Есть такой феномен, когда вы приезжаете к друзьям в гости, ночью ложитесь спать в комнату с большим количеством растений, а на утро чувствуется выраженная головная боль. Получается слишком много кислорода вредно? Или виной были запахи растений? Или, может быть, растения ночью наоборот — забирают кислород? Почему это происходит разбираемся в данном обзоре.
Почему ночью растения забирают кислород
Данная статья побудила нас написать этот обзор, многое взято оттуда. Оказывается, в ночное время, когда растение больше не может перерабатывать энергию света, оно переходит на собственное дыхание — это процесс, обратный фотосинтезу. В это время, растение начинает забирать кислород из комнаты, а выделять углекислый газ, как результат — образуется некоторое количество энергии, которое и необходимо растению ночью.
Получается, что растения, как и многие живые организмы в процессе дыхания потребляют кислород, а выделяют углекислый газ, причем делают это и днём и ночью. Отличие только в том, что днём на свету происходит второй параллельный процесс, называемый фотосинтезом, в результате которого выделяется так много кислорода, что его хватает и самому растению, и людям. А ночью выработки кислорода уже нет, есть только потребление, в результате у людей начинает под утро болеть голова, если они спали в маленьком помещении с обилием комнатных растений. У человека не происходит достаточное насыщение кислородом сосудов и клеток головного мозга, поэтому и возникают головные боли. Кроме того, многие растения выделяют летучие вещества, резкий аромат которых может также вызывать головную боль.
Что такое фотосинтез
Давайте теперь разбираться, несколько меньше кислорода будет ночью из-за растений. Может все не так плохо, днем растения насколько сильно насытят комнату кислородом, что в ночной период всем хватит? А что если днем держать окно на проветривании, а ночью закрыть, будет еще хуже? Как уже было написано выше, у всех растений параллельно происходят два процесса газообмена:
1. Дыхание. Да, все растения дышат, вообще все и делают это круглый год! Дыхание — это неотъемлемый процесс живых существ, можно даже сказать, что именно дыхание отличает живое от неживого.
2. Фотосинтез. Это процесс создания глюкозы из углекислого газа. Проще говоря, фотосинтез — это обеспечение растения энергией.
Дыхание это процесс усвоения кислорода, растения делают это через листья, а мы — через легкие. Но суть одна и та же: мы захватываем из воздуха молекулы кислорода, чтобы с их помощью получать из глюкозы энергию. Под воздействием кислорода вещество распадается, при этом выделяется огромное количество энергии, и как побочный продукт — углекислый газ, который мы выдыхаем. Вот почему мы дышим чаще при физических нагрузках: нам надо больше энергии, больше окисления глюкозы, больше кислорода. Фотосинтез — это процесс, который происходит отдельно от дыхания, не имеет к нему отношения, и нужен для питания растения. Дерево получает энергию из глюкозы. Но где эту глюкозу взять? Человек берет глюкозу из еды, а растения глюкозу производят. Фотосинтез — это и есть процесс создания глюкозы из углекислого газа, под воздействием солнечного света. Растение забирает из воздуха углекислый газ, и под действием солнечной энергии забирает из СО2 углерод. Из углерода растение делает глюкозу, а кислород выбрасывает в воздух, — это своего рода отходы фотосинтеза. Без фотосинтеза растение жить не может, точно так же, как человек не может жить без еды. Но ведь без света фотосинтез не происходит, именно поэтому ночью растение не производит кислород.
Есть такое понятие, как кислородный баланс растения — это соотношение поглощения и производства кислорода. Проще говоря, разница между тем, как активно растение дышит и фотосинтезирует. Кислородный баланс зависит от вида, возраста растений, периода жизни. Уровень фотосинтеза зависит от возраста растения, освещенности, питания и загрязненности. Молодое растение, в период активного роста, создает очень много глюкозы, а значит — поглощает много углекислого газа, и создает много кислорода. Кислородный баланс у молодых растений положительный, то есть юное дерево за год производит больше кислорода, чем потребляет. Взрослые деревья и комнатные растения имеют примерно нулевой кислородный баланс, то есть фотосинтез у них происходит плохо, и они производят кислорода примерно столько же, сколько и поглощают. В зимний период фотосинтез и вовсе прекращается полностью или почти полностью, и растение не производит кислород, зато дышит, то есть только забирает кислород из воздуха.
Российская тайга имеет примерно нулевой годовой кислородный баланс. Много взрослых деревьев, долгий зимний период, много хвойных растений, — всё это приводит к тому, что северные российские леса производят очень мало кислорода, зато постоянно дышат. Тропические леса в этом плане более полезные, они очень зеленые, активно растут, и производят гораздо больше кислорода. Их кислородный баланс положительный, но тоже не очень высокий. На самом деле водоросли производят больше кислорода, чем леса. Но если наши деревья не являются источниками кислорода, почему в лесах России легче дышится? Во-первых, в лесу есть трава и кусты, которые фотосинтезируют больше, чем дышат. Во-вторых, растения задерживает на себе пыль и другие загрязнения воздуха, то есть в лесу воздух чище. В-третьих, растения увлажняют воздух и насыщают его разными полезными веществами.
Что происходит при гибели дерева — выходит углекислый газ или кислород
В последние годы очень популярен миф, что когда дерево умирает, оно весь углекислый газ выпускает обратно в атмосферу. Что происходит на самом деле? Сама древесина и состоит из большого количества углерода, который оно взяло из углекислого газа. Дерево сделано из того, что раньше было углекислым газом, а значит, пока древесина целая, — то и углерод находится в этой древесине. Доски, стулья, деревянные стены, — это всё сделано из углерода, и этот углерод никуда не девается из древесины.
Но при разложении мертвая древесина в лесу становится пищей для всяких микроорганизмов и насекомых. И все эти микроорганизмы тоже дышат! То есть процесс происходит так, древесина становится пищей для бактерий, далее бактерии активно размножаются благодаря этой пище, и много дышат, то есть поглощают много кислорода. Конечно, выделяя при этом углекислый газ. То есть само по себе мертвое дерево НЕ начинает выпускать углекислый газ! Оно просто становится органикой, пищей для других организмов, которые дышат. Но если дерево не гниет в земле, а например пошло на производство мебели — оно не становится пищей для бактерий, никто не дышит, древесина не разлагается, углерод не высвобождается. С этой точки зрения деревянная мебель полезна более для экологии, чем упавшее на землю. Но тут конечно важен сам процесс производства, как он устроен.
Откуда тогда на земле кислород, если деревья дышат примерно столько же, сколько фотосинтезируют? Умные люди пишут, что точных знаний про источники кислорода нет. Да, водоросли производят больше кислорода, чем деревья. Но водоросли тоже дышат! А еще считается, что кислород постоянно стравливается из атмосферы в космос. И никто не знает толком, откуда у нас берется столько кислорода, чтобы всем хватало. Население планеты растет, потребление кислорода растет, а меньше его не становится! И если честно, никто из ученых не знает, как наша планета на протяжении разных эпох умудряется сохранять баланс кислорода и углекислого газа.
Растения, которые выделяют кислород ночью и подходят для спальни
Газообмен растений идет через так называемые устьица на поверхности листа. Устьица — это поры, через которые не только поглощаются и выделяются газы, но в это же время происходит испарение воды. И у 85% видов растений на земле все происходит именно так. Но как же тогда выживают растения в засушливых регионах с высокой солнечной активностью? Ведь при фотосинтезе устьица открыты, а значит огромны и потери влаги, растение может погибнуть от обезвоживания. А закроешь устьица – прекратится поглощение углекислого газа, а значит, фотосинтез и рост самого растения. Оказывается, растительность засушливых жарких мест приспособилась, научившись вырабатывать дополнительный фермент, который включается в процесс фотосинтеза.
Все газообменные процессы у таких растений идут ночью. Когда на землю опускается прохлада, такие растения открывают устьица, поглощают углекислый газ, фиксируют из него углерод в виде органических кислот, например, щавелевой, как бы запасают его впрок. А потом, когда наступает жаркое время, закрывают устьица и продолжают фотосинтез на свету, используя эти накопленные ночью ресурсы. Ночью при открытых устьицах они не только запасаются углекислым газом, но и выделяют кислород, полученный в процессе фотосинтеза днем. Такой тип метаболизма присущ суккулентам, кактусам и называется фотосинтезом по толстянковому типу. Его так же могут включать и выключать в зависимости от условий окружающей среды многие эпифиты, например, орхидеи. Так что ответ на вопрос: «Существуют ли растения, которые выделяют ночью кислород?» можно ответить – да, такие растения существуют. Это суккуленты: толстянка, сансевиерия, каланхое, все кактусы и некоторые другие растения из жарких или засушливых областей.
Может быть такие растения и ставить в спальне, чтобы они ночью давали нам кислород? Тут не все так просто, еще одной особенностью таких растений является низкая скорость метаболизма и почти полная автономность. Они медленно растут, мало выделяют и поглощают газов, при фотосинтезе и дыхании используют кислород и углекислый газ, которые сами же и произвели – это тоже способ приспосабливаться к суровым условиям жизни. Ничего не отдавать…
И вот, в ходе проведенных с кактусами и другими суккулентами экспериментов с использованием меченых атомов, было установлено, что при дыхании кактусы используют не атмосферный кислород, а смесь, на 58-92% состоящую из «собственного» кислорода, образовавшегося при фотосинтезе. Удивительно, но кактусы действительно «автономные организмы» — они практически не выделяют в атмосферу углекислый газ и используют в ходе дыхания гораздо меньше атмосферного кислорода, чем мезофитные растения.
Так что, такие растения не могут сильно улучшить воздух в комнате, но и хуже не сделают. В любом случае, лучше именно такие растения и ставить в спальне, если вас беспокоят головные боли по утру. Также есть мнение, что обычные комнатные растения используют очень мало кислорода и вся эта шумиха не имеет оснований. И если у вас в комнате ночью несколько комнатных растений среднего размера, количество кислорода, которое они используют, а также количество выделяемого ими CO2, не больше, чем используется или выделяется за пару вдохов другим человеком или вашей собачкой, которая спит рядом с вами. Возможно, так оно и есть, это одно из многих мнений. Более важно держать окна в комнате приоткрытыми, даже зимой микро-проветривание даст гораздо больший положительный эффект, чем наличие или отсутствие стандартных комнатных растений или суккулентов.
Если же у вас вместо живых растений на подоконнике стоят пластиковые аналоги, то знайте, что они при нагреве от солнца могут выделять вредное вещество под названием Бисфенол А (BPA). Это химическое вещество, которое производят в больших количествах и используют в производстве поликарбонатных пластиков и эпоксидных смол. Его использование уже было ограничено в ЕС, Канаде, Китае и Малайзии — особенно в продуктах для младенцев и маленьких детей. Почему? BPA действует как эстроген, разрушая гормоны. Эндокринные разрушители — это синтетические вещества, которые, попадая в организм, имитируют или блокируют действие естественных гормонов организма. Естественные гормоны включают эстрогены, андрогены (например, тестостерон), гормоны щитовидной железы и гормоны поджелудочной железы.