Как растения используют, например, фосфор?
Наиболее активно он потребляется в период цветения, во время образования и созревания плодов. Известно, что эти важнейшие стадии развития требуют больших затрат энергии. Ведь весь потенциал, созданный растением во время вегетативного роста, идет на то, чтобы обеспечить полноценное воспроизведение следующего поколения.
Фосфор является основным компонентом веществ, дающих энергию для биохимических процессов. Эти вещества иногда образно называют "энергетической валютой” клетки. Три остатка фосфорной кислоты входят в состав молекулы специального энергоносителя — АТФ (аденозинтрифосфата).
Представьте себе вбитый в стенку гвоздь и привязанные к нему три бруска магнитиков (три остатка фосфорной кислоты), полюса которых ориентированы в одну сторону. Магниты будут отталкиваться друг от друга и создавать натяжение нити.
Перережем веревку, связывающую последний магнит, — и он с легкостью отлетит в сторону. Следующий магнит при перерезке отлетит с меньшей силой, а последний — останется на месте.
Как и наша конструкция, АТФ с легкостью отдает свой последний фосфат. При этом выделяется значительное количество энергии, которая используется для образования новых молекул и транспорта различных веществ по клеткам. В результате запускаются каскады реакций, включающие новые программы (например, перестройки, связанные с началом цветения).
Почти все процессы, происходящие в живых системах, вызывают перераспределение энергии.
Затраты энергии АТФ нужны и для поступления солей из почвы. Химические элементы могут попасть в растение только в виде растворенных солей: азот — нитрат-иона и иона аммония, фосфор — фосфат-иона. Если в клетке этих ионов меньше, чем в окружающей среде, то они проникнут внутрь посредством простой диффузии. Однако если необходимо повысить концентрацию каких-то ионов внутри клетки по сравнению с окружающей средой, то их перемещение внутрь будет требовать расхода энергии.