Харчові ланцюги - БІОЛОГІЯ

Трава росте, собаки бігають і гавкають. Птахи співають, можливо, і ти співаєш. Ти думаєш і читаєш, біжиш і ходиш до школи. Але де, на вашу думку, живі істоти беруть енергію, щоб робити те, що вони роблять? Почнемо з того, як енергія працює у вашому тілі. Все, що ви робите, - це ланцюгова реакція подій. Переміщення пальця, подряпини і навіть читання цієї сторінки є результатом низки подій та процесів, що виникають у вашому мозку.

Припустимо, ви хочете поворушити пальцем: Цей рух починається з ідеї: "Я хочу поворухнути пальцем".

Зараз ваш мозок надсилає повідомлення, щоб поворушити пальцем. Це повідомлення передається через вашу нервову систему. Як тільки повідомлення потрапляє на ваш палець, глибоко всередині м'язів структури, що називаються нитками, стискаються. Це скорочення, тобто з’єднання ниток, змушує палець рухатися.

Але що дозволяє здійснити цей ланцюжок подій? Енергія гарантує, що все може мати місце. Це енергія, яка надсилає повідомлення з вашого мозку на ваш палець і рухає його. Ваше тіло отримує свою енергію з їжі, яку ви їсте. Їжа також забезпечує вас мінералами та вітамінами, які забезпечують нормальну роботу клітин. Ваша травна система розщеплює їжу, яку ви їсте та п'єте, на дрібні молекули. Вони транспортуються до кожної клітини вашого тіла. А тепер давайте подивимось, як ваш сніданок розкладається і транспортується з рота до кожної клітини вашого тіла.

Ви починаєте день із здорового сніданку, такого як шматочок тосту, яйце, трохи фруктів та склянка молока.
Їжа потрапляє у ваш шлунок та кишечник. Там він розщеплюється на дедалі менші компоненти, такі як цукор та інші молекули, які потрібні вашим клітинам.
Ці молекули поглинаються кров’ю, яка проходить через ваш шлунок і кишечник, і транспортуються до м’язових клітин, де вони поглинаються.
У той же час ваша кров збагачується киснем із легенів, а також транспортується до клітин м’язів. Так кисень і молекули їжі потрапляють у ваші клітини.

Невеликі частини їжі, яку ви з’їли, розщеплюється на моносахарид (простий цукор), який називається глюкоза. У ваших клітинах енергія виділяється з цукру, як тільки глюкоза та кисень з’єднуються в реакції. Під час цієї реакції вода, вуглекислий газ та енергія утворюються у формі АТФ. Цей хімічний процес називається клітинним диханням або аеробним диханням.

ви вже знали?
Слово "аеробне" означає "з киснем". Аеробна активність відноситься до процесів, при яких ваші м’язи забезпечуються достатньою кількістю кисню. Якщо ваші м’язи не отримують достатньої кількості кисню, вони забирають енергію в процесі, що створює кислі відходи або побічні продукти. Ці кислотні відходи можуть викликати судоми!

Тепер ви знаєте, що ваше тіло потребує їжі для виробництва енергії. Але звідки ваша їжа бере енергію, яку вона вам дає? Давайте згадаємо сніданок та яйце. Яйця походять від курки. Для того, щоб виробляти і нести яйця, курка також потребувала енергії. Щоб отримати цю енергію, їй теж потрібно було щось з’їсти. Якщо це була курка з вільного вигулу, можливо, вона з’їла коника, який застрибнув у його вольєр. Після того, як курка з’їсть коника, маленькі молекули та кисень доставляються до його клітин через кров для отримання енергії у формі АТФ. Цей процес точно такий же, як той у вашому тілі, про який ви щойно читали.

Згадайте тренувальну ситуацію, в якій ви так старалися, що зовсім задихалися. Опишіть, як почувалися рот, горло, грудна клітка та легені. Тепер опишіть, що, на вашу думку, відбувається з киснем і вуглекислим газом, коли він потрапляє і виходить з організму.

ви вже знали?
Рослини використовують кольорові пігменти для поглинання сонячного світла, серед яких найпоширеніший зелений хлорофіл. Однак деякі водорості та бактерії також використовують пігменти синього, червоного, коричневого або навіть жовтого кольору!

Отож курка з’їла коника. Але звідки у коника енергія жити, рости чи навіть стрибати у загоні курки? Коник їв щось наповнене енергією, наприклад, траву чи листя. Як ви можете виявити, немає простої відповіді на запитання: "Звідки ви берете енергію, щоб рухати пальцем?" Ця енергія походить від яйця курки, яка поїла коника, а вона, в свою чергу, їла траву. Однак у нас досі немає однозначної відповіді на запитання, оскільки історія не зупиняється на бур’яні. Навіть трава не може рости без енергії. Тож звідки трава бере енергію, яка потім передається коникові?

Фотосинтез

Трава не така, як ти, курка чи коник. Не можна їсти траву, щоб отримати енергію, необхідну для росту. Відповідно, він повинен прийти до своєї енергії іншим шляхом. Трава, як і інші рослини, отримує свою енергію в процесі, який називається фотосинтезом. Під час фотосинтезу рослина використовує сонячне світло, воду та вуглекислий газ для виробництва цукру та кисню. А тепер прочитайте останнє речення ще раз. А тепер прочитайте це речення: Ваші клітини використовують цукор та кисень для забезпечення хімічної енергії і в процесі цього виробляють вуглекислий газ та воду. Як ви думаєте, як ці процеси пов’язані між собою?

Як ти гадаєш?
Можна сміливо стверджувати, що у вас є енергія, щоб ворушити пальцем, бо світить сонце. Перечитайте речення Стіва Ван Матре: "Кожна жива істота - це іскра сонячної енергії, кришталева перлина в павутині життя".
Як ви думаєте, про що думав автор, коли писав ці рядки?

Вистава про фотосинтез та клітинне дихання
Поставте невеличку п’єсу про фотосинтез та клітинне дихання. Складіть список можливих ролей у групі. Важливі ролі - "сонце", "цукор" і "вуглекислий газ". Подумайте про інших, що відбуваються в процесах фотосинтезу та аеробного дихання (дихання клітин), і напишіть для них сценарій. Будує та проектує вивіски, реквізит або костюми, щоб глядачі могли зрозуміти, хто яку роль виконує. Тепер розіграйте свою п'єсу!

Під час фотосинтезу енергія сонячного світла використовується для виробництва цукру та кисню. Аеробне дихання (клітинне дихання) використовує цукор та кисень для накопичення енергії цукру як іншої хімічної сполуки. Фотосинтез, відповідно, протилежний аеробному диханню. Рослини виробляють те, що потрібно тваринам, а тварини - те, що потрібно рослинам. Дотримуйтесь цього циклу, який показаний на малюнку 2.8.

Перевірте себе!

В який час доби в клітинах рослин відбувається дихання клітин? Поясніть свою думку.
Чи можуть рослини також здійснювати фотосинтез у темряві? Поясніть свою відповідь.
Наведіть приклад енергії, яку використовує живий організм, але яку неможливо простежити до сонячної енергії.

Ми розпочали цей розділ із запитання, звідки ви берете енергію, щоб рухати пальцем. Тепер ви знаєте: енергія, необхідна для руху м’язів пальців, проходить через довгий ланцюг організмів та подій. Ви отримуєте енергію, проковтуючи їжу, таку як яйце, яке надходило з організму, який з’їв рослину, яка використовувала сонячну енергію для фотосинтезу. Екологи називають таку послідовність подій харчовим ланцюгом. Термін харчовий ланцюг використовується для опису шляху, по якому енергія від сонця досягає тварини, щоб вона могла рухатися, рости та розмножуватися. Харчовий ланцюг на малюнку 2.9 - це лише одна з можливих ланцюгів харчування, у якій ви перебуваєте.