Промениста енергія повинна бути пов'язана, інакше вона буде назавжди втрачена. - Сонячна радіація містить цілий спектр різних випромінювань, але у фотосинтезі бере участь лише частина цього спектру.
У зелених рослин єдиним джерелом енергії, яку вони можуть використовувати в обмінних процесах, служить сонячне випромінювання.
Від усіх інших ресурсів воно багато в чому відрізняється.
Промениста енергія досягає рослини у вигляді потоку випромінювання Сонця - будь то прямого, розсіяного атмосферою, відбитого від інших предметів або крізь них минулого. Співвідношення кількостей прямого і розсіяного випромінювання, що падає на незатененние лист, залежить від запиленості повітря і особливо від потужності светорассеивающего повітряного шару, що знаходиться між рослиною і Сонцем. Частка прямого випромінювання найбільш висока в низьких широтах (рис. 3.1).
Коли на шляху потоку променевої енергії виявляється лист рослини, потік може бути частково відображений (довжини хвиль відбитих складових не змінюються), пропущений (при цьому деякі спектральні складові виявляються вилученими) або поглинений. Частина поглиненої енергії може досягти мітохондрій та запустити процес фотосинтезу (рис. 3.2).
В процесі фотосинтезу енергія випромінювання перетворюється в хімічну енергію високоенергетичних сполук вуглецю. Згодом при диханні (або самої рослини, або тих організмів, які ця рослина поїдають або розкладають) ці високоенергетичні сполуки розщеплюються. Якщо ж
Мал. 3.1. Карта світу із зазначенням середньорічний інтенсивності поглинання променевої енергії Сонця системою «Земля - атмосфера». Дані отримані за допомогою радіометра, встановленого на борту метеорологічного супутника "Німбус-3». Одиниця виміру - кал-см ^ -мін "1 (I кал = 4,2 Дж). (За Ra- ushke et al. 1973.)
промениста енергія при попаданні на лист в той же мить не вловлюється і не зв'язується, то вона безповоротно втрачається.
Енергія випромінювання, пов'язана при фотосинтезі, виконує свій земний шлях лише один раз. Цим вона разюче відрізняється від атомів вуглецю або азоту або від молекул води, які неодноразово проходять через незліченні покоління живих істот.
Сонячна радіація - це «континуум ресурсів»: вона містить цілий спектр випромінювань, що розрізняються по довжині хвилі. Фотосинтетичний апарат рослин, проте, в стані отримувати енергію лише з дуже обмеженої частини цього спектру. Здатність всіх зелених рослин до фотосінтетіче- ської фіксації вуглецю визначається наявністю пігментів з групи хлорофілів, а пігменти ці пов'язують променисту енергію в діапазоні довжин хвиль 380-710 нм (або, більш наближено, 400-700 нм). Це діапазон «фотосинтетичний активній радіації» (ФАР). На нього припадає лише близько 44% всієї падаючої на земну поверхню (на рівні моря) променевої енергії Сонця; інша частина сонячного спектра не може служити джерелом енергії для зеленого рослини. Випромінювання, що лежать за межами діапазону ФАР, можуть грати роль • фізіологічних стимулів або визначати якісь умови існування, але це ні в якому разі не ресурси. Таким чином, пристрій пов'язаної з хлорофілом фотосінтетіче- ської системи накладає принципове обмеження на життєдіяльність зелених рослин, якась в свою чергу лімітує потік енергії, що надходить від зелених рослин в екосистему в цілому. Втім, у прокаріотів є фотосінте- тические пігменти, що зв'язують енергію випромінювань, що лежать поза діапазону ФАР зелених рослин. Максимуми поглинання бактериохлорофилла, наприклад, припадають на довжини хвиль 800 * 850 і 870-890 нм.