Валерий Каревский писал(а):Нужно также сказать, что все эти конструктивные, и как далее увидим, биохимические изменения коснулись только представителей травянистой растительности. Листья всей древесной растительности остались неизменёнными. Это очень странный и непонятный момент эволюции.
А что тут странного, как уже писалось раннее до листьев деревьев воздушный СО2 , в достаточном количестве ,долетает крайне редко, в силу высоты. Если только сильный ветер перемешивает массы воздуха. Ведь как ни крути а все источники СО2 расположены внизу. Это и выделения собственно из земли , и разлагающаяся органика. А как уже было раннее написано СО2 свободно "растекается" по земле , и вниз, а вот вверх он не особо стремиться (гравитация не пускает ). Поэтому применительно к деревьям вносить изменения в конструкцию не было смысла.
Первоначально углекислый газ диффундирует через устьица в лист, в цитоплазму клеток мезофилла с мелкими хлоропластами, где происходит карбоксилирование фосфоенолпировиноградной (ФЕП) кислоты, катализируемое ферментом ФЕП-карбоксилазой. Этот фермент обладает большим сродством к углекислому газу, чем RuBisCO, и работает по сравнению с ним при его гораздо более низких концентрациях. В опытах установлено, что с первичным акцептором (ФЕП) реагирует не СО2, а НСО3- ион. Это значит, что для такого превращения нужна вода и фермент карбоангидраза. Выше мы уже рассматривали это и обратное превращение в зависимости от кислотности среды рН и наличия данного фермента.
ФЕП-карбоксилаза является белком с высокой молекулярной массой, в состав которого входят 12 полипептидных субъединиц с катионом марганца Мп2+. Молярная активность этого фермента по константе Михаэлиса в несколько раз выше карбоксилирующей активности РДФ-карбоксилазы (RuBisCO), поэтому он так эффективен как катализатор в условиях низких концентраций СО2 и высоких температур воздуха при образовании щавелевоуксусной кислоты (оксалоацетат, или ЩУК). Кроме того, ФЕП-карбоксилаза (фосфоенолпируваткарбоксилаза) не соединяется с кислородом, и не поддерживает фотодыхание.
Итак, образуемая в цитоплазме клеток мезофилла щавелевоуксусная кислота поступает в хлоропласты, где с участием восстановленных в световой фазе фотосинтеза динуклеотидов НАДФН, преобразуется в яблочную (малат), или в реакции переаминирования – в аспарагиновую (аспартат) кислоту. Затем малат и аспартат через мембраны плазмодесмы диффундирует в клетки обкладочной паренхимы, которые окружают флоэму и ксилему сосудистых пучков.
В крупных хлоропластах клеток обкладки, под действием фермента малатдегидрогеназы, яблочная кислота декарбоксилируется с образованием пировиноградной кислоты, СО2 и НАДФН. СО2 и НАДФН далее участвуют в реакциях темновой фазы фотосинтеза в цикле Калвина, с образованием триоз (трикарбоновых кислот), а пировиноградная кислота диффундирует в клетки мезофилла листа, в хлоропластах которых она опять превращается в ФЕП – кислоту (первичный акцептор СО2). Эта реакция катализируется ферментом пируватдикиназой, который осуществляет фосфорилирование с участием неорганического фосфата за счёт гидролиза макроэргической связи АТФ. Рибулозодифосфат (РДФ) восстанавливается и регенерируется в хлоропластах клеток обкладки в двух подфазах темновой фазы цикла Калвина, которые мы не рассматривали ранее, и не будем рассматривать сейчас. У некоторых растений (амарант, лебеда) декарбоксилирование яблочной кислоты происходит не в хлоропластах клеток обкладки, а в митохондриях, когда образуются восстановленные динуклеотиды НАДН.
Аспарагиновая кислота в хлоропластах обкладки вступает в реакцию переаминирования, превращается в яблочную кислоту, и участвует в превращениях, рассмотренных выше.
Ещё одним положительным свойством «модернизированных» растений является то, что образование продуктов цикла Калвина (триоз) происходит в хлоропластах клеток, расположенных вокруг проводящих пучков, что способствует оттоку ассимилятов и повышению интенсивности фотосинтеза. Продолжение следует.
Таким образом, разные подфазы фотосинтеза выполняют два типа физиологически не равноценных клеток. Мелкие гранальные хлоропласты клеток мезофилла специализируются на выполнении карбоксилирования фосфоенолпировиноградной кислоты (ФЕП) с участием ФЕП – карбоксилазы с образованием щавелевоуксусной кислоты, которая восстанавливается до яблочной кислоты, или аминируется до аспарагиновой кислоты.
Крупные, лишённые гран и наполненные крахмалом, хлоропласты клеток обкладки проводящего пучка, осуществляют декарбоксилирование и новое карбоксилирование рубилозодифосфата с помощью RuBisCO (РДФ – карбоксилаза), но без доступа кислорода, и синтез углеводов в классическом цикле Калвина. Такой разделённый фотосинтез позволяет образовывать на выходе в среднем в полтора раза больше продукции с перерасходом энергии всего на 15% больше от обычного.
Декарбоксилирование в хлоропластах клеток обкладки в «модернизированных» растениях разделяется на три группы. Это также является очередной «странностью», и говорит, что «эволюцией» занимались, по крайней мере, три «лаборатории». Настоящая эволюция такой широты себе позволить не может.
По способу декарбоксилирования растения можно разделить на три группы: НАДФ – МДГ, НАД – МДГ, и ФЕП – КК. У НАДФ – МДГ-растений главные метаболиты обмена между клетками – малат (яблочная кислота) и пируват (пировиноградная кислота), у НАД – МДГ-растений – аспартат (аспарагиновая кислота) и аланин (2-аминопропановая кислота), у ФЕП – КК-растений – аспартат (аспарагиновая кислота) и ФЕП (фосфоенолпировиноградная кислота, или фосфоенолпируват).
Эволюция «работает» на основе случайностей. Здесь декарбоксилирование происходит тремя путями с такими закономерностями, что может придумать и реализовать только изощрённая «мозговая» деятельность.
Важнейшие сельскохозяйственные культуры, как кукуруза, сахарный тростник, сорго, а также многие сорняки относятся к НАДФ – МДГ типу. Самым последним растением, подаренным земледельческому человечеству «эволюцией» всего несколько тысяч лет назад, была кукуруза. Поскольку кукуруза не может размножаться самостоятельно без человека, это является ещё одним прозрачным намёком, какая «эволюция» действует в природе.
Усвоение углекислого газа корневой системой растений является, как мне кажется, компенсаторным приспособлением к меняющемуся уровню поглощения СО2 с поиощью листовой поверхности. Пэтому диапазон корневого усвоения СО2 может быть очень широким: от 1 – 3% при хорошем усвоении углекислоты листовым аппаратом, до 25% (а может и больше) – при его ухудшении. Не может быть никакого фиксированного уровня корневого усвоения углекислого газа в зависимости от его листовой фиксации. Обычно научные сообщества очень щепетильно относятся к фальсификации опытных данных. По отношению к данным Курсанова это не произошло, да и сам Курсанов не настаивал на максимальных цифрах. Цифры получились не очень большие с учётом того, что листовой аппарат растений довольно хорошо справлялся с усвоением СО2.
В опыте Дмитрия время вегетации растения в аквариуме могло продолжаться до полной минерализации органики горшка. Выделение углекислого газа продолжалось бы довольно длительное время, пока вся масса твёрдой органики превратилось бы в довольно значительный объём этого газа. Условия этой переработки органики в газ с помощью микроорганизмов довольно хорошие. Кроме того, при разложении этой органики образуется ещё вода. В атмосфере аквариума СО2 присутствовал всё время за счёт дыхания растения. Недостающую углекислоту компенсировало её корневое поглощение. Транспортирование СО2 от корней в листья имеет гораздо более длинный путь. Поэтому, как только хватает листового потребления углекислого газа, его усвоение корневой системой блокируется, как менее выгодное. И если бы даже в аквариуме стоял газоанализатор количества СО2, он всё время бы показывал его полное поглощение в светлое время суток. Недостающее количество поглощалось бы корневой системой, но сколько – определить было бы невозможно из-за неотработанной методики учёта корневого поглощения.
Теперь насчёт картинок с закупоренной бутылью, где 54 года растёт растение. Видно, что растение своей нижней частью отмирает, а нарастающий стебель с листьями выпускает новые корни. Отмирающие побеги перерабатываются микроорганизмами в СО2, воду и минеральные соли, которые используются растением. Замкнутая система (микрокосм) поддерживает жизнь растения за счёт притока энергии через стекло бутыли и исходных соединений внутри неё. Объём растения поддерживается в одном оптимальном равновесном состоянии, и может так продолжаться при подводе энергии извне бесконечно.
Валерий Каревский писал(а):В опыте Дмитрия время вегетации растения в аквариуме могло продолжаться до полной минерализации органики горшка. Выделение углекислого газа продолжалось бы довольно длительное время, пока вся масса твёрдой органики превратилось бы в довольно значительный объём этого газа.
К слову сказать , не так давно пересадил подопытный цветок и обнаружил, что корневая в процессе опыта увеличилась также сильно как и листовая часть. Я думаю, что если взвесить грунт до и после опыта , то однозначно была бы установлена потеря массы грунта и соответственно увеличение массы корневой, причём существенное. Корень занимал после опыта много места в объёме горшка.
Судя по спасибке , Кузьмича на последнем сообщении Валерия , он (Кузьмич) согласился таки с тем что корневое усвоение СО2 возможно "до 25% (а может и больше)" . Ну что же прогресс налицо.
Дмитрий я вспоминаю ваш опыт каждый раз, когда чертыхаясь выковыриваю хрен, вылавливаю очередной побег хмеля и уничтожаю прочие корневищные сорняки... такое ощущение, что это самостоятельная форма жизни, которой не особо нужен вершок
Мы не выращиваем растения, мы активно мешаем им расти.
Sir писал(а):У меня впечатление, что г-н Каревский перепутал форум виноградарей-любителей с журналом Science... По количеству букв скоро догонит своего друга dmitr...
P.S. Ей-богу, так и хочется сказать: "Да гений, гений ты... только успокойся!"...
Юмор понятен, и в нём есть большой процент истины. Да, действительно, я дилетант в биологии, который получил лишь начальное биологическое образование около 55 т назад. Чему-то обучился с помощью самообразования, но во многом ещё не разбираюсь. Растительная клетка гораздо сложнее устроена, чем животная. Многое ещё не изучено и непонятно даже для учёных, не то, что для меня. Кстати, среди нас есть профессионалы, связанные с биологией, с/х производством?
Валерий, а дело вовсе не в том, дилетант Вы или нет! Мой юмор связан исключительно с тем, что Вы не слышите собеседников. Не имеет значения что Вы цитируете в своих сообщениях: Википедию, журнал "Сайнс", собственную монографию или же просто излагаете свои мысли... Зато имеет значения то, что Ваши собеседники желают общения, а не глухих монологов с пометкой "продолжение следует"... А Вы этого как будто не замечаете, хотя Ваше внимание на это обстоятельство здесь обращали уже не раз. Поверьте, со стороны такое поведение выглядит как чистый снобизм.
Ну, а то что Дмитрий Вас просит продолжать монологи... Ну, так известно зачем ему это надо.
Господин Sir, не стоит брать на себя такую ответственность (отвечать за ВСЕХ форумчан), можно ненароком и надорваться..., тем более вешать ярлыки... А мы уж, как-нибудь, без Вашей помощи разберёмся кому что интересно.
Спасибо...
). Поэтому применительно к деревьям вносить изменения в конструкцию не было смысла. 
