Джордж Зейдан - Ингредиенты. Странные химические свойства того, что мы едим, пьем и наносим на кожу

У людей весьма интересная циркуляторная система. У нас есть один мощный насос (сердце), который толкает густую жидкость, наполненную живыми клетками (кровь), по большим и средним артериям и крошечным капиллярам. У растений этого нет, однако даже самое высокое дерево в мире, Гиперион в Калифорнии [26]  Гиперион – экземпляр секвойи вечнозеленой (Sequoia sempervirens), растущий в национальном парке «Редвуд» в северной Калифорнии, США. По состоянию на 2015 год является самым высоким живым деревом на Земле (высота – 115,61 м). , умудряется перемещать глюкозу от листа, расположенного на высоте 116 метров, до самого глубокого корня, который может находиться в 30 метрах от ствола. Как это возможно? Благодаря флоэме. Вероятно, в школе вам рассказывали о ней:

Ксилема транспортирует воду из корней к остальным частям растения, а флоэма перемещает глюкозу из листьев в другие места.

Флоэма – это сложная ткань, и ее ключевые компоненты называются ситовидными трубками. Они напоминают водопровод, однако сделаны не из меди, как трубы на красивых фото ванных комнат на Pinterest [27]  Pinterest – социальный интернет-сервис, фотохостинг, позволяющий пользователям добавлять в режиме онлайн изображения, помещать их в тематические коллекции и делиться ими с другими пользователями. , а из живых клеток. Одиночных живых клеток, прилегающих друг к другу, словно участки нефтепровода. Места их стыков имеют отверстия, как сито в кухонной раковине. Длина каждой секции, называемой ситовидным элементом, равна всего нескольким сотням миллионных долей метра. Ширина ситовидных элементов в листьях составляет около десяти миллионных долей метра [28]  Это примерно одна десятая толщины человеческого волоса, в шесть миллионов раз меньше ширины Ford Pinto 1978 года и в 300 миллиардов раз меньше ширины штата Небраска. – Прим. авт. . Представьте, какой должна быть сила всасывания (или выдувания), необходимая, чтобы проталкивать сахарный раствор через соломинку шириной всего 10 миллионных долей метра и длиной десятки метров. Тем не менее растения делают это ежедневно. Как?

Благодаря фотосинтезу. В отличие от меня и вас, фотосинтез невероятно продуктивен. При оптимальных условиях некоторые растения могут вырабатывать молекулу глюкозы, используя всего 60 фотонов света (для сравнения: около 300 000 000 000 000 фотонов попадают в ваши глаза каждую секунду, когда вы смотрите на синее небо в солнечный день). Даже при умеренно благоприятных условиях растение может произвести около 800 миллиграммов глюкозы на лист среднего размера в день. Она постоянно поступает в ситовидные трубки в листьях, и, как вам известно, чем больше вы пытаетесь впихнуть в ограниченное пространство, тем выше давление внутри него. К счастью, глюкозе есть куда переместиться, чтобы снизить давление: в остальные части растения. Однако на самом деле оно никогда по-настоящему не падает, потому что фотосинтез продолжает происходить в листьях, где производится все больше глюкозы, которая поступает в ситовидные трубки и распространяется по другим частям растения [29]  Это упрощенное описание. На самом деле высокая концентрация глюкозы в листе вытягивает воду в ситовидную трубку путем осмоса, из-за чего создается давление, перемещающее сахарную воду из листьев в остальные части растения. – Прим. авт. .

Вы можете представить себе фотосинтез в виде насоса, но не механического, который работает благодаря компрессии, а химического , который производит все больше и больше глюкозы до тех пор, пока не появляется необходимость переместить ее куда-то.

Но не позволяйте тому факту, что этот насос немеханический, ввести вас в заблуждение. Если вы здоровы (и в каком-то смысле везучи), ваше артериальное давление составляет около 120 мм ртутного столба.

Давление внутри автомобильной шины равно 1800 мм ртутного столба, то есть оно в 15 раз выше артериального. Растения, не имеющие центробежного насоса, способны повышать давление в ситовидных трубках до 7500 мм ртутного столба! Чтобы ощутить такое давление, вам придется надеть снаряжение для подводного плавания и нырнуть на глубину 100 м. Сила, оказываемая на 6,5 см 2вашей кожи и возникающая из-за того, что 100 м воды давят на вас сверху , равна силе, оказываемой на 6,5 см 2крошечных трубочек толщиной 0,1 человеческого волоса, которые расположены глубоко внутри растений, окружающих вас ежедневно.

Поэтому в следующий раз, посмотрев на дерево или хотя бы специи на кухне, которые вы забыли полить, вспомните, что перед вами самый совершенный трубопровод на планете.

Около 300 000 000 000 000 фотонов попадают в ваши глаза каждую секунду, когда вы смотрите на небо в солнечный день.

А теперь давайте поговорим о том, что течет по этим трубочкам. Вспомните, что в ходе фотосинтеза в листьях образуется много глюкозы. Растение, однако, производит ее не в твердой форме. Практически все процессы внутри него, включая фотосинтез, происходят в воде. Таким образом, когда растения производят глюкозу, они делают это в воде. Перемещают ее по флоэме они тоже в воде.

Если растворить две чайных ложки сахара в чашке чая или кофе, то у вас получится приблизительно 3,3-процентный сахарный раствор. Для большинства из нас он будет на вкус довольно сладким. Баночка колы – это примерно 10-процентный сахарный раствор [30]  Если вы когда-либо пытались выпить воду с 10-процентной концентрацией сахара, мое почтение. Она отвратительна. Кола и фруктовые соки содержат ароматизаторы и природные кислоты, маскирующие сахар. – Прим. авт. . В соке растений содержание сахара варьируется от 10 до 50 %. Таким образом, в жидкости, которая течет по трубопроводной системе некоторых растений, концентрация глюкозы в три раза выше, чем в банке колы. Растения – это первые и самые старые производители сиропов в мире.

Фрукты вкусны и полезны, но жидкость, текущая от листьев к корням по тысячам крошечных трубочек под давлением как на глубине 100 метров или в работающем пожарном рукаве содержит о-о-о-о-очень много глюкозы.

Сахар – это только начало.

Если вы живете в США или другой развитой стране, то выбор продуктов питания у вас практически безграничен. Но если проследить источник этого огромного разнообразия, то вы обнаружите всего один – растения. В фотосинтезе участвуют две молекулы, состоящие из трех химических элементов (углерода, водорода и кислорода), которые превращаются в глюкозу. Растения не только сразу сжигают ее для получения энергии, но и откладывают на более позднее время в виде крахмала или жира. Таким образом, три самых важных пищевых группы (сахара, крахмал и жиры) состоят из трех одинаковых элементов, задействованных в ходе фотосинтеза. (Клетчатка, кстати, тоже. Хотя это не совсем еда, она полезна для процесса дефекации.)