Достигнув Земли, некоторые из фотонов солнечного света приземляются на растения, содержащие пигмент хлорофилл, запуская тем самым волшебный[5] процесс фотосинтеза, обеспечивающий практически всю энергию, используемую живыми существами на нашей планете. Фотосинтез – воистину удивительный механизм: с помощью солнечного света, воды и углекислого газа создается химическая энергия, сохраняющаяся в виде молекул углевода в растениях, часть из которых мы можем употреблять в пищу. В качестве побочного продукта такой реакции образуется кислород. Именно этим кислородом мы с вами и дышим прямо сейчас.
Давайте разберемся более детально. Эта реакция проста на бумаге: растение улавливает свет и использует его, чтобы соединить вместе шесть молекул углекислого газа (CO>2) и шесть молекул воды (H>2O) в молекулу глюкозы C>2H>12O>6. На деле же данный процесс состоит из нескольких шагов. Сначала окрашенная молекула, улавливающая свет – молекула хлорофилла, – поглощает фотон света, и один из ее электронов получает столько энергии, что оказывается в состоянии отделить воду – что-то вроде электролиза. Так запускается каскад химических реакций, в ходе которых электрон переходит от одной молекулы к другой, чтобы забрать у них эту энергию и сохранить ее в молекулах под названием аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), которая используется всеми живыми организмами для обмена веществ. Эти молекулы АТФ затем применяются во втором каскаде реакций, в результате которых CO>2 преобразуется в глюкозу, сахар жизни.
Известно, что в любой момент времени мощность поглощаемой по всей планете энергии в результате фотосинтеза составляет 130 тераватт. Сложно представить, как это много, однако данная величина составляет лишь 0,1 % от всей солнечной энергии, достигающей Земли (а также в три раза превышает суммарное энергопотребление человечества).
Обычно фотосинтез происходит незаметно для человеческого глаза, и вам просто придется поверить мне на слово, однако если вам все же хочется посмотреть этот процесс в действии, то можно провести потрясающий эксперимент, который сделает его видимым. Купите какое-нибудь водное растение семейства водокрасовых – лучше всего для этой цели подходит Элодея канадская (Elodea canadensis). Обрежьте на сантиметр верхнюю часть растения острыми ножницами, поместите его в воду так, чтобы оно полностью оказалось под ней (для этого достаточно прицепить к нему зажим для бумаг). Теперь посветите на него фонарем. Вскоре вы увидите, как из воды появляются мелкие пузырьки. Это вырабатывается кислород. Знаю, знаю! Я записал это на видео, так что загляните на YouTube-канал GastronautTV.
Вы, возможно, удивитесь, однако все, что может поместиться в вашем пищеварительном тракте, строго говоря, съедобно, будь то хлеб, древесина, трава, жвачка или куски железного лома. Если вы не можете получить из чего-то питательных веществ, как в случае с железным ломом и жвачкой, то это называют нерастворимой клетчаткой (полезна для проталкивания пищи по кишечнику), а если вы не можете переварить что-то в своем тонком кишечнике, однако толстый кишечник в состоянии это расщепить (как в случае с древесиной и травой), то это называют растворимой клетчаткой. Все остальное считается питательными веществами и, как правило, в процессе пищеварения приносит ту или иную пользу.
Итак, вы раздобыли чудную съедобную пищу, возможно, даже сами ее приготовили. Теперь пришла пора ее переварить. В среднем на переваривание пищи вашему организму требуются целых 50 часов у взрослых (33 часа у детей), из которых 40 часов приходится на толстый кишечник. И тут начинается самое веселое…