Погода везде чудит, и нет-нет, да и увидишь у соседей-авторов-садоводов - погодные аномалии, никогда такого не было, ужас-ужас!
Ужас, конечно! Снег в апреле в Сибири - где ж это видано!? 😂😂😂
Но если посмотреть на климат нашей планеты, то понимаешь - чего только у нас не было.
А поэтому отправимся-ка мы снова в доисторические времена!
Что было: ты помнишь, как всё начиналось?
В самом начале было очень жарко и даже горячо, и вся вода летала вокруг в виде пара.
Потом наша планета поостыла, вода стала нормальной водой, правда горячей - и в ней потихоньку завелась жизнь. Это были бактерии и археи. Они ещё не умели делать органические вещества, и поэтому ели что бог пошлёт. Ну или что биохимическая эволюция за первый скучный миллиард жизни нашей планеты потихоньку наделала - вылавливали бесхозные органические молекулы и затаскивали к себе. Ну или дружка у дружки таскали - тоже древний метод.
А когда они помирали, что их тоже быстренько подъедали их соседки-бактерии. Метаногенные, например. Они органику превращали в метан, а метан улетал в атмосферу. Вы помните, что метан - парниковый газ? Солнышко тогда так себе светило, и этот метан в атмосфере был очень даже кстати - закрывал нашу Землю, как пушистое одеялко!
А потом появились сине-зелёные водоросли, которые на самом деле не водоросли никакие. А те же бактерии - только с хлорофиллом. Их правильнее называть цианобактерии. И как давай они фотосинтезировать, как давай! А при фотосинтезе, как вы помните, получается ненужный кислород. В атмосфере-то в то время никакого кислорода не было в помине! Все без кислорода жили, потому что были они анаэробами. А для анаэробов кислород - лютый яд.
Ну, а цианобактерии наши делали себе вкусную глюкозу и всё такое прочее - а отходы помаленьку выбрасывали за борт. Ну все же так делают, разве нет? "Что будет-то?, - говорили они. - Мы такие маленькие, а планета вокруг - такая большая!".
И на самом деле - они маленькие, а планета - огромная. Только вот даже самая малая малость со временем накапливается и становится огромной. А времени у планеты - миллиарды лет. И кислород потихоньку накапливался в атмосфере - потому что никому он не нужен был.
И начал он помаленьку планету нашу менять. И доменял до того, что всем анаэробам стало плоховато, потом плохо, потом сильно плохо - а потом они померли. В том числе и метаногенные бактерии. И перестали выделять в атмосферу парниковый газ метан. И он понемногу кончился - его же другие бактерии всё время оттуда таскали. То есть, прохудилось одеялко... И наша планета вся замёрзла в лёд. Помните? Гуронское оледенение, Земля-снежок.
Этот космическо-ботанический ужастик я вам рассказывала вот тут:
И, по сути, вот эта наша сегодняшняя история - это вторая часть той же истории про растения-убийцы.
В первой части всё окончилось хорошо. Ну, если учесть, что историю пишут победители. То есть аэробы - кислородные организмы. Для них - точно всё хорошо кончилось. Атмосфера наполнилась кислородом, стало можно дышать.
Кислородная атмосфера - это круто!
Оказалось, что в кислородной атмосфере гораздо выгоднее жить! Впрямую, энергетически выгоднее. Вы же знаете, что наша главная молекулярная батарейка - это АТФ? Ну, теперь точно знаете! Все организмы делают АТФ при расщеплении, например, глюкозы. Так вот, при бескислородном расщеплении одной молекулы глюкозы получается всего две молекулы АТФ. Да ещё и куча мусора получается, если честно... Так себе перспектива.
А вот в кислородном метаболизме та же самая глюкоза даст аж 38 молекул АТФ! Ну разве не здорово!? В 18 раз выгоднее, а? Да ещё и никакого мусора не останется - только вода и углекислый газ. Вода - она всегда нужна. А углекислый газ улетает в атмосферу, где его растения обратно поймают и в ту же глюкозу превратят. А попутно ещё и кислорода сделают.
Вы смотрите, как оно замечательно устроилось, да? Все аэробные организмы при дыхании используют кислород для окисления органических веществ. Так они получают энергию в виде АТФ. Отходы этого процесса - вода и углекислый газ. А растения (и цианобактерии тоже) с радостью используют этот углекислый газ в фотосинтезе! Они из него - и из воды - делают органические вещества. А попутно восполняют кислородные запасы нашей атмосферы, выбрасывая ненужный кислород!
Самое смешное, что растения дышат, как все нормальные люди. Кислородом. Потому что дыхание - оно для всех аэробных организмов необходимо. Но когда идёт фотосинтез - то кислорода растения выделяют много больше, чем потребляют при дыхании.
Знаете, сколько сейчас в атмосфере кислорода? Примерно 20 %.
А знаете, сколько в атмосфере углекислого газа - примерно 0 %! Нет его там практически! 0,035% - вот сколько его. Если взять литровую банку, то примерно стакан из неё будет как будто бы кислорода, а примерно столовая ложка - углекислого газа.
Остальное, если вам интересно - это азот.
Углекислый газ тоже может быть в дефиците
Если растениям хорошо, светло и тепло, то они фотосинтезируют, как ненормальные! И может случиться так, что углекислого газа вокруг них не хватит. Особенно в густых зарослях в безветренный день. Или в закрытой теплице!
Вот смотрите. Буквально из ЕГЭ картинка. Тут график зависимости скорости фотосинтеза у томатов от концентрации углекислого газа в теплице. Лиловая точка - это атмосферная концентрация. Мы видим, что при таком уровне скорость фотосинтеза совсем не максимальная! И если поддать углекислоты, то скорость эта существенно повысится. А это значит, что для растений современная атмосферная концентрация углекислого газа маловата! Примерно раза в два побольше, даже в три - вот это да. Это хорошо.
Правда, дальнейшее увеличение ничего не даст. Это как завод - если загрузка станков не полная, то чем больше материала привезут, тем больше изделий получим. Но если уже загрузка полная - то хоть завались материалом, больше не сделают, просто не на чем делать-то, все станки заняты.
А посмотрите кусочек кривой от лиловой точки влево. Видите, как резко кривая падает вниз? Это значит, что при недостатке углекислого газа фотосинтез очень сильно замедляется! И вот такая ситуация может случиться в закрытой теплице.
Что может спасти дело? Ну, микроорганизмы, конечно! Бактерии живут себе в почве, разлагают растительные остатки, которые мы туда закопали, превращают их сперва в глюкозу, потом в углекислый газ - и возвращают его в воздух теплицы. Правда, не все так могут делать. Тут дрожжи ещё очень помогают. Дрожжи - это грибы. Они делают из сахаров спирт и углекислый газ. Поэтому бражка в теплице - это прям то что надо! И помидорам хорошо - углекислый газ. И дрожжам хорошо - тепло. Ну, и ещё кому-нибудь, наверное, хорошо.
Вы же помните, что у растений каждая клеточка завёрнута в клеточную стенку из целлюлозы? Целлюлоза - это полимер из такой вредной глюкозы, которая никак не хочет дружка от дружки отцепляться. Поэтому целлюлозу разлагать - это целое дело! Но современные бактерии и грибы умеют. Особенно мёртвую, из растительных остатков. Ну сами же компост делаем, знаем. Была ботва - и нет ботвы. Зато углекислый газ вернулся в атмосферу, всем на радость.
Как растения оказались в раю - и как они его потеряли
Ну ладно, давайте вернёмся на машине времени лет так на 500 миллионов назад.
В это время растения начали помаленьку выходить на сушу.
А на суше - сухо. Там воды нет. Поэтому можно высохнуть! И растения сделали себе одёжку - покровные ткани. Плотная кожица, которая не пропускает воду наружу.
Но вода ещё и поддерживала растение. А теперь не поддерживает... И растения себе сделали механические ткани - волокна. Волокна помогают растению стоять прямо - а не валяться на земле! А потом еще и проводящие ткани подоспели - про них мы вот тут говорили:
И растения стали большие. Ведь теперь минеральное питание есть по чему доставить в крону! К тому же появилась древесина - ксилема. У ксилемы и сами проводящие клетки, и волокна пропитаны лигнином - таким веществом, которое делает древесину твёрдой и прочной. Такая древесина и воду проводит, и удерживать крону вполне может. Мощное растение с толстым стволом может сделать много-много веток, а на ветках вырастить много-много листьев, а листьями как нафотосинтезировать всего - и сделать ещё толще ствол, ещё больше веток и ещё больше листьев! И фотосинтезировать себе и окружающим на радость! Тем более, что углекислого газа в то время в атмосфере было сильно больше, чем сейчас. Примерно раз в десять. И температура была выше - и, что самое ценное - постояннее. Не было ни сезонных, ни, по большому счету, суточных колебаний. Как на экваторе - 24/7 примерно +25°С. И ещё влажность. Представляете? Рай.
Ну, растения им и воспользовались! И давай расти!
А какие тогда растения были, знаете? Хвощи, плауны и папоротники. Но не такие малютки, как сейчас, нет! У них был настоящий древесный ствол. Толстый, как морковка. И здоровенные вайи во все стороны. В общем, такие себе как бы пальмы.
А почвы-то особо не было. Так, слой песочка, а под ним - материнская порода. Но растения не переживали. У них всё равно корневая система-то была поверхностная.
Помните же, что мощный главный корень, которые может пробраться внутрь на много метров - он получается из зародышевого корешка семени. А семян-то ещё не было.
Поэтому корни все у папоротникообразных - придаточные! Все примерно одинаковые, не особо-то ветвящиеся, распластанные по грунту.
И вот представьте - толстая морковка-ствол с веером громадных листьев-вай - и поверхностная корневая система. Чуть ветерок - бабах! И падает такая конструкция.
Ну и что! Одна упала - сто новых вырастет. Рай же! И вырастает на этом месте сто новых. И тоже ветерок подул - и бабах!
Буреломище был в этих ваших палеозойских лесах, мама дорогая. Динозавр ногу сломит.
Правда, не было тогда ещё никаких динозавров. Так, земноводные по берегам ползали, пытались сушу освоить. А как её освоишь-то, года кругом вот такие завалы?
И что самое печальное - эти поваленные стволы не разлагались. Потому что это сейчас бактерии у нас ушлые - хоть что переварят. А тогда даже и не знали, как к этой целлюлозе подступиться - а тем более с лигнином и прочими улучшайзерами! Да ещё и мокро было там, внизу. Практически болота кругом. И в этих болотах - стволы, стволы, стволы...
Эти стволы так и не разрушились никогда. Они потом спрессовались и превратились в ископаемый каменный уголь. Не зря тот период, про который я вам сейчас рассказываю, назвали Каменноугольным.
А в масштабах планеты - смотрите. Растения берут углекислый газ из атмосферы, превращают в органические вещества, те откладываются в толстенных стволах, а стволы падают - и не разлагаются! Консервируются буквально в этих болотах. И углекислого газа в атмосфере становится всё меньше и меньше...
А углекислый газ, как вы помните - парниковый! Он нам тёплое одеялко вместо метана делал - ну не зря же при таком его содержании в атмосфере (считают, что было его 0,3%) у нас был райский рай!
А когда углекислого газа всё меньше и меньше - то становится всё холоднее и холоднее... Климат становится - о ужас! - сезонным. Появляется зима, и она всё длиннее и длиннее. В некоторых местах - на полюсах - вообще теперь зима всегда! Снег там уже не тает, а накапливается. Значит, вода из атмосферы постепенно уходит, намерзая в полярных шапках. То сеть климат становится не только холоднее, но и ещё и суше...
И это уже не рай, совсем не рай... Это уже - очередное оледенение. И не просто какое-нибудь там, а массовое Пермское вымирание, когда вымерло примерно 85% живущих на Земле видов. А это практически все, друзья!
Тут конечно, не одни растения постарались. Тут и геологические причины были - но растения ооочень сильно этому делу помогли!
Ну и заодно залежи каменного угля сделали, нам на радость.
Великий геохимический баланс
В холодном сезонном климате всем пришлось не сладко. И земноводным с их влажной кожей, и папоротникообразным, с их более чем странным размножением с помощью непонятного зелёного сердечка-заростка.
Куда проще - семенным растениям! У них и запас питания в семенах, и толстая шкура-броня. Семечко может лежать в почве годами - ждать, когда условия для прорастания станут благоприятными.
Так что после этих климатических катастроф растения сделали ставку на семена.
А земноводные отрастили чешую и стали потихоньку превращаться в динозавров...
А бактерии и грибы научились, наконец, перерабатывать уже растительные ткани. И помогли им в этом - тадам! - растительноядные насекомые и моллюски. Измельчённые ими растения куда легче разлагаются.
В общем, животные, растения и грибы где-то миллионов лет так 200 назад договорились, что они все вместе будут поддерживать геохимический баланс. Растения будут фотосинтезировать, делать из углекислого газа органические вещества - а взамен выпускать кислород.
Все животные, многие бактерии и грибы будут этим кислородом дышать как можно сильнее, при этом растениями хорошенько питаться - чтобы превращать их ткани в углекислый газ. Насекомые ещё будут грызть мёртвые - да и живые! - стволы, чтобы поскорее превратить их в труху, а бактерии и особенно грибы будут быстренько заканчивать разложение растительных тканей, и возвращать углекислый газ в атмосферу. Чтобы газовый состав атмосферы был правильный! И чтобы парничок наш планетарный работал как следует!
Эти возвращатели органического углерода снова в неорганический, в углекислый газ, называются редуценты. Запомните это слово, оно нам потом ещё очень пригодится.
В общем, так они и делают до сих пор.
"А где у вас гарантия, - поёт любимый автор-исполнитель, - что хлеб, который ели вы, не станет завтра вам как неоплатный долг зачтён?". И он совершенно прав. Нет у эволюции никаких гарантий. Эволюция - на то и эволюция, чтобы всё менять. Когда везде баланс - ей это как-то... скучно...
Как нормальные ребята вдруг стали вредителями...
И вот какая-то плешивая обезьяна 50 миллионов лет назад слезла с дерева, а потом взяла в руку вилы и посадила огород и цветник... И думает, что она царь природы.
А грибы, бактерии, насекомые и моллюски в недоумении - как так??? Мы 250 миллионов лет старались, учились поскорее переваривать эти растения, чтобы соблюдать великий геохимический баланс - а он, а он... нас травить?! Да как так-то???
А потому что не рай уже, друзья. И нет в мире совершенства.
В отличие от нашей с вами биологической тусовки. Тут у нас полное взаимопонимание и блЛагодать!
Так что давайте, присоединяйтесь! Скоро про паразитов и болезни расскажу. Будет познавательно!
Ваша Лл.
