Обсуждение растений

[Наблюдатель 15 165]

В этой теме обсуждаем "растительные" вопросы, не связанные с определением:

айва, бальтракан, бузина, земляника и клубника (часть1, часть2), ива, камыш и рогоз, кедр и сосна (часть1, часть2), орляк и другие папоротники, тульская пихта, ясенец

[=SM= 39 898]

@mjodurt 

В любом случае, некая часть поглощенной энергии, порядка 15-25% по разным данным, тратится непосредственно на нагрев, так как поглощается разными частями разных клеток, не участвующими в синтезе чего либо. Так что, как ни крути, если лист отражает меньше (то есть темнее), то больше он будет греться. А уж на что еще там тратится энергия, это отдельный вопрос, и какой процент этой ее зеленой части, обычно не нужной. Но, вот этот процент, поглощаемый "вникуда" на нагрев, вряд ли будет меньшим у более темных листьев.

 

 

[vsh 6 042]

44 минуты назад, =SM= сказал:

чем темнее лист, тем он больше солнечной энергии (по ширине спектра) поглощает

Это по-существу единственное определение для "темнее" (а вовсе не наоборот!). Восприятие на глаз совершенно не подходит в качестве меры.

40 минут назад, mjodurt сказал:

лист может поглощать много энергии, но при этом не нагреваться

Вот это уже покушение на законы сохранения!  Часть энергии, конечно, может запасаться в продуктах фотосинтеза, но к.п.д. не слишком высок. Ну а все остальное уходит в тепло.

 

Оценить энергетический к.п.д. фотосинтеза для какого-то модельного растения в модельных условия - достойная задача для эксперимента!

[mjodurt 987]

1 час назад, vsh сказал:

Вот это уже покушение на законы сохранения!  Часть энергии, конечно, может запасаться в продуктах фотосинтеза, но к.п.д. невысок. Ну а все остальное уходит в тепло.

И может удаляться с выделением и испарением воды (например). Или пускаться в рост и цветение. Это живой саморегулирующийся организм, который хочет жить и научился вертеться в рамках законов физики.

[=SM= 39 898]

41 минуту назад, mjodurt сказал:

Или пускаться в рост и цветение.

Это не или. Это результат фотосинтеза. Очень грубо - энергия света запасается при фосфорилировании, если склероз не обманывает, в НАДФ + Н⁺  и АТФ, а потом расходуется на разные нужды при обратном развале этих молекул в их предшественников, и вот там и рост, и прочее.

 

49 минут назад, vsh сказал:

(а вовсе не наоборот!)

Спорно. Темнота листа, как я считаю, определяется наличием, количеством и составом пигментов в нем. А поглощение света им - уже следствие их наличия и наличия света, и поэтому мы его видим темным и какого-то цвета, осветив равномерным спектром. Но он тёмный и в полной темноте, темнота листа не зависит от наличия или отсутствия света и его спектра, а исключительно от его состава и структуры в текущий момент времени. А от наличия света зависит лишь видимость этой темноты.

Ну в общем, это про курицу и яйцо.

 

49 минут назад, vsh сказал:

Оценить энергетический к.п.д. фотосинтеза для какого-то модельного растения в модельных условия - достойная задача для эксперимента!

А это давно оценено и много раз, легко ищется. И оценивать это можно совсем по-разному, совсем мало идет в рост и накопление "вкусностей" и иных веществ, редко больше 5% (по памяти). А вот если считать то, что "выдыхается" в виде СО2, и расходуется на прочую жизнедеятельность, кроме роста - там процент гораздо выше. Да и изначально поглощается там не больше трети (в зеленых растениях) - остальное отражается или насквозь проходит.

[vsh 6 042]

@=SM= , если рассматривать, скажем, растворы марганцовки разной концентраци, то все будет сравнительно просто: чем выше концентрация, тем темней на глаз и сильней поглощает.

 

А вот скажите, что темней: ярко синяя бумага или ярко красная? Тут выше шел разговор про зеленый и пурпурный - это тоже дополнительные цвета.

 

С цветной бумагой: если измерить перегрев на солнечном свете (за счет поглощения) - можно сказать что "темней". А при освещении, скажем, уличными натриевыми лампами картинка будет иная, и на глаз и по поглощению (но изменятся по-разному).

 

 

[=SM= 39 898]

16 минут назад, vsh сказал:

А вот скажите, что темней: ярко синяя бумага или ярко красная?

Как я это скажу? Это только рассчитать можно, зная энергию фотонов в поглощаемой части спектра и степень их поглощения. Чем больше поглощенная энергия на единицу площади, относительно общей энергии, которая была на этой площади, в интересующей части спектра, тем темнее в этой части. Плюс еще, не всё отразилось, и мы это видим, часть насквозь прошло, и еще надо сзади посмотреть. А в этом вопросе маловато данных для такого расчета

А вот как правильно измерить эту "темность", либо оценить на глаз, это уже вопрос другой.

 

PS

А если это лист Шрёдингера - то он в темноте одновременно и темный и светлый

[vsh 6 042]

6 минут назад, =SM= сказал:

Чем больше поглощенная энергия на единицу площади, тем темнее

А теперь вернитесь к моему "спорному" утверждению. Темней/светлей - это чисто визуальные характеристики. Какая-нибудь "поглощательная способность" существует и в темноте, а этих нет.

[=SM= 39 898]

1 минуту назад, vsh сказал:

Какая-нибудь "поглощательная способность" существует и в темноте, а этих нет.

Ну я так не считаю. ИМХО, это синонимы, темность == "поглощательная способность", это её определение. А то, что мы видим, это лишь визуальная оценка видимого эффекта темности-светлости объекта в разных частях спектра, спектра осветителя и спектрального восприятия того, чем/через что мы смотрим.

[vsh 6 042]

9 минут назад, =SM= сказал:

темность == "поглощательная способность", это её определение

Остается ввести его в обиход профессионалов. В книжке из конца 70-х, оказавшейся под рукой "темности" нет.

Насчет русского языка у меня тоже сомнения, хотя Гугловский ИИ что-то блеет...

 

Оценки (к.п.д. фотосинтеза) и прямой грамотный эксперимент - это совершенно разные вещи, несопоставимые по сложности. Если за последние 100 лет такого не сделали, то теперь уже и не сделают - не соответствует "духу времени".

 

P.S. За сим выхожу из спора,  добровольно уступая победу.

 

[=SM= 39 898]

52 минуты назад, vsh сказал:

Оценки (к.п.д. фотосинтеза) и прямой грамотный эксперимент - это совершенно разные вещи, несопоставимые по сложности. Если за последние 100 лет такого не сделали, то теперь уже и не сделают

И теоретический предел рассчитали (что-то порядка 11% выхода по массе растения), и прямых экспериментов напроводили, самых разных уровней грамотности, и проводят и сейчас, включая поиск того, как можно модифицировать геном, чтобы повысить практичекую эффективность - это очень даже соответствует духу времени, одно из направлений "зеленой энергетики", сделать эдакое "суперрастение".

 

52 минуты назад, vsh сказал:

"темности" нет.

Естественно, это сугубо народное, не официальный термин. Официально существуют только всякие коэффициенты - поглощения, отражения, пропускания, рассеяния. А визуальная оценка зависит от кучи факторов, чем светить, откуда светить, чем, через что и с какого направления смотреть, и наверное еще от чего-то, не учтенного выше. В данном контексте слово "темность" было мной применена в строгом смысле коэффициента поглощения объекта (не материала - для материала закон Бугера и метр в минус первой, а для объекта он безразмерный) (единица минус сумма коэффициентов рассеяния, пропускания и отражения), о чем я и сообщил. Это вряд ли предмет спора - тут каждый для себя определяет, что под этим подразумевать, главное это пояснить для понимания остальными.

[vsh 6 042]

С удивлением обнаружил в ru.wiki обширную статью про эффективность фотосинтеза. А то я уж было собирался уговаривать =SM= раскрыть источник информации, где он нарыл 11%. Подход там довольно топорный, но зато простой.

[=SM= 39 898]

37 минут назад, vsh сказал:

раскрыть источник информации, где он нарыл 11%.

А я бы и не вспомнил "в лоб" - могу только точно сказать, что по каким-то ссылкам из жирного обзора, и в памяти отложилось. Что-то года полтора-два назад меня этот вопрос "зацепил", ну и я с неделю копал тему... Обзор ниже, а вот откуда именно по его следам - не вспомню.

Li, Ruiqi & He, Ying & Chen, Junyu & Zheng, Shaoyan & Zhuang, Chuxiong. (2023). Research Progress in Improving Photosynthetic Efficiency. International Journal of Molecular Sciences. 24. 9286. 10.3390/ijms24119286. 

[vsh 6 042]

@=SM= , спасибо, но меня этот вопрос не до такой степени интересует. Ну а идея улучшения продуктивности фотосинтеза ради "зеленой энергии" даже критики не заслуживает, кмк. А искомые 11% присутствуют и в ru.wiki.

[=SM= 39 898]

9 минут назад, vsh сказал:

Ну а идея улучшения продуктивности фотосинтеза ради "зеленой энергии" даже критики не заслуживает, кмк.

Ну там же большой дележ евробабла под тему, чего бы и не поисследовать, если грант дают.

Если я верно помню, то стремятся (стремились) вырастить что-то лучше борщевика по мощности роста, без ядовитых соков, и не такое сорнячное. И эффективнее сахарного тростника, и чтобы росло в умеренном климате. Ну а потом в биодизель/спирт, это из борщевика давно умеют делать - из сока с экстрактом топливо, а сухой остаток в брикеты и печи-бани топить.

[vsh 6 042]

Насчет грантов и бабла - это я догадался. К родительской "зеленой" теме это тоже относится.

[vsh 6 042]

16 часов назад, =SM= сказал:

по каким-то ссылкам из жирного обзора

Я немного вчитался в статью в wiki, сперва в русской (где правда ВСЕ ссылки английские), затем и в английском прототипе. В основе "теоретических" 11% лежит сравнение (свободной) энергии, потребной для преобразования одной молекулы CO2 (в глюкозу) и энергии 8 (или 10 или более) фотонов 600 нм, которые для этого требуются. Цифра 8 ведет к первой ссылке в списке литературы (так в обеих языковых версиях). Но если заглянуть в эту работу, то там не найдется ни цифры 8, ни слова photon. Приехали, однако...

 

Цифра 8, возможно, намекает на формальную брутто-реакцию CO2 + 2 H2O + 8 e  ->  CH4 + 2O2, где электон возникает вследствие поглощения фотона хлорофиллом, а СH4 изображает углерод в глюкозе. Больше ей вроде бы взяться неоткуда. Ну а 10 или более - это тогда уже по анекдоту.

[Kris 4 949]

58 минут назад, vsh сказал:

Но если заглянуть в эту работу, то там не найдется ни цифры 8, ни слова photon. Приехали, однако...

Ссылка ведёт просто на первую страницу и первую главу книги. Искомая информация - в главе 7.2. 
 

Скрытый текст

 

"Recently, Greenbaum et al. (6) reported the surprising finding that mutants of the green alga Chlamydomonas missing half the photosynthetic apparatus normally associated with CO2 fixation and hydrogen production, still carried out both reactions at near normal rates. This suggests that algal cultures may actually require less than the 8 to 10 quanta of photons needed for reducing one CO2 molecule to carbohydrates suggested by the accepted mechanisms of photosynthesis".

Ссылка на работу ниже - Greenbaum, E. et al., Nature, 376, 388-389 (1995).

 

 

[vsh 6 042]

6 часов назад, Kris сказал:

информация - в главе 7.2

Спасибо за наводку, я бы ни за что не нашел!

 

Не знаю, каковы правила оформления ссылок в Wiki, но то что имеется - это способ сделать так, чтоб непосвященный ничего не нашел. На худой конец, можно было сослаться на нужное место в этой электронной публикации. К тому же, в разделе 7.2 цифры 8-10 возникают в связи с какой-то водорослью, которой (вроде бы) нужно гораздо меньше фотонов. Если эти 8-10 фигурирует в принятых механизмах фотосинтеза - ну и сослались бы тогда на какое-нибудь их доступное описание.