ВАЖНОСТЬ ПРОЦЕССА ДЫХАНИЯ РАСТЕНИЙ.

ДЫХАНИЕ — процесс универсальный. Оно является неотъемлемым свойством всех организмов, населяющих нашу планету, и присуще любому органу, любой ткани, каждой клетке, которые дышат на протяжении всей своей жизнедеятельности. ДЫХАНИЕ всегда связано с жизнью, тогда как прекращение ДЫХАНИЯ — с гибелью живого. В связи с этим проблеме ДЫХАНИЯ уделяется большое внимание в исследованиях биологов всех специальностей и профилей.
Жизнь организма в целом, как и каждое проявление жизнедеятельности, необходимо связаны с расходованием энергии. Клеточное деление, рост, развитие и размножение, поглощение и передвижение воды и питательных веществ, разнообразные синтезы и все другие процессы и функции осуществимы лишь при постоянном удовлетворении обусловленных ими потребностей в энергии и пластических веществах, которые служат клетке строительным материалом.
Источником энергии для живой клетки служит химическая (свободная) энергия потребляемых ею питательных веществ. Распад этих веществ, происходящий в акте ДЫХАНИЯ, сопровождается освобождением энергии, которая и обеспечивает удовлетворение жизненных потребностей организма.
Сам же процесс ДЫХАНИЯ представляет собой сложную многозвенную систему сопряженных окислительно-восстановительных процессов, в ходе которых имеет место изменение химической природы органических соединений и использование содержащейся в них энергии.
Ферментативные реакции, обеспечивающие биосинтез белков, нуклеиновых кислот, других полимеров и их различных производных, называют анаболическими, в противоположность катаболическим, содержанием которых является разрушение, распад органических соединений. Совокупность ферментативных реакций, с помощью которых осуществляется процесс ДЫХАНИЯ, относится к категории катаболических.
На протяжении многих десятилетий биологическое значение ДЫХАНИЯ сводилось только к высвобождению энергии дыхательного субстрата и использованию ее в процессах, осуществляющихся с затратой энергии. Детальное изучение биохимической природы и ферментативных механизмов, с которыми связан процесс ДЫХАНИЯ, позволило убедиться в огромном значении промежуточных продуктов, которые возникают на пути преобразования органической молекулы и, являясь активными метаболитами, играют исключительно важную роль в созидательном, конструктивном обмене клетки.
Растительная клетка использует в качестве дыхательного материала самые разнообразные органические вещества, окислительно-восстановительные превращения которых осуществляются с участием весьма сложного комплекса каталитических механизмов: ферментов, активирующих водород; ферментов, активирующих кислород; ферментов, выполняющих роль промежуточных медиаторов (или переносчиков электронов) и вспомогательных ферментов. Таким образом, сложная цепь сопряженных окислительно-восстановительных процессов представляет собой многозвенное строго отрегулированное сочетание ферментативных систем различной природы, осуществляющих различные функции. Большой набор ферментативных систем, участвующих в акте ДЫХАНИЯ, обеспечивает широкие адаптивные возможности растительного организма к постоянно меняющимся условиям внешней среды (температура, влажность, освещенность, концентрация кислорода и др.). С помощью каталитических систем ДЫХАНИЯ запасы свободной энергии, содержащиеся в молекуле органического вещества, являющегося дыхательным субстратом, превращаются в мобильную форму, легко используемую в любых процессах, связанных с потреблением энергии.
Как известно, энергия органических веществ, используемых в качестве дыхательного субстрата, ведет свое происхождение от кванта света, адсорбируемого зеленым растением и небольшой группой фотоавтотрофных микроорганизмов в процессе фотосинтеза. Образующиеся в ходе последнего органические соединении и являются практически единственным источником пластических и энергетических ресурсов, за счет которых и обеспечивается существование всего живого населения земного шара. Необходимо, однако, подчеркнуть, что практически вся масса ассимилянтов, создаваемых в процессе фотосинтеза, принадлежит к соединениям неспецифических, а в химическом отношении инертным. То же относится и к содержащейся в этих соединениях химической энергии, которая также не может быть непосредственно использована для осуществления какого-либо из видов клеточной «работы».
Придание этой потенциальной энергии активной формы, ее преобразование в «энергию действия», равно как и преобразование неспецифических продуктов фотосинтеза в специфические для организма компоненты протопласта, иными словами ассимиляция этих соединений, — таково назначение функции, именуемой ДЫХАНИЕМ. Следовательно, так же как и фотосинтез, ДЫХАНИЕ служит целям обеспечения материальных и энергетических потребностей организмов, и в первую очередь, естественно, гетеротрофных. Кроме того, только через системы ДЫХАНИЯ удовлетворяются потребности всех не зеленых клеток зеленого растения и также содержащих хлорофилл клеток в отсутствие света.
Признавая огромную, ни с чем не сравнимую по значению роль фотосинтеза в становлении органической материи, мы вместе с тем не можем не учитывать, что все создаваемые в ходе этой уникальной функции богатства становятся эффективным достоянием живой клетки только благодаря существованию другой столь же важной по выполняемой ею роли, какой является ДЫХАНИЕ.

Из программы спецкурса «Физиология растений»