Непопулярная тема
Дыхание растений — тема, которую почему-то не очень любят авторы научно-популярной литературы. Если о фотосинтезе написано немало книг, то о дыхании — ни одной. Мало того, во многих книгах, описывающих жизнь растений, о дыхании даже не упоминается или говорится ничтожно мало.
Но прежде нам нужно ответить на вопрос, что такое дыхание? Дыхание — это совокупность процессов, обеспечивающих поступление в' организм кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и удалении из организма углекислого газа. Различают внешнее и тканевое (клеточное) дыхание. Поступление кислорода и удаление углекислого газа — это внешнее дыхание, а использование его в биологическом окислении — клеточное.
У многоклеточных животных в ходе эволюции по мере увеличения размеров тела возникли органы внешнего дыхания — жабры и легкие. У растений ни того, ни другого нет. Поступление в организм кислорода и выделение углекислого газа происходит у них обычно через устьица. Перемещаясь по межклетникам за счет диффузии молекул, кислород проникает затем в клетки и используется на окисление органических веществ.
Почему растения дышат? Дело в том, что для процессов жизнедеятельности (синтеза различных веществ, их перемещения через мембраны клеток, движения цитоплазмы и т. п.) необходима не энергия вообще, а энергия, заключенная в макроэргических связях АТФ. Как мы уже знаем, АТФ образуется при фотосинтезе в ходе так называемых световых реакций.
Но ведь растение освещается солнцем не круглые сутки. Ночью фотосинтез не идет и, следовательно, АТФ не образуется. Выходит, растение должно ночью замирать, то есть останавливать- жизненные процессы, связанные с поглощением энергии? Этого не происходит, потому что все живые клетки дышат, причем и днем, и ночью.
Вернемся к фотосинтезу. Энергия солнечных лучей трансформируется не только в энергию макроэргических связей АТФ, но и химических связей органических веществ — углеводов, жиров, белков. Эти вещества могут быть отложены про запас в виде сахарозы (в корнях сахарной свеклы), крахмала (в клубнях картофеля), масла (в семенах подсолнечника). Энергию, заключенную в химических связях глюкозы, сахарозы или жира, растения использовать непосредственно на процессы жизнедеятельности не могут. Предварительно они должны трансформировать ее в энергию макроэргических связей АТФ. Этот процесс и происходит при дыхании. Органические вещества, образованные в ходе фотосинтеза, должны подвергнуться химической переделке, прежде чем они включатся в состав тела растения. Эта химическая трансформация продуктов фотосинтеза также осуществляется при дыхании — сложном многоступенчатом процессе с множеством химических реакций. Промежуточные продукты этого процесса очень часто используются клетками для синтеза необходимых им веществ, например аминокислот, из которых затем строятся белки цитоплазмы. В этом еще одно чрезвычайно важное значение дыхания.
Приостановка дыхания вызывает гибель клеток. Таким образом, этот процесс играет исключительную роль в жизни растений.