Microbiology

Рассматривая круговорот углерода, мы уже противопоставляли друг другу два процесса: фотосинтез, при котором фиксируется СО₂ и выделяется О ₂, и минерализацию органических веществ, связанную с потреблением О₂ и освобождением СО₂. Процессы эти противоположны. С точки зрения массообмена важнее всего переход углерода из газообразного неорганического вещества в полутвердые и твердые органические соединения и обращение этого процесса. Если же рассматривать оба этих процесса с позиций энергообмена, т.е. преобразования энергии, то углерод имеет меньшее значение, чем водород.

Еще Ю. Р. Майер (1848) сформулировал положение: «Растения поглощают одну силу – свет - и создают другую - химическое различие» («сила» здесь в смысле «энергия»). В процессе фотосинтеза лучистая энергия Солнца преобразуется в химическую энергию; вода при этом разлагается на кислород и водород, а последний в результате связывания с углеродом (из СО₂) переводится в метастабильное состояние (см. схему). Большая часть такого стабилизированного водорода временно сохраняется в виде углеводов. Создаваемая растениями разность потенциалов между водородом и кислородом служит источником энергии для всех дышащих кислородом живых существ. В их организмах водород снова высвобождается из соединения с углеродом и соединяется с кислородом в «биохимической реакции гремучего газа» с выделением энергии. Это окисление водорода - многоступенчатый процесс, в ходе которого освобождающаяся    энергия    может    отдельными    порциями    превращаться в биохимическую энергию. В глобальном масштабе система «фототрофные растения - органотрофные живые существа» включается в процесс преобразования энергии излучения в тепло и приводит к замедлению роста энтропии.