Баланс енергії

Визначення і загальна характеристика

БАЛА́НС ЕНЕ́РГІЇ — стан енергозабезпече­н­ня біо­логічної системи, згідно з яким витрати енергії в ній компенсуються надходже­н­ням енергії із зовнішнього середовища. Залежно від типу біол. системи роз­різняють Б. е. в клітині, організмі, екосистемі або біо­сфері в цілому. Під­тримка Б. е. є перед­умовою збереже­н­ня самої біо­системи та її функціон. спроможності. Б. е. у клітині забезпечується тим, що витрати енергії на всі види функціональної діяльності (біо­синтез білків, ліпідів, полівуглеводів, їхніх попередників та ін. сполук, а також рух цитоплазми, органел, електрогенез, тепловиділе­н­ня тощо) компенсуються надходже­н­ням у клітину орган. речовин, пере­творе­н­ня яких у процесі диха­н­ня су­проводжується утворе­н­ням універсал. джерел енергії — т. зв. макроергічних сполук. Такими універсал. джерелами енергії є аденозинтрифосфат (АТФ), а також високовід­новні сполуки типу никотинаденіндинуклеотидфосфату (НАДФ). Для здійсне­н­ня диха­н­ня аеробним організмам потрібне надходже­н­ня кисню до клітини. У випадку автотрофних клітин, напр. клітин рослин, які мають пігмент хлорофіл і здатні здійснювати фотосинтез, компенсація енерговитрат клітини від­бувається за рахунок фотосинтет. процесу. Часто клітина містить енергет. джерела у формі запасних речовин різної природи: у рослин — крохмаль, запасні білки, олійні речовини, у тварин і людини — глікоген. Б. е. багатоклітин. організмів забезпечується тим, що енерговитрати будь-яких клітин компенсуються надходже­н­ням до них енергет. субстратів, гол. чином сахарози (у рослин) або глюкози (у тварин) та кисню. Транс­порт енергет. субстратів здійснюється спец, системами: у тварин через кров, у рослин — шляхом флоемного транс­порту продуктів фотосинтезу. Вміст енергет. субстратів, напр. глюкози у плазмі крові, під­падає чіткій регуляції, завдяки цьому під­тримується енергет. гомео­стаз організму. Роз­рахунки Б. е. є основою побудови оптимал. раціонів харчува­н­ня людини й годівлі с.-г. тварин. У біо­ценозах і екосистемах Б. е. досягається завдяки наявності в них первин. продуцентів — автотроф. організмів, найчастіше зелених рослин, які, по­глинаючи в процесі фотосинтезу енергію соняч. світла, створюють біо­масу, що ві­ді­грає роль енергет. джерела для травоїдних істот (консументи 1-го порядку). Остан­ні є джерелом енергії для хижих організмів, які харчуються травоїдними істотами (консументи 2-го порядку). В такий спосіб у трофіч. ланцюгах біо­ценозів здійснюються потоки енергії, й потужність процесу зберіга­н­ня енергії первин, продуцентами (автотрофами) ви­значає енергозабезпеченість решти організмів — консументів гетеротрофів. Б. е. біо­сфери характеризується заг.-планетарними потоками енергомасооб­міну й кругообігами кисню, вуглекислого газу, тепловиділе­н­ням. Найпотужнішим первин­ним продуцентом є автотрофна компонента планктону Світ. океану. Дослідже­н­ня Б. е. в Україні проводились у багатьох н.-д. установах. В. Бєліцер уперше встановив важливе для Б. е. явище окислювал. фосфорилюва­н­ня. Первин­ну продуктивність Світ. океану вичерпно досліджували в Ін­ституті біо­логії пд. морів НАНУ (Т. Петіпа та ін.). Б. е. у посівах с.-г. рослин досліджували в Ін­ституті фізіології рослин і генетики НАНУ (А. Оканенко і Б. Гуляєв).

Літ: Белицер В. А. Химические превращения в мышце. Москва; Ленин­град, 1940; Оканенко А. С. Фотосинтез и урожай. К., 1954; Ількун Г. М. Енергетичний баланс рослин. К., 1967; Гуляев Б. И., Оканенко А. С. Рас­пространение фотосинтетически активной радиации в посевах // Фотосинтез и использование солнечной энергии. Ленин­град, 1971; Петипа Т. С. Питание и баланс энергии у тропических копепод. К., 1974; Певзнер Л. Основы биоэнергетики / Пер. с англ. Москва, 1977; Голик К. Н. Темновое дыхание растений. К., 1990.

Д. М. Гродзинський

Завантажити статтю