И живые существа, и неживые предметы способны долго сохранять свою форму и структуру, однако причины этой устойчивости различны. Автомобиль прочен благодаря тому, что состоит из металла, атомы которого «держатся» друг за друга, что предотвращает разрушение. В то же время и автомобиль, и камень, и все остальные неживые предметы на протяжении своего существования в основном состоят из одних и тех же атомов.
Организм человека, как и организмы всех животных и растений, постоянно изменяется. Из питательных веществ, содержащихся в пище — белков, жиров и углеводов — живые существа строят свои клетки. Неиспользуемые вещества выделяются в окружающую среду. Эти процессы называются обменом веществ.
- За восемь лет состав атомов человека почти полностью меняется, однако каждый конкретный человек остаётся самим собой. За всю жизнь через организм человека проходит около 75 тонн воды, 17 тонн углеводов и 2,5 тонн белков.
Постоянная перестройка организма называется пластическим обменом, что происходит от греческого слова «пластикос» — лепной. Таким образом, живое существо можно сравнить не с предметом, таким как камень, а скорее с постоянным процессом, подобно водопаду.
- Чтобы автомобиль мог двигаться, в нём сжигается бензин, а для работы заводов требуется топливо. Устойчивость живых организмов основана на постоянном «ремонте», для которого нужна энергия. Откуда же организм берёт энергию? В любом организме также происходит «сжигание» сложных органических веществ пищи, но без пламени. Этот процесс называется энергетическим обменом.
- При горении вещество соединяется с кислородом воздуха, что в химии называется окислением. Особые белки — ферменты, которые есть в каждом организме, могут окислять вещества без пламени, и около 40% выделяемой энергии используется на нужды организма. Для сравнения: в паровом двигателе с пользой применяется около 10% энергии, а в двигателе автомобиля — около 30%.
Организмы, которые «сжигают» запасы, созданные другими живыми существами, называются гетеротрофными, то есть поедающими других. К ним относятся все животные, грибы и большинство бактерий, включая человека.
Однако если бы все организмы только «сжигали» органические вещества, они бы скоро закончились, и жизнь стала бы невозможной. Жизнь на нашей планете существует благодаря тому, что некоторые организмы научились получать органические вещества из неорганических. Это — растения и часть бактерий, которые называются автотрофами.
Каждый может провести несложный эксперимент: вырастить в горшке с землёй растение, а затем сравнить первоначальный вес земли, её вес в конце опыта и вес самого растения. Даже если растение весит несколько килограммов, вес земли изменится довольно мало. Откуда же взялся лишний вес растения? Оказывается, из воздуха и воды, которой поливали растение.
С помощью фотосинтеза зелёные растения производят «чудесное превращение»: они соединяют углекислый газ воздуха и воду, получая сахара, или углеводы, и, кроме того, выделяют кислород. Для этого им нужен только солнечный свет.
И всё же, если бы не гетеротрофы, жизнь на Земле тоже не смогла бы существовать.
Представим себе, что произошло бы, если бы в какой-то момент в мире остались только автотрофы — зелёные растения. Умершие растения лежали бы веками, не разлагаясь: «переварить» их было бы некому. Очень скоро растения полностью израсходовали бы углекислый газ, содержащийся в атмосфере, превратив его в органические вещества. Солнце продолжало бы светить, но растениям уже не из чего было бы строить свои организмы. И со смертью последнего из них жизнь на Земле прекратилась бы.
К счастью, этого никогда не случается, потому что обилие пищи привлекает животных, грибы и бактерии. Благодаря им через некоторое время мёртвое органическое вещество снова превращается в воду и углекислый газ, а в землю поступают минеральные соли, так необходимые растениям. В итоге всех этих превращений растения снова создают пищу для всех, а животные, грибы и бактерии разлагают её снова до простых неорганических веществ. Весь углекислый газ атмосферы каждые 300 лет проходит через живые организмы, а «полный оборот» атмосферного кислорода длится 2 тысячи лет. Благодаря этому великому круговороту на Земле и поддерживается жизнь.
Трудно представить какой-либо процесс на Земле, в котором не участвовали бы живые организмы. Их обмен веществ создал кислородную атмосферу, управлял климатом и формировал облик нашей планеты.
Точно так же питающиеся мясом и рыбой эскимосы и чукчи прекрасно обходятся без соли. Помните реакцию на солёную пищу персонажа романа Даниэля Дефо «Приключения Робинзона Крузо» — Пятницы, никогда не пробовавшего соли?
«Он удивился, зачем я ем суп и мясо с солью. Он стал показывать мне знаками, что с солью невкусно. Взяв в рот щепотку соли, он принялся отплёвываться и сделал вид, что его тошнит от неё, а потом выполоскал рот водой. Лишь долгое время спустя он начал класть соль в кушанье, да и то немного».
Вероятно, Пятница до встречи с Робинзоном питался в основном животной пищей.
Стоит отметить, что поваренная соль оставила заметный след в истории человечества. Она служила не только средством обмена, но и была причиной социальных конфликтов, таких как «соляные бунты».
Одним из самых известных «соляных бунтов» стал Московский соляной бунт 1648 года, который был вызван повышением налога на соль. Подобные бунты прокатились по многим городам России.
Также в начале XX века в Индии имели место «соляные походы протеста». В знак неповиновения английским властям, которые имели монополию на производство соли, индийцы выпаривали её из морской воды.
Соль жизненно необходима живым организмам, но её избыток может нанести вред. Увлекаясь солёными продуктами, такими как соленья, сельдь и колбасы, люди часто потребляют слишком много соли.
Суточная норма соли для организма составляет 8-9 граммов, однако человек обычно потребляет вдвое больше. Это приводит к повышению кровяного давления, или гипертонии. Япония, где каждый житель употребляет около 30 граммов соли в день, занимает первое место по числу больных гипертонией.
#челлендж_на_двоих #Обмен_веществ #Биология