Оксигенный фотосинтез. Энергия, позволяющая выжить

Это эволюционное изобретение было чрезвычайно сложным. Одно название чего стоит: оксигенный фотосинтез. Фотосинтез начинается с прилетевшего от Солнца фотона, попадающего на зеленый пигмент, хлорофилл, который, в свою очередь, использует эту энергию для переноса электронов вверх по… условному холму. Оказавшись на вершине, они ниспадают молекулярным водопадом, а полученная при падении энергия расходуется на создание АТФ — энергетической валюты клетки.

Энергия, позволяющая выжить

Такой молекулярный механизм известен как фотосистема два, и он из солнечного света производит энергию для клетки. Достигнув основания водопада, электроны попадают в фотосистему один. Здесь их вновь поджидает хлорофил, который возбуждается другим фотоном. Электроны вновь поднимаются наверх, теперь уже к углекислому газу, который в результате распадается на сахара — пищу для клетки.

Вы спросите: к чему такие сложности? Зачем использовать две связанных между собой фотосистемы, которые перемещая электроны, создают сахара и немного энергии? Лишь объединив эти биологические механизмы, живые существа научились расщеплять воду и превращать её в пищу. Однако это было непросто.

Вода очень плохо поддается расщеплению, поэтому листочку или травинке было невероятно сложно расщепить её при помощи струйки солнечного света. Более того: эта задача настолько сложна, что, в отличие от зрения или способности летать, неоднократно появлявшихся в процессе эволюции, оксигенный фотосинтез зародился лишь однажды.

Все деревья, все растения, все травинки на планете — вообще все организмы, осуществляющие оксигенный фотосинтез делают это абсолютно одинаково. А устройство механизмов внутри листочков поразительно напоминает аналогичные механизмы цианобактерий.

Иными словами, потомки одной единственной цианобактерии, обитавшей в первородных океанах миллиарды лет назад, и сумевшей объединить два сложнейших молекулярных механизма, по сей день обитают на Земле. Окрасив наш мир в зеленый цвет… цианобактерии изменили его навсегда. И это событие имело удивительные последствия.

С появлением фотосинтеза организмы начали выпускать кислород в атмосферу планеты. Этот процесс, продолжавшийся сотни миллионов лет, кардинально преобразил наш дом. Увеличение уровней кислорода подготовило почву для появления ещё более сложных существ. Однако возникновение многоклеточных организмов требовало ещё одного, куда менее уловимого ингредиента.

Не имея ни цвета, ни запаха он не оставляет вас ни на минуту. В конце января бабочки-монархи прилетели домой. Войдя в состояние спячки, они держатся вместе, сохраняя тепло. Но оказались они здесь лишь благодаря свои биологическим часам — одним из точнейших в природе.