Растения: Царство света

Метью Ванхорн

Просыпаясь утром, вы садитесь на краю кровати и глубоко вдыхаете воздух. Разве это не прекрасно: просыпаться при восходе солнца под тихий шелест деревьев и растений в вашем саду, колышущихся при каждом дуновении нежного ветерка? Эту прекрасную возможность глубоко вдыхать свежий утренний воздух мы имеем благодаря тому, что Солнце обеспечивает свет для растений, посредством чего они вырабатывают больше ценного кислорода, необходимого для поддержания жизни на Земле. Этот неизменно важный продукт вырабатывается процессом, называемым фотосинтезом. Биохимический процесс, происходящий во время фотосинтеза, чрезвычайно сложен, и все же миниатюрная клетка растения способна выполнять эти сложные задачи много раз снова и снова.

Начало нашего познаня общей работы фотосинтеза датируется 18 веком, а в некоторых случаях даже раньше. В 1772 английский химик Джозеф Пристли продемонстрировал, что погруженные в воду растения выпускают газ (кислород), и что этот газ необходим для жизнедеятельности животных. Потом, в 1779 году Ингенгауз открыл существенные аспекты того, что известно как круговорот углерода - последовательность событий, которые обеспечивают накопление крахмала. Далее, Дютроше обнаружил, что только растения, содержащие специальное зеленое вещество, называемое хлорофиллом, были способны формировать питательное вещество (Garnder, 1972, стр. 381-383). Несмотря на эти открытия, мы все еще не знаем некоторых секретов фотосинтеза, даже до сего дня. Демонстрирует ли этот жизнеобеспечивающий процесс разумный замысел? Без сомнений ДА! Вот несколько фактов, известных нам о фотосинтезе.

Фотосинтез создает пищу посредством следующего химического уравнения

[Символическое уравнение]

6 CO2 + 6 H2O+ солнечный свет + хлорофилл = C6H12O6 + 6 O2

[Уравнение словами]

6 молекул углекислого газа + 6 молекул воды = (производят) глюкоза (энергия для клетки) + 6 молекул кислорода (то, что мы вдыхаем)

Несмотря на сложность этих цифр и символов, это уравнение довольно не трудно понять. Когда мы выдыхаем, мы выпускаем в воздух углекислый газ. Растения используют этот газ вместе с водой, солнечным светом и веществом, известным как хлорофилл, для образования глюкозы (энергетическая молекула, необходимая клеткам для жизнедеятельности) и кислорода. Около 90% кислорода, который мы вдыхаем, приходит от фотосинтетических растений и водорослей в океанах. Фактически, мы зависим от растений, а они зависят от нас. Кажется, такое взаимосвязанное единство жизни представляет собой больше чем случайное событие, не так ли?

Суммарный процесс фотосинтеза высших растений можно разделить на две взаимосвязанные стадии: световую и темновую. Мы начнем со световой стадии фотосинтеза. Свет от Солнца проходит через атмосферу Земли к фотосинтетическим растениям и водорослям. В случае с лиственными растениями, свет падает на листок, проникает через внешнюю оболочку клеток растения и прибывает на первую контрольную точку фотосинтеза — хлоропласт. Хлоропласт, который специализируется на фотосинтезе, представляет собой овальную или дискообразную органеллу длиной от 2 до 10 микрометров (микрометр – 10-6 м). Как и митохондрии (производящие энергию органеллы в клетках животных), они имеют систему двойной мембраны. В основных типах внутренняя мембрана - это место, где энергия солнечного света захватывается, и где производится аденозинтрифосфат (ATФ). Внутренняя мембрана, называемая граной, устроена как многоуровневая система размещенных друг на друге пластин, которая окружена полужидкой матрицей, называемой стромой. Представьте крошечную структуру, содержащую внутри штабели миниатюрных блинчиков, называемых тилакоидами. Это здесь фотосинтез производит основную часть работы.

Во внешней части пластин свет становится полезным для растения. Существует много структур, которые задействованы в поглощении энергии и превращении ее в форму, полезную для клетки. Сложность синтеза энергии становится почти непостижимой. Как только энергия света достигает мембраны, она инициирует цепь реакций, которые, в конечном счете, приведут к производству энергии для клетки. Начало этих реакций составляет электронная транспортная цепь. Джеймс Трефил объяснил это следующим образом:

«Световая реакция начинается с Фотосистемы 1, когда свет "выбивает" электрон в определенной молекуле хлорофилла, известной как P680. Электрон поглощает энергию света и становится возбужденным электроном, обладая большим количеством энергии, нежели обычно. Возбужденный электрон "прыгает" на более высокий энергетический уровень. Обычно, электрон сразу же теряет свою дополнительную энергию и падает обратно вниз на исходное положение. Однако, его встречает акцептор электронов Q, и отсылает возбужденный электрон вдоль ряда молекул, известных как цитохромная цепь. По мере того, как электрон переходит от одной молекулы к следующей, происходит ряд редокс реакций. Энергия сразу же используется для производства АТФ. Невозбужденный электрон обосновывается в другой молекуле хлорофилла, известной как P700, оставляя после себя "отверстие" в P680. Фотосистема 1 начинается, когда другой электрон в P700 также поглощает энергию света и становится возбужденным. Он также "перепрыгивает" на более высокий энергетический уровень, где встречается с акцептором электрона Z. Z отсылает возбужденный электрон вниз по ферродоксин цепи, где происходят редокс реакции. Тем временем, в Фотосистеме 2 только что образовавшееся АТФ поставляет энергию, используемую для расщепления некоторых молекул воды на компоненты – атомы водорода и кислорода. Кислород выпускается в воздух. Один из его атомов используется для "закупоривания" отверстия в Р680. Атомы водорода передвигаются к Фотосистеме 1, где они подбираются молекулой-носителем НАДФ+, вместе с электроном из P700, который спустился вдоль ферродоксин цепи и энергией, высвобожденной из редокс реакций. Водород и энергия будут использованы для производства глюкозы в темновой стадии »(2001, стр. 383).

Ваша голова, вероятно, кружится от всей этой информации, помещенной в одном цитате, особенно если вы никогда не проходили курс биологии. Тем не менее, я надеюсь, вы начинаете видеть сложность, колоссальную даже на микроскопическом уровне.

Но мы еще не закончили. Как было сказано, водород и энергия, полученные из световых реакций, должны теперь быть переведены к темновым реакциям (цикл Кальвина). Как было описано выше, в ходе световых реакций производятся две формы энергии — АТФ и НАДФН. Эта энергия, как и углекислый газ, выдыхаемый нами, теперь понадобятся темновым реакциям. Углекислый газ присоединяется к специальной молекуле, называемой RuBP. Эта комбинация образует длинную цепь углеродов (длинной 6 углеродов). Эту молекулу, как оказывается, очень легко расщепить, и она разделится, образуя 2 цепи из трех углеродов. В этом месте АТФ и НАДФН добавляются к смеси. Это помогает цепи из трех углеродов захватить еще несколько молекул на пути создания глюкозы. В конечном счете, две отдельные молекулы, полученные в результате, образуют глюкозу— энергетическую молекулу, ради которой растение производило все эти реакции. Целенаправленный и разумный замысел виден в каждом аспекте этого сложного, дарующего жизнь цикла.

Мог ли фотосинтез произойти посредством случайных процессов? Едва ли, как отметил биохимик Вэйн Фрер:

«Чтобы клетка функционировала, она должна быть в состоянии использовать энергию для поддержания жизнедеятельности. В настоящее время некоторые одноклеточные организмы имеют такой же хлорофилл, как и тот, что находится в зеленых листьях. Этот хлорофилл в сотрудничестве с целой совокупностью других химических элементов может использовать энергию света, исходящую от Солнца. Но эти процессы очень сложны, и трудно постичь, как какое-либо простое функциональное устройство могло удовлетворить энергетические потребности какой-либо "первой живой клетки"».(2002, стр. 26-27).

Др. Фрер отметил, что трудно представить, как "простое функциональное приспособление" могло восполнить энергетические нужды любой "первой живой клетки". Как могла "первая клетка" получать необходимую энергию без фотосинтеза, и как фотосинтез смог эволюционировать без энергии? Эти два вопроса представляют собой парадокс, который, быстрее всего, не поддается разрешению. Это не разумно заявлять, что так много процессов, происходящих в таком огромном количестве клеток, смогли эволюционировать, и представляют собой лишь результат естественных процессов, времени и случая. Это чудо природы подразумевает сверхъестественное происхождение. Оно свидетельствует о Творце.

Ссылки и примечания

  1. Broom, Neil (2001), На сколько слеп Часовщик? (Downers Grove, IL: InterVarsity).
  2. Frair, Wayne (2002), Биология и Сотворение: Жизнь и ее происхождения (Creation Research Society).
  3. Starr, Cecie and Ralph Taggart (1987), Biology (Belmont, CA: Wadsworth).
  4. Trefil, James (2001), Encyclopedia of Science and Technology (New York: Routledge).

Источник-www.apologeticspress.org





опубликовано материалов

Популярные статьи:

что такое гравитация? Кто создал Бога? Динозавры жили с людьми Тука и его удивительный клюв Уникальная планета Земля




Поддержите наш проект, разместив нашу ссылку на сайте своей организации, в своем блоге или на страничке социальных сетей.
"Разумный Замысел"
http://www.origins.org.ua
банер Разумный Замысел


Система Orphus
нижняя полоса сайта