Абонирайте се за Xataka Ciencia
Ако мислите за C4, веднага ми идва на ум мощен пластмасов експлозив (а ако сте изрод, може би Nakatomi Plaza в Кристалната джунгла). въпреки това, С4 също са вид растение. И С3.
Тази диференциация се установява на физическо ниво. По-конкретно, към молекулярния състав на растенията и към специфични химични елементи, които съществуват в едва доловими форми: изотопи.
Ботанически изотопи
Някои от тези изотопи са стабилни, докато други са радиоактивни, нестабилни версии. В природата откриваме три форми на въглерод:
- Въглерод-14: нестабилен и радиоактивен, рядък е, но много полезен за археолозите при използване на радиовъглеродно датиране).
- Въглерод-12: това е по-голямата част от въглерода в света, той има шест неутрона и шест протона в ядрото).
- Въглерод-13: това е по-тежка, но и стабилна версия, която има допълнителен неутрон).
Когато растенията фотосинтезират, те използват енергия от слънцето, за да предизвикат реакция, която улавя въглеродния диоксид от атмосферата и в крайна сметка трансформира този въглерод от атмосферата в нови захарни молекули. Работата е там, че има няколко различни вида фотосинтеза, в зависимост от използваните в процеса химически пътища.
Дърветата и храстите използват вид фотосинтеза, който включва образуването на молекула с три въглеродни атома като първа стъпка: ботаниците ги наричат С3.
Има растения като някои треви и тръстика, които фотосинтезират, създавайки молекула с четири въглеродни атома, обажда се C4. Тези видове растения използват по-ефективно водните молекули (така че те процъфтяват в по-суха среда) и също така получават по-голямо количество от малко по-тежкия стабилен изотоп, въглерод-13.
Тоест, ако едно животно яде много растения С4, дори костите му се обогатяват с въглерод-13. Тази информация е много важна на археологическо ниво, както беше обяснено Алис Робъртс в неговата опитомена книга:
Диетите на шимпанзе, например, са доминирани от листни растения С3; костите им не се обогатяват с въглерод-13. Най-ранните ни предци хоминиди, преди около четири милиона и половина години, изглежда са спазвали подобна диета от растения С3. Между четири милиона и един милион години климатът се колебаеше, но пейзажите, където са живели нашите предци, стават (като цяло) по-сухи и по-тревисти.
По-голям мозък
От техните обогатени с въглерод 13 кости знаем, че след това те започнаха да поглъщат повече растения С4 в резултат на тази промяна в местообитанието. По принцип по-богати на нишесте корени и грудки. Яденето на тези скрити, но по-вездесъщи храни може да помогне на древните популации да се разрастват и да процъфтяват в нови местообитания, дори в променлива и непредсказуема среда.
Но има нещо по-важно: повече нишесте в диетата може би също е повлияло за размера на мозъка ни завинаги. Въпреки че размерът се увеличава с пристигането на редовния прием на месо (особено когато започнахме да го готвим, т.е. предварително го усвояваме, за да извлечем повече калории при поглъщането му), не трябва да пренебрегваме приема на нови зеленчуци.
Две решаващи промени (една културна и една генетична = биха допринесли значително за освобождаването на енергията, заключена в нишестето. Културната промяна се готвеше; генетичната промяна беше размножаването на ген, който произвежда ензим в слюнката, който разгражда нишестето ) Слюнчената амилаза действа много по-добре върху варено нишесте, отколкото върху сурово, така че е възможно увеличаването на копията на този ген да е било по петите на приемането на кухнята.
Споделете как преминаването от ядене на c3 до c4 растения ни позволи да се разрастваме и да просперираме като вид (и да имаме по-голям мозък)