Современные представления о природе молекулярных механизмов и путях энергообмена зеленого растения - Заключение - Современные представления о природе молекулярных механизмов и путях энергообмена зеленого растения

В заключение остановимся на оценке общего значения фотосинтеза и дыхания. Внимательный анализ этих кардинальных функций биоэнергетики убеждает в том, что несмотря на диаметрально противоположное влияние, которое они оказывают на содержание органического вещества, количество свободной энергии, состав атмосферы и т. д., у них имеется много сходных, сближающих их черт.
Прежде всего, отметим исключительно важную роль, которая при выполнении этих функций принадлежит воде. Напомним, что в акте фотосинтеза восстановителем углерода СO₂ является водород воды, тогда как выделяющийся при этом кислород обеспечивает стабильное содержание последнего в околоземной атмосфере. При дыхании кислород воды служит окислителем углерода дыхательного материала, тогда как водород воды используется наряду с водородом субстрата для поддержания переносчиков в восстановленном состоянии. Целый ряд биохимических процессов, связанных с образованием органического вещества из неорганической СO₂ в акте фотосинтеза, и участвующие в этих превращениях катализаторы полностью идентичны тем, которые участвуют в окислительных превращениях органических веществ в акте дыхания. Органические вещества, образующиеся при фотосинтезе, и энергия, заключенная в них, служат источником существования жизни на нашей планете не только для гетеротрофов (животные, бактерии и другие организмы), но и для автотрофов в периоды, когда они лишены возможности осуществлять фотосинтез.
Создаваемая в светлые часы суток органическая материя используется самими растениями лишь в очень незначительной части. Большая же часть этих соединений откладывается в форме запасных соединений, стабильных по своей химической природе. Их использование в процессах жизнедеятельности становится возможным только после расшатывания, лабилизации их структуры, превращения в разнообразные продукты, богатые легко используемой энергией и обладающие в силу этого высокой реакционной способностью. Лишь после этого становится осуществимым использование клеткой исходных продуктов фотосинтеза в различных видах физиологической деятельности (поддержание структуры протоплазмы, поглощение и ассимиляция элементов корневого питания, процессы роста и развития, различные биосинтезы и многие другие потребности).
Активация и преобразование инертных в химическом отношении продуктов фотосинтеза, благодаря чему становится возможным их включение в общий ноток обмена веществ растения, осуществляется в процессе дыхания. Отсюда следует, что, аналогично фотосинтезу, роль дыхания также сводится к обеспечению потребностей клетки в пластических и энергетических источниках пищи. Именно в акте дыхания живая клетка получает возможность на базе исходного материала, создаваемого при фотосинтезе, превращать эти различные по природе неспецифические органические вещества и осуществлять таким путем синтез важнейших специфических для нее компонентов протоплазмы. Питание (ассимиляция) органическими соединениями и усвоение запасенной в них свободной энергии жизненно важны не только для гетеротрофов, но и для автотрофов, включая зеленые растения.
Дыхание -— единственный путь удовлетворения потребностей в пище и энергии растений в темновые отрезки суток. Этот же путь является основным и постоянным в питании всех лишенных хлорофилла органов и тканей зеленого растения.
Отсюда видно, что процессы образования органического вещества и накопления химической энергии (фотосинтез) неотделимы по своему значению от процессов расщепления органических соединений и реализации содержащейся в них энергии (дыхание). Аналогично фотосинтезу дыхание занимает центральное место во всем комплексе процессов обмена веществ живой клетки. Как в фокусе, в дыхании также скрещиваются, увязываются в единый узел процессы обмена белков и нуклеиновых соединений углеводов, жиров и других компонентов протоплазмы.
Итак, фотосинтез и дыхание не противостоят друг другу, они представляют собой две взаимосвязанные стороны диалектически единого противоречивого процесса обмена веществ и обмена энергии.