Растения жизненно важны для жизненного цикла всех организмов на Земле, обеспечивая пищу и кислород для выживания большинства видов. Простые сахара, такие как глюкоза, фруктоза и крахмал, хранятся в растении для удовлетворения его собственных потребностей, а также для поддержания жизнедеятельности животных, включая человека.
В отличие от животных видов, растения способны производить себе пищу и являются полностью самодостаточными, производя и накапливая собственные источники энергии, способствующие росту на всех этапах жизни растения и развитию его структур.
Как растения вырабатывают еду?
Секретный ингредиент для производства растительной пищи — хлорофилл, расположенный в хлоропластах, находящихся в листьях. Посредством фотосинтеза хлорофилл помогает преобразовывать воду, солнечный свет и углекислый газ, захваченный хлоропластами, в сахара для немедленного использования или хранения. Глюкоза — это простой сахар, производимый посредством фотосинтеза, который метаболизируется в различные формы энергии в зависимости от конкретных потребностей растения.
Растение перемещает воду от корня к листу через ксилему, серию небольших разветвляющихся трубок, и после фотосинтеза созданные сахара смешиваются с водой, абсорбированной из корневой системы растения, и перемещаются по растению через флоэму. Флоэма отвечает за транспортировку около 80 процентов растворенных сахаров, образовавшихся в результате фотосинтеза, из листьев в различные места по всему растению, включая корни и клубни.
Где растения хранят питательные вещества?
Сахара, такие как глюкоза и фруктоза, образующиеся в процессе фотосинтеза, обычно находятся в стеблях и плодах растений соответственно. Глюкоза, шестиугольное кольцо из шести атомов углерода, обычно находится в стебле и транспортируется через растение с водой и другими минералами, чтобы стимулировать рост растений, тогда как фруктоза — это натуральный сахар, содержащийся в фруктах и цветах.
Этот углевод, ещё известный как декстроза, является одной из основных молекул, ответственных за энергию как у растений, так и у животных. Он часто содержится в соке растений, подобно сахару в крови человека. Фруктоза, как следует из ее названия, содержится во фруктах, этот моносахарид часто называют фруктовым сахаром, а не его научным названием. Он также содержится в мёде и считается самым сладким из всех натуральных сахаров.
Крахмал
Когда растение производит глюкозу в избытке, она может быть преобразована в крахмал и сохранена, обычно в корнях и семенах растения, где она сохраняется в качестве долгосрочного запаса энергии для растения. Типичными компонентами крахмала, обнаруженными в растениях, являются амилоза, имеющая линейную структуру, и амилопектин, имеющий разветвленную структуру. Оба эти компонента представляют собой полисахариды, состоящие из тысяч молекул сахара, и хранятся в гранулах, называемых пластидами, в клетках растений.
Крахмал содержится в семенах, потому что он помогает кормить растения на стадии зародыша, но чаще всего он находится в корнях. Деревья хранят пищу в тканях стволов и ветвей, чтобы продержаться зимой, когда их листья опадают и пища не может быть получена посредством фотосинтеза.
Корнеплоды, такие как свекла, редис, морковь и картофель, насыщены крахмалом, потому что растения хранят свои запасы энергии под землей, вне поля зрения животных, охотящихся за едой. Почва также обеспечивает стабильную среду для хранения энергии, поскольку на нее не так сильно влияют погодные изменения, поэтому многолетние растения, как правило, хранят крахмал под землей, где он может поддерживать свой источник энергии в течение зимних месяцев до весеннего цветения. Растительный крахмал стал важной частью рациона человека и также востребован дикой природой.
Растения также хранят крахмалы для создания продуктов питания в будущем, чтобы обеспечить себе пропитание в случае более пасмурной погоды, когда фотосинтез не может быть использован для производства глюкозы. В этом случае растение метаболизирует крахмал в своих корнях, для получения глюкозы и продолжения производства энергии.