Жизнь или кошелек!

Проблема фотодыхания остается одной из самых увлекательнейших, самых волнующих в 200-летнем учении оПицундская сосна фотосинтезе. Ибо тут замешаны не только надежды практиков, но и глубокие вопросы теории. К примеру, эволюционный аспект.

Доктор биологических наук Игорь Александрович Шульгин считает, что Земля - настоящий музей растителыюго мира, музей, где экспонаты, правда, предоставлены самим себе, ибо мы еще мало знаем условия в которых можно поддерживать вымирающие формы.

К ним относятся растущие в Абхазии знаменитые пицундские сосны, исчезающие деревья гинкго (Китай) древовидные папоротники и другие реликтовые, остающиеся за кормой «корабля» эволюции формы - по ним, пока не поздно, можно было бы хоть как-то воссоздать картину далекого прошлого планеты. Может быть, надеется Шульгин, когда-нибудь будет создан специальный музей флоры, где в искусственных условиях будут поддерживаться режимы, оптимальные для сохранения исчезающих растений.

А не являются ли Сз-растения «прорехой» эволюции, отголоском прошлого, видами, сходящими со сцены?

Когда-то на нашей планете все было иным. Ее первая атмосфера состояла преимущественно из аммиака, метана и водяных паров. Фотосинтез возник в протерозое - около полумиллиарда лет назад. Это была революция, имеющая далекие последствия. Растения, усваивая богатые запасы углекислоты древней атмосферы, переводили углерод в состав органических веществ, позднее захороненных в горючих ископаемых, и в карбонаты (различные соли угольной кислоты, ее формула Н2СО3), составляющие значительную часть земной коры.

Количество углекислоты в атмосфере начало катастрофически падать, а кислорода - расти. Все это ухудшало условия для фотосинтеза растений, так что нынешняя концентрация углекислого газа в воздухе для растений далеко не оптимальна. Видимо (и это одна из точек зрения ученых), многие растения просто не смогли в наилучшей степени приспособиться к новому режиму: их фотосинтетический аппарат и сейчас гораздо лучше работает при значительно более высоких концентрациях углекислоты, чем обычные 0,03 процента, и при более низких, чем современная цифра - 21 процент, концентрациях кислорода. Таковы, считается, все С3-растения, обладающие древним и универсальным типом фотосинтеза. Но затем появилась новая ветвь - С4-растения, более совершенные формы, лучше приспособленные к жизни в обедненной углекислотой атмосфере. Они выработали в себе мощный механизм, слой клеток мезофилла, для улавливания углекислоты, связывания и запасания ее.

Вот расхожая версия, которая, естественно, относит фотодыхание к разряду недоделок природы. Но, может быть, все не так просто? И фотодыхание - необходимое звено жизненного цикла С3-растений? Попробуем в этом разобраться. Начнем с того, что сахарный тростник или сорго произрастают в довольно-таки тепличных условиях: высокая влажность, обилие света, тепла. Тут основная помеха - низкая концентрация СО2 в атмосфере. И С4-растения успешно справились с этой трудностью.

Совсем иное у растений-«северян», С3-растения вынуждены существовать в сравнительно суровых условиях. Тут часто возникают экстремальные, стрессовые ситуации. Быть может, и это вторая точка зрения, фотодыхание и позволяет С3-растениям уцелеть в трудных условиях. И естественная цена выживания, расплата (жизнь или кошелек?) - это уменьшение их продуктивности. Так что, возможно, С3-растения - это вовсе не растительные «динозавры», а так же, как и С4-растения, - результат длительного приспособления к изменившимся внешним условиям. Они тоже прошли долгий путь эволюции, изменили морфологию, жизненные циклы, чтобы достаточно гибко приспособиться к новым условиям среды.