Ядерная ночь

Что произойдет, если Земля в течение недели не будет получать солнечный свет? Отвечает Иван Германович Тараканов, доктор биологических наук, ведущий курса «Растение и свет» культурно-просветительского проекта «Архэ».

Отчасти такие прогнозы можно позаимствовать из моделей развития экологических катастроф в сценариях ядерной зимы (ядерной ночи), разрабатывавшихся учеными в годы холодной войны. Во-первых, отсутствие солнечной радиации приведет к снижению температуры. По расчетам, в первую неделю температура на поверхности упадет на 10–30 градусов. Растения тропиков испытают небывалый температурный шок с понижением значений температуры до нуля. Холод затормозит в растениях обменные процессы, многие из них, особенно теплотребовательные, не успеют приспособиться и погибнут. Самой живучей при такой ситуации остается сибирская тундра, которая и так находится в очень суровых условиях.

Однако нас в контексте цикла лекций «Растение и свет» все же в первую очередь интересует реакция растительных организмов на длительное пребывание в темноте. Прежде всего без света прекратится фотосинтетическая деятельность растений, накопление их биомассы. Дыхание же тканей будет продолжаться с использованием ранее запасенной энергии. При таком негативном балансе между фотосинтезом и дыханием растения начнут «худеть». Активируются процессы распада и деградации клеток и тканей. В меньшей степени пострадают теневыносливые растения, в большей — светолюбивые. Побеги начнут вытягиваться (явление этиоляции), листья некоторое время будут продолжать образовываться, но они станут существенно мельче. И самое главное — в них не будет образовываться хлорофилл. Старые же зеленые листья начнут желтеть и опадать. В условиях непрерывной ночи нарушится работа биологических часов в растениях, что самым печальным образом отразится на ритмике всех физиологических процессов, нарушится работа большинства регуляторных механизмов. Растение, представляющее в нормальных условиях саморегулирующуюся систему, станет «трудноуправляемым». Создадутся благоприятные условия для развития многих болезней.

В глобальных масштабах планета Земля из-за прекращения фотосинтетической деятельности растений в течение недельной ночи «недополучит»:

  • 330 млн т углерода, связываемого наземными растениями, и 480 млн т, связываемого морскими (всего 810 млн т);
  • 810 млн т углерода = 2 млрд т глюкозы (железнодорожный состав длиной в 1 млн км);
  • растения не усвоят 9 трлн кВт ч солнечной энергии, но при этом все же потребят около 3 трлн кВт·ч за счет дыхания;
  • не произойдет трансформация 480 млн т углерода из углекислого газа в твердое вещество (биомассу);
  • растения не выделят в атмосферу 900 млн м3 кислорода.

Хотя нарушится сток СО2, а содержание кислорода в атмосфере начнет снижаться, такой недельный перерыв все же еще не вызовет катастрофических последствий для гетеротрофов.

Надо заметить, что и обратный переход к нормальным условиям (если солнечный свет вернется) будет для истощенных растений весьма болезненным.

Узнать больше о роли зеленых растений в жизненных циклах нашей планеты можно в рамках курса «Растение и свет» просветительского центра «Архэ», первая лекция состоится уже 21 февраля.


Иван Германович Тараканов, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой физиологии растений РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева и лектор культурно-просветительского проекта «Архэ»

19.02.2019 12:04:19