazy. Nie modne. Dlatego pozwoliłem sobie przedstawić moje zrozumienie tej sytuacji i zadać pytanie.


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: