Дело в химии. Как все устроено? - [9]
Откуда растения берут энергию
До того как начать рассуждать о пестицидах, гербицидах или удобрениях, следует рассказать о фундаментальном процессе растительного мира: фотосинтезе.
В первом рассказе мы уже узнали, что для поддержания здоровья надо есть самую разную пищу, неорганическую, к которой относятся минеральные соли, и органическую, такую как сахара и белки.
Точно так же в питании нуждаются и растения, но, в отличие от животных, они способны сами синтезировать все органические молекулы, в которых нуждаются для жизни, из самых простых веществ. Нам нужно съесть сложную молекулу, которую мы «сжигаем» внутри организма, чтобы получить энергию для наших нужд; растения поступают наоборот, они из химических базовых веществ, таких как вода, углекислый газ и минеральные соли, могут создать самостоятельно сахара и другие жизненно важные молекулы.
Организмы, которые способны автономно синтезировать органические соединения, необходимые для их выживания, называются автотрофами и играют важнейшую роль в экосистеме. Они превращают молекулы, которые для нас и других животных являются лишь отходами, такие как окись углерода, в более сложные соединения, богатые энергией и питающие нас.
Утверждение, к которому мы будем постоянно возвращаться в этой книге, гласит, что из ничего нельзя получить энергию. Клетки нашего организма, чтобы исполнять свои функции, нуждаются в энергии, и мы даем им эту энергию с пищей – например, поедая вкусный бифштекс. Однако откуда берется энергия в самом бифштексе? Она образуется из химических веществ, любовно синтезированных бедной коровкой в течение всей ее жизни. А откуда же коровка взяла энергию, чтобы синтезировать эти составляющие? Она ее получила, питаясь травкой, ее драгоценными углеводами. А травка откуда же добыла энергию, чтобы создать пищу для коровки? Она получила энергию от солнца, поглотив свет, производимый нашей матерью-звездой. Это восхитительное свойство растений: превращать энергию света в химическую, единственный вид энергии, который могут использовать наши клетки в процессе метаболизма.
Способность превращения энергии света в химическую лежит в основе знаменитого процесса фотосинтеза.
Чтобы представить этот процесс в виде химической формулы, мы должны написать что-то вроде:
6 CO>2 + 6 H>2O → C>6H>12O>6 + 6 O>2
На первый взгляд это выражение может показаться очень сложной формулой, но на самом деле оно простое и логичное. В левой части формулы находятся реагенты, то есть химические вещества до реакции, а справа – продукты реакции. Числа, которые находятся перед химическими обозначениями (коэффициенты) означают количество молекул определенного вещества, вступающих в реакцию.
Среди реагентов мы видим две разных молекулы: CO>2 – это формула всем известного углекислого газа, его молекула образована из одного атома углерода и двух кислорода, а H>2O уж точно прекрасно знакома всякому.
А среди продуктов реакции обнаруживается молекула кислорода (O>2), вместе с другой, которая кажется весьма громоздкой из-за того, что в ней целых шесть атомов углерода, двенадцать водорода и шесть кислорода. На самом деле это глюкоза, основная молекула метаболизма всех живых существ, от бактерии до слона.
И говоря простыми словами, эта формула хочет нам сказать:
Шесть молекул углекислого газа реагируют с шестью молекулами воды, чтобы образовать одну молекулу глюкозы и шесть молекул кислорода.
Обратите внимание на очень важный момент: химическое уравнение описывает ситуации на входе и на выходе, но ничего не сообщает о том, как идет сам процесс. Это практически, как написать:
Масляные краски + холст → звездная ночь
Как холст сам не превратится в картину, даже если вы положите краски сверху, так и в банке с углекислым газом ничего не произойдет, если вы просто нальете туда воды (к сожалению). Реакция не только не происходит сама по себе, спонтанно – то есть нужен кто-то, создающий необходимую для события энергию, – но и требует какой-то особой машинерии, заставляющей углекислый газ и воду образовать именно глюкозу, а не метанол, этанол или еще какую-нибудь органическую молекулу. Короче: для того чтобы создать «Звездную ночь», нужен не просто художник, который умеет держать кисть и рисовать, но нужен непременно Ван Гог.
Только растения (в компании с небольшим количеством микроорганизмов), благодаря миллионам лет эволюции, умудрились изобрести «стратагему», способную задействовать эффективным образом фотосинтез. Сердцем удивительного молекулярного устройства стал хлорофилл, пигмент, благодаря которому растения окрашены в зеленый цвет. В компании с другими пигментами, присутствующими в меньшей концентрации, хлорофилл поглощает солнечный свет и превращает его в энергию, которая питает сложную последовательность реакций, в результате которых образуется глюкоза и другие важные для здоровья растений реакции.
Хлорофилл зеленый не случайно. Мы видим его зеленым, потому что он поглощает видимый свет в красно-оранжевом (самый активный в фотосинтезе) и сине-фиолетовом (используется для других процессов – цветение и синтез белка) спектрах. Представьте себе, если в радуге пропадут красная, оранжевая, синяя и фиолетовая полосы: что останется? Зеленая и капелька желтой, естественно. С удивительным миром красок мы познакомимся в рассказе 4 и вместе узнаем, почему одни молекулы поглощают свет, а другие – нет.
Послевоенные годы знаменуются решительным наступлением нашего морского рыболовства на открытые, ранее не охваченные промыслом районы Мирового океана. Одним из таких районов стала тропическая Атлантика, прилегающая к берегам Северо-западной Африки, где советские рыбаки в 1958 году впервые подняли свои вымпелы и с успехом приступили к новому для них промыслу замечательной деликатесной рыбы сардины. Но это было не простым делом и потребовало не только напряженного труда рыбаков, но и больших исследований ученых-специалистов.
Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.
Монография посвящена проблеме самоидентификации русской интеллигенции, рассмотренной в историко-философском и историко-культурном срезах. Логически текст состоит из двух частей. В первой рассмотрено становление интеллигенции, начиная с XVIII века и по сегодняшний день, дана проблематизация важнейших тем и идей; вторая раскрывает своеобразную интеллектуальную, духовную, жизненную оппозицию Ф. М. Достоевского и Л. Н. Толстого по отношению к истории, статусу и судьбе русской интеллигенции. Оба писателя, будучи людьми диаметрально противоположных мировоззренческих взглядов, оказались “versus” интеллигентских приемов мышления, идеологии, базовых ценностей и моделей поведения.
Монография протоиерея Георгия Митрофанова, известного историка, доктора богословия, кандидата философских наук, заведующего кафедрой церковной истории Санкт-Петербургской духовной академии, написана на основе кандидатской диссертации автора «Творчество Е. Н. Трубецкого как опыт философского обоснования религиозного мировоззрения» (2008) и посвящена творчеству в области религиозной философии выдающегося отечественного мыслителя князя Евгения Николаевича Трубецкого (1863-1920). В монографии показано, что Е.
Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.
Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.
Как часто мы слышим в своей жизни – это все гормоны, это они виноваты! А так ли это на самом деле? Какую роль оказывают гормоны на нашу внешность, поведение, настроение да и собственно на всю работу нашего тела? Работа эндокринной системы всего организма и гормонов в частности – сложный процесс, до конца так и не изученный медиками. Но тем не менее за последние несколько лет наука узнала о гормонах и их действии довольно много информации, которая существенно может изменить нашу с вами жизнь. В книге дана подробная и доступная классификация видов гормонов, описано их воздействие на работу нашего тела.
Мы часто необоснованно считаем, что успешность жизни, здоровье тела и духа возможны исключительно путем неимоверных усилий и доступны лишь избранным. Но жизнь намного проще, чем вам кажется, а простота и тривиальность ответов не всегда означает их неверность! В своей книге Павел Евдокименко говорит о том, что наше везение, счастье и благополучие фактически зависят от работы нашего организма, нашего мироощущения и способности позитивно воспринимать реальность. И доказывает это, приводя реальные обоснованные доводы! Принцип пуповины продолжает действовать и во взрослой жизни – главное, научиться его осознавать. Применяйте научный подход к ненаучным понятиям!
Александр Никонов – известный популяризатор науки, журналист, публицист, писатель. Автор множества бестселлеров. Мы с вами не успеем, а вот наши дети и внуки, как полагают некоторые ученые и футурологи, станут первым поколением бессмертных людей. Ведь на самом деле средний возраст человека – 150 лет! Не верите? Посмотрите сами! Вы узнаете: чего не хватает нашему телу, чтобы быть бессмертным и почему люди стареют; как уже сейчас можно замедлить старение; поможет ли заморозка тела; отделимо ли сознание от тела. В течение многих лет Александр Никонов общался с удивительными людьми, которые отвечают на главные вопросы бытия, ищут пути к вечной жизни, и теперь смело заявляет: тело, личность и сознание неотделимы друг от друга, а бессмертие не за горами.
Если упражнения полезны, почему большинство их избегает? Если мы рождены бегать и ходить, почему мы стараемся как можно меньше двигаться? Действительно ли сидячий образ жизни — это новое курение? Убивает ли бег колени и что полезнее — кардио- или силовые тренировки? Дэниел Либерман, профессор эволюционной биологии из Гарварда и один из самых известных исследователей эволюции физической активности человека, рассказывает, как мы эволюционировали, бегая, гуляя, копая и делая другие — нередко вынужденные — «упражнения», а не занимаясь настоящими тренировками ради здоровья. Это увлекательная книга, после прочтения которой вы не только по-другому посмотрите на упражнения (а также на сон, бег, силовые тренировки, игры, драки, прогулки и даже танцы), но и поймете, что для борьбы с ожирением и диабетом недостаточно просто заниматься спортом.