0:00:07.496,0:00:09.361
Перед вами огромная тарелка

0:00:09.361,0:00:12.454
заряженных энергией хлопьев.

0:00:12.454,0:00:15.451
Одна ложка. Две. Три.

0:00:15.451,0:00:17.812
Вскоре после приёма пищи

0:00:17.812,0:00:19.703
вы ощутите прилив сил.

0:00:19.703,0:00:22.813
Как же эта энергия попала в сами хлопья?

0:00:22.813,0:00:25.502
Энергия существует в виде сахаров,

0:00:25.502,0:00:28.313
создаваемых растениями, [br]из которых затем делают хлопья,

0:00:28.313,0:00:29.979
например из пшеницы или кукурузы.

0:00:29.979,0:00:33.313
Углерод является основой этого процесса.

0:00:33.313,0:00:35.011
Растения получают углерод

0:00:35.011,0:00:38.515
из углекислого газа, CO2,

0:00:38.515,0:00:40.433
парящего в воздухе, которым мы дышим.

0:00:40.433,0:00:42.602
Но как энергетический завод растения,

0:00:42.602,0:00:45.021
расположенный в строме хлоропласта,

0:00:45.021,0:00:47.811
превращает CO2, [br]газ с одним атомом углерода,

0:00:47.811,0:00:51.774
в глюкозу, твёрдое вещество [br]с шестью атомами углерода?

0:00:51.774,0:00:55.029
Если вам вспомнился фотосинтез, [br]вы на правильном пути.

0:00:55.029,0:00:58.240
У фотосинтеза две фазы.

0:00:58.240,0:01:01.582
Во время первой фазы растение [br]сохраняет солнечную энергию

0:01:01.582,0:01:05.343
в виде аденозинтрифосфата, или АТФ.

0:01:05.343,0:01:08.842
Во время второй фазы, цикла Кальвина,

0:01:08.842,0:01:10.928
углерод превращается в сахар.

0:01:10.928,0:01:13.296
Вторая фаза является[br]одним из самых эффективных

0:01:13.296,0:01:15.796
производственных циклов в природе.

0:01:15.796,0:01:20.426
Итак, добро пожаловать [br]на мельчайший завод на свете!

0:01:20.426,0:01:21.844
Исходные материалы?

0:01:21.844,0:01:24.308
Смесь молекул CO2 из воздуха

0:01:24.308,0:01:26.760
и заранее подготовленных молекул

0:01:26.760,0:01:30.399
дифосфата рибулозы, или РуБФ,

0:01:30.399,0:01:32.261
каждая из которых содержит[br]по пять атомов углерода.

0:01:32.261,0:01:36.178
Инициирующее вещество? [br]Катализирующий фермент Рубиско,

0:01:36.178,0:01:39.614
который присоединяет атом углерода [br]из молекулы углекислого газа

0:01:39.614,0:01:41.593
к цепи РуБФ

0:01:41.593,0:01:44.618
для построения первичной [br]6-атомной цепочки.

0:01:44.618,0:01:47.873
Эта цепочка распадается [br]на две короткие цепочки,

0:01:47.873,0:01:49.874
содержащих по три атома углерода каждая.

0:01:49.874,0:01:54.391
Такие цепочки называются [br]фосфоглицератами, или ФГ.

0:01:54.391,0:01:57.550
Добавим АТФ и другое химическое вещество

0:01:57.550,0:02:01.678
под названием [br]никотин-амида-дениндинуклеотид-фосфат,

0:02:01.678,0:02:04.806
или просто НАДФН.

0:02:04.806,0:02:07.725
АТФ выполняет роль смазки [br]и обеспечивает энергию,

0:02:07.725,0:02:13.511
в то время как НАДФН прикрепляет[br]один атом водорода к каждой из цепочек ФГ,

0:02:13.511,0:02:15.427
превращая их в молекулы

0:02:15.427,0:02:19.610
глицеральдегида-3-фосфата, или Г-3-Ф.

0:02:19.610,0:02:22.531
Для образования глюкозы необходимо [br]шесть атомов углерода,

0:02:22.531,0:02:25.242
то есть две молекулы Г-3-Ф,

0:02:25.242,0:02:28.426
которые вкупе содержат [br]шесть атомов углерода.

0:02:28.426,0:02:30.844
Итак, у нас получился сахар?

0:02:30.844,0:02:32.511
Не совсем.

0:02:32.511,0:02:35.878
Цикл Кальвина —[br]это безотходное производство.

0:02:35.878,0:02:38.178
Это означает, что первичные РуБФ,

0:02:38.178,0:02:40.272
запустившие реакцию,[br]должны быть воссозданы

0:02:40.272,0:02:42.727
путём повторного использования [br]материалов

0:02:42.727,0:02:44.359
в рамках цикла.

0:02:44.359,0:02:46.976
Каждая молекула РуБФ содержит [br]по пять атомов углерода,

0:02:46.976,0:02:49.809
а для производства глюкозы [br]необходимо целых шесть.

0:02:49.809,0:02:51.394
Что-то не сходится.

0:02:51.394,0:02:54.195
Ответ кроется в интересном феномене.

0:02:54.195,0:02:57.225
Пока мы рассматривали [br]одну производственную линию,

0:02:57.225,0:03:00.725
в клетке одновременно работало ещё пять.

0:03:00.725,0:03:03.662
Когда шесть конвейеров [br]работают одновременно,

0:03:03.662,0:03:05.809
то не один атом углерода прикрепляется

0:03:05.809,0:03:07.416
к одной цепочке РуБФ,

0:03:07.416,0:03:11.590
а целых шесть атомов — [br]к шести молекулам РуБФ.

0:03:11.590,0:03:15.091
В итоге получается [br]12 цепочек Г-3-Ф вместо двух,

0:03:15.091,0:03:18.726
а это означает, что в сумме [br]получается 36 атомов углерода —

0:03:18.726,0:03:21.308
ровно столько, сколько необходимо [br]для производства сахара

0:03:21.308,0:03:24.392
и восстановления РуБФ.

0:03:24.392,0:03:27.187
Из 12 цепочек Г-3-Ф две отправляются

0:03:27.187,0:03:29.650
на создание той самой [br]богатой энергией глюкозы,

0:03:29.650,0:03:32.309
состоящей из шести атомов углерода.

0:03:32.309,0:03:35.614
Той самой глюкозы, которая [br]придаёт нам силы после завтрака. Успех!

0:03:35.614,0:03:37.617
Тем временем на производственной линии

0:03:37.617,0:03:39.617
отходы производства сахара

0:03:39.617,0:03:44.202
стремительно собираются вместе, [br]чтобы воссоздать шесть молекул РуБФ.

0:03:44.202,0:03:46.892
Для этого требуется 30 атомов углерода —

0:03:46.892,0:03:51.002
ровно столько, сколько содержится [br]в 10 оставшихся цепочках Г-3-Ф.

0:03:51.002,0:03:54.315
Снова происходит перетасовка молекул.

0:03:54.315,0:03:56.422
Две цепочки Г-3-Ф [br]прикрепляются друг к другу,

0:03:56.422,0:03:58.589
образуя цепочку из шести атомов углерода.

0:03:58.589,0:04:02.875
С добавлением ещё одной молекулы Г-3-Ф [br]образуется цепочка из девяти атомов.

0:04:02.875,0:04:05.957
Из неё, отбросив четыре атома,

0:04:05.957,0:04:07.599
появляется первая РуБФ,

0:04:07.599,0:04:09.559
содержащая пять атомов углерода.

0:04:09.559,0:04:11.104
Но ничто не пропадает зря.

0:04:11.104,0:04:14.293
Четыре отброшенных атома соединяются [br]в четвёртую молекулу Г-3-Ф,

0:04:14.293,0:04:16.315
создавая цепочку из семи атомов углерода,

0:04:16.315,0:04:18.541
которая присоединяется [br]к пятой молекуле Г-3-Ф,

0:04:18.541,0:04:20.707
создавая цепочку [br]из десяти атомов углерода.

0:04:20.707,0:04:24.074
Теперь материалов хватит [br]на ещё две молекулы РуБФ.

0:04:24.074,0:04:26.875
Таким образом, для воссоздания [br]трёх полных молекул РуБФ

0:04:26.875,0:04:29.204
было использовано пять [br]из десяти молекул Г-3-Ф.

0:04:29.204,0:04:31.207
Повторив этот процесс,

0:04:31.207,0:04:33.875
мы восстановим шесть молекул РуБФ,

0:04:33.875,0:04:36.671
необходимых для очередного запуска цикла.

0:04:36.671,0:04:39.089
Так цикл Кальвина [br]генерирует точное количество

0:04:39.089,0:04:40.793
элементов и процессов,

0:04:40.793,0:04:43.375
необходимых для поддержания [br]непрерывной работы

0:04:43.375,0:04:45.208
биохимического конвейера.

0:04:45.208,0:04:47.127
И это только один из сотен

0:04:47.127,0:04:48.625
природных циклов.

0:04:48.625,0:04:49.959
Зачем так много циклов?

0:04:49.959,0:04:53.060
Если бы биологические процессы [br]были линейными,

0:04:53.060,0:04:55.730
то они не были бы столь же эффективными

0:04:55.730,0:04:58.444
в использовании энергии для создания

0:04:58.444,0:05:01.238
важных материалов, таких как сахар.

0:05:01.238,0:05:03.355
Циклы — это своего рода [br]цепи обратной связи,

0:05:03.355,0:05:06.857
которые неоднократно перерабатывают [br]и восстанавливают вещества,

0:05:06.857,0:05:08.609
вырабатывая как можно больше

0:05:08.609,0:05:10.987
из имеющихся у растений ресурсов.

0:05:10.987,0:05:12.768
Так, например, сахар,[br]созданный внутри

0:05:12.768,0:05:14.819
крошечных биологических заводов

0:05:14.819,0:05:17.020
с участием солнечного света[br]путём превращения углерода,

0:05:17.020,0:05:19.333
становится энергией, которая[br]используется нашим телом

0:05:19.333,0:05:21.652
для поддержания других жизненных циклов.