Energetiniai gyvybės resursai

in Gamtos stebėjimai

Pirmąsias gyvas ląsteles Žemė išaugino maždaug prieš tris milijardus metų. Visos jos buvo anaerobinės, tai yra gyveno aplinkoje be deguonies. Laisvo deguonies, kaip jau sakėme, nebuvo ir planetos atmosferoje. Jį sukūrė žalieji augalai.

Jie gana anksti, būdami dar vienaląsčiai, ėmėsi darbo: daugelyje pasaulyje pasirodžiusių pirmųjų gyvų ląstelių jau po 300 milijonų metų būta chlorofilo grūdelių (iš pradžių, galimas daiktas, kaip simbiontų).

Tai didis įvykis! Ne tiktai kokybiškai pakito atmosfera, bet ir visa gyvybė Žemėje pasuko keliu, kuris be stebukladario chlorofilo nebūtų buvęs įmanomas.

Augalai — laimingieji chlorofilo savininkai — tiesiogine to žodžio prasme, maitinasi saulės šviesa ir oru. Tiksliau sakant, anglies dvideginiu, kurį pasiima iš oro. Tas procesas vadinamas fotosinteze — kūryba šviesos pagalba.
Iš šešių anglies dvideginio molekulių ir šešių vandens molekulių augalai sukuria vieną gliukozės molekulę. Gliukozė jungiasi su gliukoze. Šeši tūkstančiai molekulių sudaro vieną polimerinę krakmolo molekulę. Krakmolo grūdeliai, kurių atsargos sukauptos augalų audiniuose, daugiausia stiebagumbiuose ir sėklose, ir yra tie „saulės konservai”, reikalingi viskam, kas gyva Žemėje. Juose gliukozės molekulių cheminių junginių pavidalu yra sukaupta ir akumuliuota Saulės energija.

Žaliasis mūsų žemynų apdaras ir upių, ežerų ir jūrų dumbliai kasmet sukaupia ir užkonservuoja tiek Saulės energijos, kiek jos galėtų pagaminti 200 tūkstančių galingų elektrinių. Du kvadrilijonus kilovatvalandžių!
Ta energija maitina visas gyvąsias ląsteles, visus organizmus — nuo viruso iki žmogaus (išskyrus kai kurias hemotrofines bakterijas, kurių gyvybę palaiko neorganinių medžiagų cheminė energija). Tai, jeigu taip galima pavadinti, yra bendroji gyvybės energija. Mat jos su kaupu pakanka ne tik patiems augalams, bet ir visiems gyvūnams, kurie neturi chlorofilo ir todėl gyvybei palaikyti yra priversti skolintis energetinių resursų iš augalų. O tie juos ima iš Saulės. Vadinasi, visos gyvos būtybės vienaip ar kitaip „maitinasi” saulės šviesa.

Kas yra šviesa — pirminis energijos šaltinis, maitinantis gyvybę? Šmaikštuoliai sako, jog šviesa — tai visų tamsiausia vieta fizikoje.

Iš tikrųjų ji gana paslaptinga ir sunkokai suprantama. Tačiau fizikai neblogai ją permanė. Šviesa, teigia jie,— tai smulkiausių mikrodalelių srautas. Tos dalelės vardas — fotonas. Vadinama ji dar ir šviesos kvantu. Dalelė neturi krūvio, rimties masės — tiesiog minimaliai išskaidytos energijos kiekis.

Kai šviesa, kitaip sakant, fotonai pro pusiau permatomą lapų odelę patenka ant chlorofilo grūdelių, chlorofilo molekulės juos sugeria. Tų molekulių elektronai iš fotonų gauna papildomą energijos kiekį ir pereina, kaip sako fizikai, į aukštesnį energetinį lygį.

Ši būklė jiems yra neįprasta, tiksliau sakant, nepastovi, ir elektronai stengiasi grįžti į stabilesnę energetinę fazę, kam nors atidavę iš šviesos gautą energijos perteklių. Todėl tyrimų metu iš ląstelės išskirtas chlorofilas fotonus tučtuojau paleidžia atgal — švyti, kaip švyti visos fosforescencinės medžiagos, kuriose cheminė energija virsta šviesos energija. Vadinasi, chlorofilas mėgintuvėlyje negali išlaikyti sugautos šviesos energijos. Čia ji greitai išsisklaido kaip baterijoje, kai trumpam sujungiame jos elektrodus.

Kas kita ląstelėje — čia į chlorofilo energetikos sistemą įsijungia daug ypatingų medžiagų, kurios uždara reakcijų grandine perduoda viena kitai „karštus”, tai yra sužadintus, energijos kupinus elektronus. Kol pabaigia tą grandinę, elektronai „ataušta”, atsikrato iš fotonų perimto energijos pertekliaus ir grįžta į pirmykštę padėtį — į savo vietą chlorofilo molekulėje. Dabar ji vėl gali absorbuoti fotonus.

O atlikusi energija, jų prarasta ir akumuliuota gliukozės molekulėse, ir yra ta paslaptinga „gyvybės jėga”, dėl kurios daug ginčijosi praėjusių amžių natūrfilosofai. Ja ir minta gyvybė.

Igoris Akimuškinas

Facebook Komentarai

Parašykite komentarą

Your email address will not be published.

*

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.