Баланс енергії
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).
Завантажити статтю
