Quantum of Science

Fotosinteza - taj nevjerovatni, kompeksni proces u kojem biljke od fotona i ugljičnog dioksida stvaraju šećere je proces na kojem počiva život na Zemlji. Međutim, toplota i suša uzrokuju stres za biljke i one na većim temperaturama ne mogu biti tako efikasne u ovoj konverziji.  Međutim, genetičko inženjerstvo može pomoći biljkama da se bolje nose sa većim temperaturama. Jaka toplota i svjetlo remete funkciju određenih podjedinica fotosistema II  i fotosinteza se u takvim uslovima zaustavlja. Gen za jednu od podjedinica, zvanu D1, nalazi se u genomu samih hloroplasta (ne zaboravimo - hloroplasti osim pigmenta hlorofila imaju u svoju DNK) i kada bi biljke proizvodile D1 u suvišku, to bi moglo amortizirati problem i pomoći u fotosintezi.  Teoretski, moguće je editovati i gene hloroplasta, ali je to mnogo pipljivije nego editovati gene u nuklearnoj DNK. Zato su se naučnici opet okrenuli nuklearnog DNK i mijenjali ono što im je bilo lakše. Tim koji je pre...

Da, to je tačno (mada neki naučnici kaže da je ovaj broj znatno ispod 20% ). Međutim, šta to zapravo znači? Treba znati da biljke ne samo što oslobađaju kisik u fotosintezi, nego ga i troše u procesu disanja, noću. Ne treba zamišljati kako biljke, pa tako ni one u Amazoniji, samo proizvode kisik.  Također, ako bi ove šume nestale sa lica Zemlje - što nikako ne želimo - treba razumjeti da procenat kisika u atmosferi ne bi opao za 20-tak procenata Zapravo, najveći proizvođači kisika su marinski mikroorganizmi, a po produktivnosti ih slijede višećelijske alge. Upravo su ovi organizmi i izmijenili atmosferu naše planete prije mnogo milijardi godina. Ako je sve to tako, zašto su onda tropske šume, i naročito Amazonija, tako važne za nas? Zapravo, njihova vrijednost nije toliko u količini oslobođenog kisika, koliko u količini vezanog ugljika. Najvažnija stvar koja se dešava u procesu fotosinteze jeste to da se ugljik iz smjese zraka ugrađuje u organske molekule bil...

Na blogu Quantum of Science već postoji "feljton" o fotosintezi , iz pet dijelova, gdje sam pokušala jedan tako kompleksan proces, ovisan o kvantnim fenomenima, objasniti učenicima srednjih škola te svima onima koji žele nešto saznati o finesama ovog procesa. Naime, čini mi se da se fotosinteza ovlaš pređe, pred kraj godine, da se ponekad ni nastavnici biologije ne mogu izboriti sa ovim lekcijama, a učenici ostaju u neobranom grožđu vezano za ovu oblast. Međutim i suprotan proces fotosintezi, disanje , ostaje uglavno enigmatičan. Pod disanjem u svakodnevnom životu podrazumijevamo proces uzimanja kisika, a izbacivanja ugljičnog dioksida, ali nekako se predstava o disanju na tome i završi.  Međutim, kao što fotosinteza ima svoje faze - inicijalnu, svijetlu i tamnu, tako i disanje ima više aspekata i faza. Pod disanjem, a fokusiraćemo se na kičmenjaka, posebno na više, toplokrvne kičmenjake - ptice i sisare - podrazumijevamo i ono što zovemo razmjena gasova tj. udisa...

Vijetnamska polja riže J edan od argumenata grupacija koje ne uzimaju za ozbiljno klimatske promjene i opasnost od povećanja koncentracije stakleničkih plinova u atmosferi Zemlje, jeste i čuveni argument da je to "dobro, jer više ugljendioksida znači i povećanje intenziteta fotosinteze i produkcije biomase". Prije nekoliko godina, koliko se sjećam, čak je i jedan bh. akademik govorio nešto slično. Međutim rad objavljen u Science Advances opovrgava ovo. Rad objavljen 23. maja 2018. godine pod naslovom " Carbon dioxide (CO 2 ) levels this century will alter the protein, micronutrients, and vitamin content of rice grains with potential health consequences for the poorest rice-dependent countries", pokazuje kako riža gubi nutritivne vrijednosti, pogotovo mikronutrijente, usljed povećanja udjela ugljendioksida.  Riža je jedna od najznačajnijih svjetskih žitarica, ako ne i najvažnija: oko 3.5 milijardi ljudi širom svijeta ovisi o njoj i tim ljudi...

Prethodni post: ,,Zelen konjic u gori - svijetla faza fotosinteze" .  Dakle, u svijetloj fazi fotosinteze, u procesima koji ovise o svjetlu, nastaju molekule ATP (energetska moneta organizma) i NADPH , voda se razložila na protone i molekulu kisika, a magnezijum u hlorofilu je dobio novi elektron. I sve to na tilakoidnoj membreni hloroplasta. Međutim, kada nastaje glukoza i gdje? Glukoza - onaj krajnji produkt fotosinteze nastaje u stromi hloroplasta (ne na tilakoidnoj membrani!) i reakcije koje vode sintezi glukoze ne ovise o svjetlu, mada se nikad ne odvijaju po noći. Dakle, naziv "tamna faza fotosinteze" samo je simboličan - kompletna fotosinteza, sa svim svojim fazama, odvija se isključivo po danu. Pravilan naziv za ovu fazu fotosinteze bio bi Calvinov ciklus (Calvin-Benson-Basshamov ciklus, prema naučnicima sa UC Berkeley koji su ga otkrili) je niz reduktivnih biohemijskih reakcija u stromi hloroplasta fotosintetskih organizama. U suštin...

Tilakoidna membrana hloroplasta - mjesto na koje se odvija jedan dio fotosinteze, izvor: http://biology.anu.edu.au/ Prethodni post: " Barka na zelenom moru - kako svjetlost djeluje na hlorofil ". Dakle, šta se to čudesno dešava u toku ovog procesa? Nemojte da vam ovaj najvažniji proces u prirodi ostane tek neka  nerazumljiva magija već uložite nešto malo vremena da biste nešto shvatili. Da nije fotosinteze, mi ne bismo imali šta da jedemo, niti bi bilo kisika koji nam je potreban za život. Neke bakterije (cijenobakterije) te alge i više biljke imaju sposobnost fiksiranja karbon-dioksida iz atmosfere koji, u nizu vrlo specifičnih reakcija oksidacije i redukcije (tj. primanja i davanja elektrona) "ugrade" u svoje stanice. A biljne stanice pune tog fiksiranog karbona jesu hrana za biljojede i svaštojede, koji su, opet, hrana za mesojede...i sve tako, kroz lance ishrane.  Dakle, rekla sam kako foton crvene svjetlosti ekscitira atom magnezijuma unutar porfi...

Prethodni dio: "Zelen vjetar, zelene grane" Fotosinteze može biti bez hloroplasta, ali ne može bez hlorofila. Međutim, šta je tačno taj hlorofil, za koji znamo samo da je pigment koji biljkama daje zelene u boju? Kao prvo, to nije hlorofil, već su u pitanju hlorofili . Postoje hlorofil a,b,c1, c2, d i f. Oni se razlikuju u nijansama, ali svima je zajedničko da u centru imaju jedan atom magnezijuma. Zapravo, hlorofil je bio prva tvar u živim organizmima u kojoj je dokazan magnezijum (1906.). Hlorofil a ima  molekularnu formulu  C 55 H 72 O 5 N 4 Mg, dok mu strukturna izgleda ovako:  E, sad, hlorofil reaguje na svjetlost, tačnije na fotone. Kako ne bih previše komplicirala, uzeću za primjer hlorofil a. Hlorofil a absorbuje ljubičastu, plavu i crvenu cvjetlost, a reflektuje zelenu. U stvari, bolje je reći  ne da reflektira, nego samo manje apsorbira zelenu.   Zato su listovi zelene boje - jer jedino zelena svjetlost iz vidljivog s...

Prethodni post iz serije o fotosintezi: " Zeleno, volim te zeleno - uvod u proces fotosinteze ". Ovi tekstovi su objavljeni 2015. U prošlom postu sam napravila jedan mali uvod u proces fotosinteze, kako biste mogli bolje pratiti ovaj post, u kojem pišem o biohemijskim procesima koji se odvijaju u toku fotosinteze i fizici koja stoji iza svega toga.  Dakle - ono što je bilo bitno iz prethodnog posta je da bude jasno kako biljke nisu jedina živa bića koja vrše fotosintezu (to mogu i neke bakterije i protisti) te da kada kažemo da u fotosintezi nastaje "šećer" ne mislimo da odmah nastaje onaj šećer koji stavljamo u kafu i kolače. A sad-hajmo na "ozbiljnu" nauku. Pogledajte opštu formulu fotosinteze: Dakle, da bi organizam koji može vršiti fotosintezu proizveo 1 molekulu šećera glukoze C 6 H 12 O 6 , on mora iz atmosfere uzeti 6 molekula karbon-dioksida. Međutim, ako bi se sav kisik/oksigen iz molekule karbon-dioksida ugradio u moleku...

Ne mogu se dovoljno načuditi kako autori udžbenika pojedinim frazama zakukulje ono što je prilično jasno. Problem je to što oni često ne mogu da uđu u um desetogodišnjaka za koje pišu te udžbenike (dobro, ko može uči u njihov um?) -odraslima jednostavno nije jasno šta to djeci nije jasno. Jedna od takvih rečenica je "biljke proizvode hranu". Ovo prečesto nalazim u udžbenicima, i nemam nikakve zamjerke na tačnost rečenice i tvrdnje, ali imam na njenu apstraktnost. Vidite, kada kažete "hrana" djeci je to asocijacija na frižider, supermarket, buregdžinicu ili donner. Neću vam sada ispaliti rafalnu paljbu o tome "kako današnja djeca sa asfalta pojma nemaju kako se dobija mlijeko, a mi u naše vrijeme smo to znali" niti na bilo koji način kritikovati djecu "kako ne znaju ništa o životu". Mi smo tu da ih tome naučimo i ako mi ne ispunimo tu dužnost, krivica je na nama, ne na djeci. Ja sam mišljenja da se stvari ne trebaju pojed...