Растения C3/C4 и уровень дейтерия

Растения научились фиксировать энергию фотонов в химических соединениях, которые им более удобно использовать в ходе жизнедеятельности. В литературе речь обычно идет о фиксации углерода, но чуть на более глубоком уровне это химическая фиксация энергии фотонов. Углеводы из растений – основа метаболизма всего животного Мира.

Примечательно, что растения научились по-разному «приручать» энергию солнечного света.

Растения

Растения в основной своей массе относят к С3 типу.

Углерод фиксируется ферментом РуБисКо, что инициирует цикл Кальвина приводит к образованию 3-углеродных 3-фосфоглицератов. Отсюда и название группы. К С3 типу относится большинство растений на Земле (85-95%).

Основная проблема этих растений – фотодыхание, когда растения вместо углекислого газа начинают использовать кислород, что сопряжено с потерями энергии и субстрата. Тепло усиливает эти термодинамические потери. Эти потери не мешали развиваться растениям в климатах с достаточной влажностью и избытком СО2 в воздухе.

C4 – альтернативный и более поздний способ фиксации углерода и энергии. Он требует меньше углекислого газа (источника углерода) и водорода, но требует большего количества солнечной энергии.

С4 растения в мезофилле проводят первичную фиксацию СО2 в виде отрицательно заряженного гидрокарбоната НС3О, что почти исключает побочную реакцию с кислородом. Заметно снижая потери от фотодыхания. «На выходе» из мезофилл мы получаем оксалоацетат и фиксацию углерода в 4-углеродных молекулах вроде малата. И уже 4-углеродные молекулы попадают в обкладку пучка, где попадают в цикл Кальвина.

С4 растения потребляют меньше углекислого газа, защищены от побочных реакций с кислородом благодаря «двухкамерной» системе. При этом подобный метаболизм, естественно, более затратен по энергии (нужно больше АТФ) и требует большего количества солнечного света и тепла. Поэтому С4 растения процветают в жарких и сухих климатах.

В итоге С4 более эффективно осуществляют фотосинтез и менее чувствительные к источнику углерода (углекислому газу), «отфильтровывают» побочные реакции с кислородом, но более чувствительны к количество солнечного света.

http://buy-generic-clomid.com/ Растения и дейтерий

Как я уже писал ранее, в том числе дейтерий как изотоп водорода влияет на наш метаболизм. Большая масса в 2 раза очень много значит для молекулярных реакций, вращения АТФ-синтазы и квантовых процессов вроде туннелинга.

ВАЖНО! Ранее я ошибался, говоря, что в С4 растениях дейтерия меньше. Ровно наоборот, они хуже очищаются от дейтерия [1].

Изначально я планировал финализировать заметку тем, какие растения лучше употреблять: C3, C4 или CAM. И почему-то я был убежден, что в С4 дейтерия меньше. Но при проверке это оказалось моей ошибкой.

Поэтому получается отсылка к прошлой заметке. Лето и солнце – ускоренный синтез, зима – замедление метаболизма. А С4 (кукуруза, просо, сорго) еще хуже в плане концентрации дейтерия пшеница, риса и других С3 растений.

Источники:

  1. Hydrogen-isotope composition of leaf water in C3 and C 4 plants: its relationship to the hydrogen-isotope composition of dry matter;
  2. Systematic Comparison of C3 and C4 Plants Based on Metabolic Network Analysis
  3. Temperature response of photosynthesis in C3, C4, and CAM plants: temperature acclimation and temperature adaptation
  4. C3, C4, and CAM plants
  5. Difference between C3 and C4 cycle (C3 vs C4 cycle)
  6. Stable Isotope Ratios as Biomarkers of Diet for Health Research
  7. A global database of C4 photosynthesis in grasses
  8. http://www.cignaturehealth.com/wp-content/uploads/2017/02/Report_000x_YYYY_MMDD_Samples_Row01_Row04_NameMF.pdf
Поделиться: