Ловля лучей: как образуются калории

Я встал, чтобы осмотреть Вивьен – мое огромное комнатное растение. Она была у меня много лет, а ее ствол всегда мне казался будто плетеным[10]. Не так давно она серьезно пострадала в лифте, когда я переезжал в свою квартиру полгода назад. В лифте, рассчитанном на двоих человек, едва поместился один человек и небольшое дерево (его ветви вдавили меня в угол в стиле мистера Бина). Я принес Вивьен в квартиру пострадавшей: большие ветви и побеги были сломаны, и ее размер сократился в два раза. Но, когда я сейчас смотрел на нее в солнечных лучах, она была великолепна. Она разрослась до первоначального размера и даже стала больше; ее листва была тропической с сотнями больших листьев, и липкий сок капал со свежих ростков. Вивьен достигла потолка (2,2 м) несколько недель назад, и мне пришлось регулярно подрезать верхние листья и убирать росток за ростком. Она продолжала расти. Вивьен была посажена в большой горшок с автоматическим орошением, внизу которого находится резервуар с водой, а затем идут слои гравия и почвы. Наполненный резервуар вмещал шесть литров воды, но Вивьен получала их в течение недели.

Самым загадочным в ее росте было то, что он никак не влиял на количество почвы в горшке. Она втрое увеличилась в размере, но, похоже, не использовала почву для роста. Откуда происходил феноменальный рост Вивьен?

Эксперимент с ивой

Теория о том, что растения используют почву в качестве пищи для роста, возникла в Древней Греции и оставалась объяснением роста растений до 1640 года, когда она была проверена брюссельским ученым Яном Баптистом ван Гельмонтом. Его интересовало сохранение массы: когда что-то растет, откуда идет этот рост? Особенно его интересовал рост растений.

В течение пяти лет Гельмонт проводил эксперимент с ивой. Он наблюдал за ростом ивы в своем саду, измеряя количество почвы в горшке и замеряя рост дерева. В конце эксперимента дерево стало тяжелее на 74 кг (вес среднестатистического мужчины), в то время как вес почвы снизился лишь на 57 г (четверть горсти). Он пришел к выводу, что ива выросла не за счет питательных веществ из почвы и что увеличение в размере произошло благодаря воде. Сегодня мы знаем, что это не совсем точный вывод. Как и ива Гельмонта, листья и ветви Вивьен – по сути, весь ее скелет – состоят из рядов атомов углерода.

Иногда ряд углерода может состоять из миллионов атомов, которые закручиваются в жесткие целлюлозные цепи, обеспечивая ветвям и листьям структуру и поддержку, необходимые для существования. Однако вода (Н2О) не содержит углерода, поэтому вывод Гельмонта о том, что рост растений происходит только за счет воды, был ошибочным.

Я сидел и наблюдал за своей лиственной подругой, содержащей много углерода. Феноменальный рост Вивьен и углерод, образующий ее структуры, откуда-то взялись, но не из почвы или воды в горшке. Я задумался о далеком школьном уроке биологии и вспомнил, что растения поглощают углекислый газ, поэтому углеродный скелет Вивьен, должно быть, происходил из разреженного воздуха. Любимой едой Вивьен был углерод из атмосферы. Когда я выдыхал, углекислый газ (СО2) распространялся по комнате и Вивьен его поглощала. Часть меня становилась частью Вивьен, и мысль об этом показалась мне удивительной.

Таким образом, ее стремительный рост происходил, благодаря воде в горшке и углекислому газу в воздухе (из моего дыхания, дыхания бегунов, пролетающих самолетов, двигателя моторной лодки…), и она использовала солнечную энергию для своего роста. Когда волны солнечных фотонов, покинувших поверхность Солнца восемью минутами ранее, врезались в ее листья со скоростью света, они создавали химическую реакцию, которая расщепляла поглощенный ею СО2 на углекислый газ, содержащий углерод, из которого Вивьен строила свой скелет (и росла), а оставшийся кислород выдыхала обратно в комнату.

Рисунок 8. Энергетический поезд углеводов

Однако растения вроде Вивьен не только растут и выделяют кислород, необходимый нам для выживания, но также преобразуют и сохраняют драгоценную солнечную энергию. Каждая из миллионов связей, которые объединяются и формируют углеродный скелет растения, хранит запас химической энергии. Когда углеродные связи расщепляются, происходит небольшой выхлоп энергии (представьте маленькую новогоднюю хлопушку). Отсюда происходит вся биологическая энергия Земли и все калории (даже те, что содержатся в ультраобработанной пище).

Об этом естественном взаимодействии растений и животных важно знать. Углеродный цикл, поток углерода между нами и растениями, необходим для выживания обоих.

Углеродные цепи в растениях содержат сохраненную солнечную энергию. Когда эти цепи разрушаются, энергия высвобождается.

Точный механизм углеродного цикла заложен в ДНК обоих видов. Не менее важным и столь же укоренившимся в нас является натуральный поток энергии от наших друзей-растений к нам – то, как мы себя питаем. Это фундаментально для нашего понимания того, что натуральные продукты полезны для здоровья, а современные ультраобработанные продукты сбивают наше тело с толку и вызывают заболевания.

Как производить съедобную энергию

Я бы не смог переварить листья Вивьен, но, если бы я привел в свою квартиру голодную козу, процесс переноса энергии от солнца к Вивьен, а затем и в тело козы продолжился бы благодаря ее поеданию листьев. В процессе пищеварения атомы углерода из листьев расщепились бы (с помощью кислорода) и коза получила бы ценную энергию, необходимую для движения и жизни. Каким был бы побочный продукт этой реакции? Коза выдыхает СО2 в комнату, который Вивьен перерабатывает обратно в свой скелет.

Если бы я загерметизировал свою квартиру, чтобы воздух из нее не выходил, и принес 50 таких же растений, как Вивьен (и поливал бы их), тогда и растения, и коза жили бы в таких условиях много лет. Они полагались бы друг на друга.

Сжигание жира

Как мы худеем? Энергия, которая хранится в нашем жире, происходит из того же типа углеродных связей, что используют растения для хранения своей энергии. Когда нам нужно использовать жир для энергии, вдыхаемый нами кислород разрушает углеродные цепи и приводит к маленькому выхлопу энергии. Когда углеродные цепи разрушаются, отдельные атомы углерода связываются с кислородом для образования углекислого газа, который мы выдыхаем. Он происходит из сожженных жировых запасов,