Эта удивительная кукуруза

  Итак, М. Кальвин установил, что углекислый газ вовлекается в сеть реакций, носящих циклический характер: он присоединяется к рибулезодифос- фату, а в конце превращений вновь образуется это же вещество, готовое к присоединению новых молекул углекислого газа.

Совокупность тем- новых реакций фотосинтеза получила название цикл Кальвина.
Изучая зеленые растения, ученые убеждались в том, что во всех случаях путь фотосин- тетических превращений одинаков. И только в 1966 году австралийские ученые Хетч и Слэк установили, что в некоторых растениях, в частности в кукурузе, эти превращения протекают по-иному, с отклонением от схемы Кальвина. У кукурузы углекислый газ присоединяется не к ри- булезодифосфату, а к трехуглеродному соединению — фосфоенолпировиноградной кислоте, что приводит к образованию четырехуглеродного соединения щавелево-уксусной кислоты. После выдерживания растений в атмосфере с меченым углекислым газом это вещество первым, выявля-


ется на хроматограммах. По этой причине путь фотосинте- тических превращений у кукурузы получил название С4- пути. А вот цикл превращений по Кальвину обозначили как С4-путь, поскольку на хроматограммах первым выявляется трехуглеродное соединение ФГК — фосфоглицери- новая кислота.
Образовавшись в клетках мезофилла листа, щавелево- уксусиая кислота перемещается затем в особые клетки, окружающие сосуды. Это так называемые клетки обкладки. В них также есть хлоро- пласты, только они значительно крупнее находящихся в клетках мезофилла. Напомню, что мезофилл — это та часть листа, которая в школьном учебнике ботаники названа мякотью. Здесь обкладки щавелево-уксусная кислота от
щепляет углекислый газ, который вовлекается в цикл фо- тосинтетических превращений уже по знакомой нам схеме Кальвина. Наряду с углекислым газом из щавелево-уксусной кислоты образуется фос- фоеиолпировиноградная, которая, возвратившись в клетки мезофилла листа, вновь может присоединять молекулы углекислого газа.

Помимо кукурузы, С4-путь фотосинтеза обнаружен у некоторых других злаков, преимущественно тропических и субтропических растений (сахарный тростник, сорго).
Зачем же растениям потребовалось так усложнять процесс фотосинтеза? Оказалось, что С,-путь имеет ряд преимуществ по сравнению с С3-пу- тем. Одно из них заключается в том, что кукуруза может осуществлять усвоение угле
кислого газа с образованием органических кислот ночью. Едва взойдет солнце, как растения сразу же начинают использовать запасенный в органических кислотах углекислый газ для синтеза различных веществ. Неудивительно, что кукуруза относится к числу быстрорастущих травянистых растений, впрочем, как и сахарный тростник.
Второе преимущество — высокая устойчивость растений, осуществляющих фотосинтез по С4-пути, к некоторым неблагоприятным воздействиям. Представьте себе такую картину. В самое жаркое время суток, особенно в засушливой зоне, многие растения закрывают устьица, чтобы предохранить себя от обезвоживания. Но ведь через закрытые устьица углекислый газ не поступает внутрь листа. Вследствие этого фотосинтез прекращается. С,-растения прекрасно фотосинтезируют и при закрытых устьицах, используя углекислый газ, запасенный в виде органических кислот в ночное время, когда они были открыты.
Такой тип обмена веществ наблюдается у кактусов, которые, как известно, произрастают в чрезвычайно засушливых условиях. Наибольшего разнообразия они достигают в Мексике, в пустыне Сонора, где количество осадков составляет менее 100 мм в год. И, если бы не эти обитатели, Сонора превратилась бы в безжизненную пустыню, поскольку без них здесь не смогли бы существовать другие организмы. Выжить в столь суровых условиях кактусам помогает С^фотосиитез. 

Еще по теме Эта удивительная кукуруза:

1. Роль адаптивности гибридов кукурузы в стабилизации сборов урожая зерна кукурузы
2. 1-1. Зачем эта книга
3. ЭТА ЗАМЕЧАТЕЛЬНО КРАСИВАЯ КОШКА
4. Для кого эта книжка, зачем она и кто ее написал
5. САМЫЕ УДИВИТЕЛЬНЫЕ ЛИСТЬЯ
6. УДИВИТЕЛЬНАЯ ТАПА
7. УДИВИТЕЛЬНЫЙ КЛИМАТ
8. УДИВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА РАСТЕНИЙ
9. ЭТИ УДИВИТЕЛЬНЫЕ ПАЛЬМЫ
10. Удивительные свойства растений
11. В 1931 году советский ученый Б. Грозный сделал удивительное открытие…
12. Хаксли Дж.. Удивительный мир эволюции., 1971
13. Кукуруза
14. УДОБРЕНИЕ КУКУРУЗЫ
15. Отравления кукурузой.
16. Возделывание кукурузы на силос
17. Агротехншгогия зерновой кукурузы (приложение 6)