Наши партнеры

СО2, используемая для фотосинтеза, попадает в зеленую клетку листа или стебля через устьица и сильно разветвленную сеть межклеточных воздухоносных каналов. Лист — главный орган растения, осуществляющий фотосинтез, — состоит из нескольких слоев активно фотосинтезирующих клеток (клеток мезофилла), окруженных защитным слоем {эпидермисом) и снабженных проводящими элементами (жилками), предназначенными для переноса веществ в двух противоположных направлениях: по жилкам вода и питательные вещества поступают в лист и по ним же ассимиляты и прочие продукты жизнедеятельности удаляются из листа. Жилки настолько сильно ветвятся, что в мезофилле практически нет ни одной клетки, которая отстояла бы от ближайшей к ней жилки дальше, чем на несколько клеточных диаметров.

Устьица, пронизывающие эпидермис, открываются и закрываются под влиянием изменений в тургоре замыкающих клеток. Каждое устьичное отверстие окружено двумя такими клетками, имеющими форму боба. Ясно, что способность замыкающих клеток к подобным движениям обусловлена их структурными и физиологическими особенностями. Стенки этих клеток весьма эластичны в отличие от жестки и стенок, окружающих большинство зрелых растительных клеток. Кроме того, целлюлозные микрофибриллы, составляющие каркас клеточной стенки, ориентированы здесь не продольно, как это обычно бывает, а радиально. Далее, стенки у замыкающих клеток со стороны, обращенной к устьичной щели, толстые и не поддающиеся растяжению, а с противоположной стороны — более тонкие и более растяжимые. Вследствие этого, когда замыкающие клетки в результате усиленного осмотического поглощения воды становятся тургесцентными, они набухают и изгибаются, выпячиваясь наружу, так что устьичная щель открывается. Когда же эти клетки теряют воду, а следовательно, и тургор, они сжимаются, и устьичная щель при этом плотно закрывается. Сравнительно недавно удалось показать, что этот осмотический приток и отток воды, а значит, и тургесцентность замыкающих клеток регулируются интенсивным перемещением ионов калия, хлора и водорода между замыкающими клетками устьиц и другими клетками эпидермиса.

Пройдя сквозь устьичный барьер, атмосферная С02 попадает в подустьичную воздушную полость, а затем в сообщающиеся воздушные ходы, по которым она диффундирует через весь мезофилл листа. На влажной клеточной поверхности- СО2 растворяется в воде, гидратируется и превращается в угольную кислоту (Н2СОз). Часть этой угольной кислоты нейтрализуется катионами клетки с образованием бикарбонат-ионов (НСО3-). Этот бикарбонат служит для клетки резервом потенциальной С02, которую клетка может использовать для фотосинтеза.

Двуокись углерода, от которой мы все зависим, присутствует в атмосфере в следовых количествах: на десять тысяч частей воздуха приходится всего лишь около трех частей С02 (0,03%). В разных местах земного шара эта концентрация несколько варьирует; она выше над городами, т. е. там, где сжигаются большие количества угля, нефти и бензина, и ниже в сельских местностях, где идет интенсивный фотосинтез. В теплицах в светлое время дня концентрация С02 в воздухе также падает, а потому иногда ее здесь искусственно повышают, чтобы таким путем добиться усиления фотосинтеза у растений, достаточно хорошо обеспеченных и светом, и влагой. Правда, это таит в себе известную опасность: листья особо чувствительных растений могут при этом пострадать; быть может, это объясняется тем, что при высоком уровне С02 в воздухе у некоторых растений закрываются устьица.

Жизнь растения