ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие аспекты бактериального фотосинтеза из "Эволюция биоэнергетических процессов" Дрожжи, растущие в бочонке с раствором сахара, могут служить современной моделью такого положения. При спиртовом брожении часть (разумно будет принять, что 35%) свободной энергии, возникающей в результате катаболизма глюкозы, затрачивается, как мы видели, на синтез АТФ. Остальная свободная энергия превращается в тепло. Свободная энергия, запасенная в виде АТФ, тем или иным способом используется для доддержания жизнедеятельности клеток, а часть ее временно накапливается в виде химической энергии бйомолекул. Но и эта часть энергии в конце концов, когда клетки или их компоненты гибнут, превращается в тепло. Таким образом, живая материя, осуществляющая катализируемые ферментами реакции, представляет собой своего рода механизм, который потребляет свободную энергию, производит энтропию и истощает среду. [c.87] На этой критической стадии организмы должны были пытаться использовать дополнительные источники свободной энергии. Сейчас, оглядываясь назад, кажется, что единственным разумным дополнительным источником был свет вряд ли можно ожидать, чтобы бактерии стали использовать ядерную энергию Ю. Р. Майер, открывший первый закон термодинамики, писал в 1845 г. [1227] Растения вбирают в себя силу — свет —и производят другую силу химическое различие (в то время термин сила использовался вместо термина энергия ). Новый источник энергии оказался неистощимым. Его хватило для поддержания не только самих фотосинтезирующих анаэробов, но и сосуществующих с ними нефотосинтезирующих анаэробов, а позже — аэробов, короче говоря, всех живых существ. [c.88] Для накопления в первичном бульоне органических веществ в основном требовался ультрафиолет. На рассматриваемой нами стадии ультрафиолетовый свет все еще достигал поверхност1И Земли. Однако все известные фотосинтезирующие организмы используют только видимый и инфракрасный свет. Лишь отдельные исследователи высказывали предположение (Опарин, цит. по [1413]), что ранние фотосинтезирующие бактерии могли использовать ультрафиолетовый свет. [c.88] Губительное действие коротковолнового ультрафиолета обусловлено именно его высокой фотохимической активностью (см. [702] и др.). Напротив, видимый и инфракрасный свет, поглощаемый соответствующим образом сконструированной системой, в высшей степени пригоден для осуществления упорядоченных реакций, необходимых для поддержания жизненных процессов. Органические молекулы возбуждаются при воздействии видимого или инфракрасного света, но, как правило, не до такой степени, чтобы быстро и беспорядочно разложиться. Скорее они перестраиваются специфическим образом или реагируют с окружающими их холодными (не возбужденными светом) другими молекулами [660]. Таким образом, квантовый выход полезных реакций может быть высоким, а побочные реакции —редкими. Использование этих диапазонов выгодно и в отношении общего потока энергии. В видимом и инфракраоном свете, вместе взятых, гораздо больше энергии, чем в ультрафиолетовой области солнечного спектра [667, 1273] (рис. 8.1). [c.88] Энергия выражена в ВТ См-=-мкм-. Гранида между ультрафиолетовым и внднмым светом лежит в области длин волн примерно 0,38 мкн ЗвО нм, между видимым и инфракрасным — в области 0,74 мкм. [c.89] Вернуться к основной статье