Махаон (Papilio machaon )

Очень нечасто можно увидеть на наших сырых болотах махаона, самую большую и самую красивую бабочку наших широт.
Очень редкий гость.
В этом году все совпало - жуткая жара высушила болота...и загнала нас в домик за городом.
Повадился на наши чернобрывцы этот мотылек, а Наташа сфотографировала его на мыльницу сына.

Махаон (Papilio machaon)

Калий (соло)

Калий.
Самый простой и... самый непонятный катион живой клетки.
Почему?
Почему его так много в живой клетке?
Почему Калий не ассоциирован с белками какой нибудь регуляторной или синтетической ферментной системы?
Если читая мои "шпаргалки" Вы задавали себе эти вопросы - тогда этот мой пост для Вас.
И я не буду "грузить" Вас сложными научными терминами и данными.
В природе все просто и естественно.
Итак, как вы должны знать из школьного курса: для закачивания воды из влаги, что есть в почве и конденсате в воздухе, живые растения используют всего ДВА основных механизма.
Помните каких?
Капиллярный эффект и осмос.
О капиллярном эффекте в этом посте я писать не буду, можете заГУГуглить и почитать.
Поговорим об осмосе.
Довольно простой опыт, который демонстрируют в младших классиках школы наглядно показывает этот эффект.

Посмотрели?
И что Вы поняли?
Если есть две емкости разделенные мембраной, то изменив концентрацию неорганической соли в одном из отсеков мы можем поднять в этом отсеке уровень воды.
Вода пойдет по градиенту концентрации соли от меньшего к большему.
Ну посмотрели, ну почитали... и что? Зачем нам это надо?
Обычно в опытах используют соль, это мочевина, NaCl... а давайте заменим её на KCl...
Фокус повторяется?
Посмотрим на это с другой стороны.
Растению, каждой его клетке, нужна вода.
Как нам заставить воду необузданно стремиться бурлящим потоком в каждую клеточку растения?
Вот..." где собака порылась ".
Именно используя это химическое явление, которое называется осмос, растение и ВЫСАСЫВАЕТ ВОДУ ИЗ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
И никуда эта вода против простого но мощного физического закона не денется - польётся сквозь мембрану внутрь клетки.
Какой вывод из этого следует?
Ион К+ является ТОПЛИВОМ ВОДНОГО НАСОСА РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ!!!!
А почему именно ион К+, почему не H+, Na+, Li+.....
Я думаю, что именно у иона К+ (0,133 нм) удачно получилось соотношение объема сферы иона и заряда. И Li+ ( 0,078 нм) и Na+ (0,098нм) обладают поменьше сферой иона, при том же заряде, для них нужны каналы меньшего радиуса. Но меньшая сфера иона при одинаковом заряде дает более высокий удельный заряд на площадь сферы - что приводит к образованию гидратной оболочки вокруг этих катионов в воде. А эта оболочка в свою очередь очень сильно увеличивает сферу иона...
В ион К+ в этом плане получился оптимальным - и размер и заряд, все в оптимуме.

Итак Вы согласны со мной, что катион, который является ТОПЛИВОМ для водного насоса - очень важен для жизни клетки?
Но у клетки есть мембрана. и не простая мембрана а живая мембрана.
И Господь подарил клетке специальные механизмы, чтобы АКТИВНО захватывать/высасывать катионы Калия из растворов окружающей среды.

На языке ученых эти механизмы называются активные Калиевые каналы. Они есть разные.
Есть Калиевые каналы семейства Шейкер ( они создавая отрицательный заряд вокруг отверстия строго контролируемого размера притягивают катионы Калия и проталкивают их, катионы, внутрь клетки). Насколько я понял из научных обзоров, сейчас описано около шести разных каналов на мембране растительной клетки. Ученые их разбирают по белковым субъединицам, собирают и изучают.) у этих каналов основным активным компонентом является потенциал заряда между внутренней и внешней сторонами мембраны.
И клетка тратит энергию полученную при дыхании и фотосинтезе на работу этих каналов.

Есть и другой тип калиевых переносчиков - это белковые молекулы которые вращаются в мембране и могут связывать катион калия снаружи, кувыркнутся в мембране и отпустить этот катион внутри клетки. Для такого кувырка белок переносчик использует энергию запасенную в виде макроэргической фосфатной группы специальной молекулы перносчика энергии - АТФ... то есть использует химическую энергию, которая получается при дыхании и фотосинтезе... как видите источники те же.

Каналов, их семейств и видов много.
Принцип - один.
АКТИВНЫЙ ЗАХВАТ ИОНОВ КАЛИЯ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ.

Итак мы выяснили, что для того, чтобы клетка выросла её надо натянуть воды, а для этого надо насобирать катионы Калия из окружающих растворов.
И каждая клетка тратит много энергии на этот процесс...
Закон работает у растений, что растут на земле, на болотах, в пустыне...и в воде.

И какой вывод мы, аквариумисты, должны из этого делать?
Очень простой.
1. Калий должен быть в воде аквариума - без него растение расти не будет.
2. А вот с концентрациями Калия и его соотношениями к другим катионам, да и анионам - нам с вами заморочиватся не надо. Ибо в случае работы активных транспортных систем мембраны клетки - клетка сама возьмет Калий из воды и возьмет его столько - сколько ей надо. Наша с вами задача проследить, чтобы в аквариуме использовались удобрения с Калием в составе.

Какие концентрации Калия нужно обеспечивать?
Правильный ответ по Тому Бару - от 10 до 40 ррм (мг на литр), но многие гуру считают эти цифры завышенными, как минимум в 8 раз.
То есть достаточно 1.25-5 ррм (мг на литр), и в своих последних публикациях томм Барр с этим согласился.

На высоких концентрациях типа 100 ррм (мг на литр) Калий начинает мешать поглощению Кальция и Магния - есть такое наблюдение. И еще существует угнетение поглощения азота.
- Для Кальция и магния помехи идут чисто по количеству. Для примера представьте себе, что вы кормите на городской площади голубей. А потом на эту площадь прилетела очень большая стая воробьев. Теперь голуби останутся голодными. Вот так и с кальцием, он просто не имеет шансов добратся до своих каналов и рецепторов. Его элементарно заталкивают жопами меньшие по размеру, но большие по числу...
Есть еще конкуренция между ионами натрия и калия.
Ион Натрия меньший по размеру но равный по заряду, он просто может забить калиевый канал.
Внутрь он не пройдет, зато какоето время канал правильно работать не будет, пока натрий не выплюнет.
Итак, еще один миф "Передоз по Калию получить нельзя" должен уменерть
Передоз по Калию получить можно!!!
Первое кино, стакан разделенный мембраной, вспомните.
Нам нужно много Калия внутри клетки, и нам совсем не нужно много Калия снаружи клетки...ибо вода начнет выходить из клетки... и растение погибнет.
И при очень высоких концентрациях типа 1000 мг/л:

Калий. Токсическая концентрация 1 г/л (гибель рыбы через 24 ч). У рыбы наблюдается распад жаберного эпителия. У ракообразных уменьшение способности к воспроизводству при концентрации 53мг/л ПДКвр калия составляет 50 мг/дм3 Определяется как и натрий + титриметрически выделением К из раствора с последующим аргентометрическим титрованием. Удаляется как и натрий.

Как проверить сколько Калия съели растения?
Так это очень просто господа - ответ прямо в английском названии элемента - "пепел после сжигания/Potassium".
Мы можем рассчитать сколько мы добавили Калия в аквариум и, собрав и высушив всю траву, или её часть (тогда вводим поправочный коэфициент) - палим, взвешивает и получаем искомый вес пепла делим на 16... с минимальными натяжками этот метод хорошо работает. Правда вы остались без растений... но Истина требует жертв, посадите другие.
Как приготовить раствор сульфата калия для аквариума?
Вот тут Костик Божков все подробнейшим образом описал -читайте.

В каком случае надо добавлять сульфат калия?
Во всех случаях, за исключением "форсажа" - добавления нитратов и фосфатов.

В случае форсажа используется Нитрат калия - и аквариум получает достаточное количество калия вместе с нитратами.

Вот еще небольшая выдержка из спора двух уважаемых травников:

yermolayev
Помоему вполне нормальные цифры.
1.67 мгл в сутки. 12 мгл недельное потребление. Я лил в аквариуме без риччии 15-20мгл в неделю. С риччией в два раза больше, так как был явный признак недостатка калия у глоссы. У Вас менее быстрорастущие растения, у меня более. И света у меня больше. Все вроде складывается.

Vadim Art)
Сергей, что складывается ?
Где общепринятые 30-40 мгл в неделю ? И травник у меня с 600 вт МГ света и ЛЛ досветкой + море CO2.
И в таком, разогнанном травнике, калия уходит меньше 2 мгл в сутки.
А что будет со средне статистическим травником на осмосе ?
Посчитайте мой случай.
Предположим, я пошел за общепринятыми рекомендациями, и вношу 30 мгл калия в неделю. Расходуется у меня 12 (пусть 15) мгл. Сколько накопится калия за месяц, даже если делать еженедельную 50 % подмену?
Вы учитываете это накопление ?

Вот тут, Сергей Кудряшов, делал замеры калия в аквариуме.
Выводы те же - по калию возможна передозировка.
1. Если аквариум на форсаже - калий добавлять не надо. Его достаточно в МАКРО (нитрат калия) и МИКРО.
2. Если в аквариум не льются УДО вообще, годами, а используется осмос - добавляйте сульфат калия. (хотя как по мне. так это утопия.) Если осмос - значит травник HiTec, если HiTec - то одна из двух (принципиально) систем внесения УДО (Про-Эдвардса или массовы подмены по Бару) - в обеих случаях применяются МИКРО с самодостаточным количеством калия и отдельно сульфат калия вносить не надо.
3. Еще Сульфат калия надо добавлять в Амановский аквариум, на первых порах. И это тоже случай "космический", Если денег хватило на грунт, то должно хватать и на УДО. Ну как минимум СеаГемовское. А там калий есть в достаточных количествах.
4. Ну есть еще один теоретический случай - когда вся химия делается своими руками. Тут и проще и сложнее. Проще, потому, как человек сам расчитывает необходимую концентрация калия. Сложнее - для этого необходимо специальное образование и специальное оборудование. Это большая редкость.
Основная масса аквариумистов "совместители", тоесть люди, которые из соображений экономии совмещают разные куски систем. Я сам "совместитель". Базовая система Бара + самомесы по растворам "реминерализации" и МАКРО, + коммерческие растворы "МИКРО" + коммерческие грунты. Вот в моем случае сульфат калия добавлять не надо. Его достаточно в МИКРО и МАКРО (нитрат калия, фосфат калия... и Флорастим, АкваЕрр...)

Какие еще соли калия можно добавлять в аквариум?
K2So4
К2Со3 (моно- и ди-)
KCl
KN03
KH2PO4 (моно-,ди-, три-)
Формиат калия (HCOOK, )
КC6H7O7 (Е332, цитрат калия моно-,ди-, три-)
KOH

Жара...

Господи, как у нас жарко...
Термометр в квартире показывает 35 вечером и 31 утром.
Я уже не знаю, какими словами себя отчитывать за то, что не поставил кондиционера.
Два месяца выпали из жизни.
Я просто выживал.
И мои аквариумы выживают.
Единственное спасения мы нашли в переселении за город, в дубовую рощу, правда аквариумы остались в Городе.
За городом, вечером, ночью и утром можно жить.
А днем нужно прятаться в доме, спасаясь от жары.
Старенький дом держит ночную свежесть и не нагревается за день.
А вот фотографировать на такой жаре я не могу, не могу выйти из дома и поискать объект съемки... а тем более съездить на речку или в лес.
Только вот немного насекомых наснимал на клумбе под домом:


Дневной павлиний глаз (Inachis io)


Перламутровка (Argunnis aglaja)


Стрекоза (Sympetrum sanguineum)


Золотистая бронзовка (Setonia aurata)


Шмуль (Bombus)

Калий (четвертая шпаргалка - фосфоррегулируемые калиевые каналы)

Вторая по величине и первая по избирательности - это группа АТР-зависимых
Калиевых каналов. в этом случае энергия запасенная в макроэргических связях напрямую активирует канал-переносчик Калия.

Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 October 2; 104(40): 15959–15964.
Published online 2007 September 26. doi: 10.1073/pnas.0707912104.

PMCID: PMC2000415
Copyright © 2007 by The National Academy of Sciences of the USA
Plant Biology
A protein phosphorylation/dephosphorylation network regulates a plant potassium channel

Sung Chul Lee, Wen-Zhi Lan, Beom-Gi Kim,* Legong Li,† Yong Hwa Cheong,‡ Girdhar K. Pandey, Guihua Lu, Bob B. Buchanan,§ and Sheng Luan

Механизм .....
Текст первоисточника можно взять вот тут

Калий (третья шпаргалка - "пролетарская суть")

А вот молодёжи повезло, у них уже есть толковый курс по осмосу и тургору.
А без этого невозможно понять и осмыслить роль Калия в растительной клетке.

Ганчарова О.С., Куравский М.Л.
"Методическое руководство к выполнению практических заданий всероссийских олимпиал школьников по биологии"

Осмос и осмотические явления. Осмотическое давление
Все биологические мембраны представляют собой полупроницаемые мембраны, так как в силу своей структуры они пропускают одни вещества (воду, газы), а другие (крупные заряженные молекулы, к примеру, глюкозу) – нет. На самом деле, конечно, в мембране клетки есть переносчики для глюкозы, но они строго регулируются и не позволяют веществу проходить в клетку бесконтрольно; то же самое можно сказать про каналы для ионов. Избирательность транспорта веществ через мембрану считается одним из признаков жизни на клеточном уровне. Мертвая клетка не контролирует поступление и веществ внутрь себя и выведение веществ наружу. Тем не менее, из-за липидной природы даже мембрана мертвой клетки остается полупроницаемой, хотя и менее «избирательной», чем мембрана живой.
Избирательность транспорта через проницаемую мембрану ведет к возникновению в клетке осмотических явлений. Осмотическими называют явления, происходящие в системе, состоящей из двух растворов, разделенных полупроницаемой мембраной. В растительной клетке роль полупроницаемых пленок выполняют: плазмалемма – мембрана, разделяющая цитоплазму и внеклеточную среду, и тонопласт – мембрана, разделяющая цитоплазму и клеточный сок, представляющий собой содержимое вакуоли растительной клетки.
Осмосом называют диффузию воды через полупроницаемую мембрану из раствора с низкой концентрацией растворенного вещества в раствор с высокой концентрацией растворенного вещества. Явление осмоса может быть продемонстрировано на классическом примере. Представим сосуд, разделенный на две части полупроницаемой мембраной, в одной половине сосуда находится более концентрированный раствор соли (к примеру, 1M NaCl), в другой – менее концентрированный (0,01 M NaCl). В начале опыта (рис. 12A) объем раствора в каждой из половин одинаков, а концентрация соли различается.


Рис. 12. Схема, демонстрирующая явление осмоса

Ионы Na+ и Cl-, на которые соль, будучи сильным электролитом, распадается сразу после попадания в раствор, не могут пройти через мембрану, в отличие от молекул воды. Неверно думать, что вода из отсека с большей концентрацией соли не переходит в отсек с меньшей концентрацией. Вода идет через мембрану в обе стороны, но интенсивность перехода разная. Известно, что ионы в воде гидратированы – покрыты гидратной «шубой». Вода распадается на ионы H+ и OH- которые электростатически связываются с ионами хлора и натрия, соответственно. Так как в «правой» половине сосуда (см. рис. 12) концентрация Na+ и Cl- больше, соответственно больше воды требуется для гидратирования этих ионов. В связи с этим вода интенсивнее переходит из отсека с малой концентрацией соли в отсек с большой концентрацией. Поскольку вода будет перетекать из разбавленного раствора в концентрированный быстрее, чем в обратном направлении, в целом движение воды между двумя растворами будет идти в одну сторону. В результате уровень раствора в первом понижается, а в последнем повышается; концентрация соли в отсеках выравнивается (рис 12B). Заметим, что изменение объема жидкости и концентрации соли связано с перераспределением только молекул воды, но не соли, так как мембрана непроницаема для ионов натрия и хлора.
Если приложить к столбу жидкости в отсеке с большей начальной концентрацией соли давление (красная стрелка на рисунке 12B), диффузия воды замедлится. Давление, при котором диффузия жидкости прекращается, называется осмотическим давлением. Описанным образом осмотическое давление измеряется для раствора, к которому прикладывается давление (то есть в описанном примере измерено осмотическое давление раствора с большей начальной концентрацией соли). Осмотическое давление – очень важная величина, характеризующая осмос. В физической химии осмотическое давление обозначается буквой π и вычисляется по простой формуле:
π = CRT,
где C – концентрация раствора, R – универсальная газовая постоянная (8,314 ), T – абсолютная температура (K). Попробуем проанализировать это выражение. R – просто постоянная величина, константа, которая никак не влияет на осмотическое давление. Температуру тоже можно принять за постоянную величину, поскольку мы рассматриваем живые системы, которые существуют в узком температурном диапазоне (мы не будем принимать во внимание бактерий-экстремальных термофилов). Следовательно, по большому счету, осмотическое давление раствора зависит только от его концентрации, причем зависимость линейная: чем больше концентрация соли (или сахара, или другого вещества, не проходящего через полупроницаемую мембрану – осмотически активного вещества) в растворе, тем больше его осмотическое давление. В нашем случае осмотическое давление раствора поваренной соли с концентрацией 0,01M гораздо меньше, чем осмотическое давление раствора с концентрацией 1M.
Обычно при описании живых систем, биологических жидкостей и других растворов не указывают значение осмотического давления, пользуясь относительной характеристикой. Принято описывать осмотическое давление растворов относительно интересующей нас жидкости (к примеру, крови, цитоплазмы, клеточного сока). Если осмотическое давление раствора больше, чем давление «нашей» жидкости, раствор называют гипертоническим; если меньше – гипотоническим, если такое же – изотоническим. В этом определении слова «осмотическое давление» смело можно заменить на «концентрация осмотически активного вещества», так как мы уже выяснили, что осмотическое давление раствора зависит от концентрации линейно. В приведенном выше примере раствор с концентрацией 0,01M NaCl является гипотоническим по отношению к раствору с концентрацией 1M NaCl. Широко используемый в медицинской практике физиологический раствор, является изотоническим по отношению к плазме крови. Концентрация солей в физиологическом растворе и плазме крови одинакова, а значит, одинаково и осмотическое давление. Заметим, что существует несколько типов физиологических растворов с одинаковым осмотическим давлением и немного отличающимся составом солей – растворы Рингера – Локка, Рингера – Тироде и Кребса – Рингера.
Осмотическое давление жидкостей живых организмов может быть очень значительным. К примеру, осмотическое давление жидкостей человеческого тела в среднем равно семи (!) атмосферам. Именно за счет осмотического давления вода из корней деревьев доходит до листьев.
Если приложить к столбу жидкости в указанном отсеке сосуда давление, большее осмотического, процесс осмоса «пойдет вспять» - начнется переход растворителя из отсека с большей концентрацией соли в отсек с меньшей концентрацией соли. Это явление носит название обратного осмоса. Обратный осмос находит широкое применение в производстве фильтров для очистки питьевой воды.

Тургор растительной клетки
Если взять клетки животных, например, эритроциты, и поместить их в физиологический раствор, морфология клеток не изменится, так как физиологический раствор изотоничен плазме крови (содержит физиологическое количество солей). Если же поместить эритроциты в гипертонический раствор, например, в раствор с концентрацией соли 10%, вода по закону осмоса будет выходить из цитоплазмы (как из жидкости с меньшей концентрацией соли) в окружающий раствор, в результате чего эритроциты сморщатся. При помещении эритроцитов в гипотоническую среду (дистиллированную воду), вода будет проникать внутрь клеток, «стараясь» уравновесить концентрации солей внутри и вне клетки. В конце концов, эритроциты лопнут, их содержимое высвободится в воду, превратив содержимое пробирки в так называемую «лаковую кровь» - прозрачную красную жидкость. Этот известный эксперимент показывает, что клетки животных не окружены плотной оболочкой и вынуждены существовать в очень ограниченном диапазоне концентраций солей. Клетки пресноводных простейших, не обладающих достаточно плотной оболочкой (амебы, инфузории) справляются с проблемой переизбытка воды с помощью сократительных вакуолей, постоянно «вычерпывающих» лишнюю воду за пределы клетки.
Если поместить взрослые клетки растений (в составе ткани, к примеру, эпидермиса) в гипотонические условия, они не лопнут, поскольку каждая клетка растения окружена более или менее толстой клеточной стенкой. Последняя служит ригидной структурой, не позволяющей притекающей воде разорвать клетку. Если бы клеточная стенка и плазматическая мембрана клетки могли растягиваться, вода входила бы в клетку до тех пор, пока концентрация осмотически активных веществ снаружи и внутри клетки не выровнялась бы. В реальности клеточная стенка – прочная нерастяжимая структура, и в гипотонических условиях входящая в клетку вода давит на клеточную стенку, плотно прижимая к ней плазмалемму. Давление протопласта изнутри на клеточную стенку называется тургорным давлением. Говорят, что клетки растений обладают тургесцентностью. Тургорное давление препятствует дальнейшему поступлению воды в клетку. Состояние внутреннего напряжения клетки, обусловленное высоким содержанием воды и развивающимся давлением содержимого клетки на ее оболочку носит название тургора.
Заметим, что клетки растений обычно находятся в гипотонических условиях, поскольку содержимое растительной клетки богато осмотически активными веществами, большая часть которых (органические кислоты, сахара, солей, низкомолекулярных пигментов) входят в состав клеточного сока, расположенного внутри вакуоли. Вакуоли – органеллы, присущие растительным клеткам. Мембрана, ограничивающая вакуоль, называется тонопластом, и по своим свойствам сходна с плазмалеммой. Это мембрана, обладающая избирательной проницаемостью и способностью к активному транспорту. Осмотически активные вещества с целью запасения или утилизации переносятся в вакуоль с помощью белков-каналов и переносчиков, обратно эти вещества в большинстве своем не выходят. Таким образом, с помощью избирательного активного транспорта в клетке создается градиент осмолярности – клеточный сок гипертоничен по отношению к цитоплазме, а цитоплазма гипертонична по отношению к окружающей среде. Вода извне поступает в клетку, «стремясь» уравнять концентрации осмотически активных веществ, давит на клеточную стенку изнутри, обеспечивая тургор.
Тургор – показатель оводненности и состояния водного режима растений. Снижением тургора сопровождаются процессы, увядания и старения клеток. Именно за счет тургора органы растений находятся в выпрямлено, упругом состоянии. Увядание растения – не что иное, как понижение тургорного давления его клеток.
Неверно думать, что тургесцентность свойственна только клеткам растений или бактерий, обладающих клеточной стенкой. Тургор есть и у животных клеток, но он невелик из-за гораздо меньшей прочности плазмалеммы по сравнению с клеточной стенкой (именно из-за наличия тургора, а также из-за эластичности цитоплазматической мембраны, эритроциты в гипотонических условиях разрушаются не сразу, а после некоторого набухания). При разрушении клеточных стенок растительных клеток тургесцентность последних резко падает, и в гипотонических условиях обнаженные протопласты клеток растений ведут себя так же, как клетки млекопитающих.

Калий (вторая шпаргалка - потенциалзависимые Калиевые каналы)

Потенциалзависимые калиевые каналы подробненько описаны в этом обзоре.

Regulation of K+ channel activities in plants: from physiological to molecular aspects
Received 25 April 2003; Accepted 8 October 2003
Isabelle Cherel*
Biochimie et Physiologie Moleculaire des Plantes, UMR 5004,
Agro-M/INRA/CNRS/UM2, Montpellier, France

Потенциал - зависимые каналы растений из семейства Shaker участвуют в продолжительном процессе транспорта Калия как на клеточном уровне так и на уровне всего растения, в виде захвата Калия из грунтовых вод, транспорт Калия на длинные дистанции в ксилеме и флоеме, и в токе калия в защитные клетки и во время движения устьиц. В данной работе внимание сфокусировано на таком аспекте транспорта, как белок - белковое взаимодействие. Ключ к идентификации регуляторных механизмов был обеспечен электрофизиологическим подходом к растениям или гетерологичных систем, а также с помощью аналогий со своими аналогами у животных. Было показано, что, как и для соответствующих животных, потенциал зависимые каналы растений могут собираться как гомо- так и связанными герететрамерами полипептидов кодируемые разными Shaker генами, и что они могут связать вспомогательные субъединицы соответствующие тем, которые найдены в организме млекопитающих. Кроме того, ряд регуляторных процесс сов вовлечены (с участием, например, протеинкиназ и фосфатаз, G белков, 14-3-3s, или синтаксинов) может быть общим для растений и животных, шейкеры. Однако молекулярные идентификация партнеров растительных каналов все еще на начальной стадии.
В настоящем документе рассматриваются текущие знания в области регуляции растительных Калиевых каналов на физиологическом и молекулярном уровнях, с учетом соответствующих знаний, на животных клетках, и обсуждаются перспективы расшифровки регуляторных сетей в будущем. Калий это наиболее распространенный катион в цитозоле растений и животных. Клетке требуется этот неорганический катион, совместимый с белковой структурой при высоких концентрациях, чтобы нейтрализовать диссоциированые органические кислоты и анионных групп макромолекул (нуклеиновых кислот и фосфолипидов) и нижний водный потенциал.
Для выполнения этих требований, Калий должен легко транспортироватся и, следовательно, этот катион играет важную роль в контроле с мембранного потенциала. В соответствии с этим основным функциям (Clarkson and Hanson, 1980; Maathuis and Sanders, 1996), K + играет важную роль на клеточном и в целом уровне организма. В растениях были получены прямые доказательства того, что Kалий участвует в таких процессах, как удлинение клетки, движения устьиц и регуляции газообмена и трансдукции различных сигналов (Clarkson и Хансон, 1980; Циммермана и Сантенак, 1999, очень и Сантенак, 2003). Несколько семейств систем транспорта Калия были выявлены в 1990-х годах, а также интеграция различных молекулярных, электрофизиологических и методы реверсивной генетики показали функции этих систем, в том числе и Калиевых каналов, принадлежащих к так называемой семейству Shaker (Very and Sentenac, 2003). Это открыло путь для молекулярного анализа регуляции мембранного Калиевого переносчика. Большинство современных знаний в этой области касается каналов семейства Shaker.

Калий (первая шпаргалка - Том Бар)

В рамках проекта по "Занимательной биохимии аквариумных растений", я собираю материал про макрокатионы... уж очень много непонимания в среде аквариумистов по этому вопросу.
А чего требовать от рядовых аквариумистов если даже Том Бар не понимает роли Калия в растительной клетке.
Почему я в этом уверен?
Да вот посмотрите на избранные материалы из его "Репортов".

Barr Report, Volume1, Issue 9, 2005
Potassium dynamics in Aquatic Macrophytes
Выдержки для цитирования:

Калий (К+) третий наиболее важный элемент в питании растений после азота(N) и фосфора(P) и часто список удобрений начинается надписью на мешке соотношением этих трёх элементов NPK. Его важная роль в росте и развитии растений известна уже более 150 лет (Liebig, 1840). Буковка «К», используемая в обозначении этого элемента пришла к нам от Германского слова kalium. В колониальные времена, люди сжигали деревья, и другие органические вещества в горшках для производства мыла. Этот пепел промывали и позволяли воде испариться, оставляя осадок солей калия. Люди называли этот осадок “pot ashes”/горшочный пепел или "potash"/калий. Эти соли варили с животным жиром и так производили мыло. В 1868 году, Сэмюэл Уильям Джексон, ботаник из штата Коннектикут, сжег растения и проанализировал пепел. Джексон выяснил, что растения состоят из большого количества калия, а также других минералов. Его работа привела к применению удобрений с целью повышения урожая зерновых. Как правило, калий не ограничен в водных экосистемах (Wetzel 1975), и большинство погруженных растений могут легко получить этот элемент из воды (Барко и Смарт-1981). Это важно для роста и развития всех растений. Он поглощается корнями растений, а также через листья, как катион (K+), форма, в которой он свободно движется по растению. Барко и др. показал, что водные растения поглощают калий, в основном, через листву. (Барко и др., 1988). Хотя это исследование часто цитируется, это не означает, что все виды водных растений способны на такой вид поглощения, но это представляется справедливым для практического выращивания большинства водных растений в аквариуме. Рядовой аквариумист, не имеющий специального образования, должен осторожно использовать научные данные и сравнивать исследования по широкому кругу растений (сравнительные исследования и обзорные статьи по текущим и прошлым исследованиям), чтобы делать обобщения по всем, или большинству, видов растений. Дальнейшие исследования большего количества видов показали, что обычно Калий поглощается из воды (Барка 1991) (Carignan.1982). В отличие от всех других основных элементов, калий не входит в состав ни одной из важных составных компонентов растений задействованных в метаболизме, типа как белков, хлорофилла, жиров и углеводов. По этой причине его роль более трудно определить, и несмотря на многочисленные исследования, мы до сих пор не можем подтвердить понимание роли калия. Этот элемент присутствует во всех частях растения в больших или достаточно больших пропорциях. Кажется, он имеет особое значение в листьях и в точках роста, поскольку они особенно богаты калием. Возможно, весь калий в растениях присутствует в растворимой форме и большая его часть, содержится в клеточном соке и цитоплазме. Он является выдающимся среди питательных элементов по мобильности и растворимости в тканях растений, и эти свойства используются самим растением для предотвращения недостатка калия в зонах роста (повторного использования посредством перекачки из старых тканей), где этот элемент находится в дефиците.

Из старых постов Тома Бара:
"Если ты добавляешь добросовестно количества No3 через KNo3, получишь хорошие параметры аквариума, не имеет значения, сколько рыб там плавает, Я подозреваю, что тебе не надо добавлять Калий отдельно. Стив Диксон и Я делаем так некоторое время, бывали времена, когда аквариумисты совсем не добавляли сульфат калия, вот и мы обходимся без него. И мы не нашли никакой разницы. Стив подтвердит, что не надо добавлять Калий отдельно, если вы добавляете его через KNo3. Если вы поддерживаете 6.4 ррм по No3, значит вы имеете 4 ррм К из э того KN03. Многие удобрения, типа TMG, содержат Кали. Я считаю, маловероятной необходимость в ДОПОЛНИТЕЛЬНОМ Калии для хорошего роста растений. Глядя на баланс масс N/K+ соотношение более/менее у растений находится в районе 1.5/1 (Эпштейнб 1972). Приняв во внимание часть О3 в No3 и выделив элементарный N мы получаем избыток калия 1.5/4.4=0.34 Азота на каждый Калий. То есть мы имеем более, чем трехкратное превышение в концентрации Калия, над тем, что получается из соотношения Эпштейна для азота/калия = 1.5/1. Следует отметить, что существуют другие источники азота, разложение растений, рыбьи фекалии, но нельзя отрицать, что из этих же источников может пополняться и концентрация Калия. Я очень сомневаюсь, что добавление Калия в виде K2So4 существенно повлияет на эту ситуацию".

Магний может замещать калий при низком кальции (Wallander and Wickman, 1999). В случае МАКРО, при чрезмерном количество Магний будет конкурировать с Калием в захвате (активное поглощение растительной клеткой калия из окружающей среды) и может вызывать его дефицит, что хорошо согласуется с работой других исследователей (Taiz Zeglar, 1998). Многочисленный исследования показали, что Аммоний конкурирует с Калием в захвате (Wang et al, 1996) (Gazzarrini et al, 1999).

Итак, может ли избыточный Калий быть причиной нарушения поглощения Са++ как утверждают многие аквариумисты?
Путаница в этом вопросе возникла когда аквариумисты стали цитировать работы не разобравшись в сути исследований. В используемых цитатах основанием действия Кальция, как вторичного передатчика в Калиевой передаче сигнала. В данном случае "поглощение Кальция при передаче сигнала" это нечто другое, чем поглощение Кальция из окружающей среды.

Преобразования энергии, синтез углеводов и их перемещение, метаболизм Азота и другие метаболические процессы у растений находятся под контролем ферментных систем, около 50 из которых активируются Калием. Это еще раз указывает на универсальность и многогранную роль, которую Калий играет в растениях. Для того, чтобы нормально функционировать, метаболические процессы требуют соответствующей гидратации и кислотности внутри клеток растений. Калий снова участвует в обоих этих процессах. Он помогает регулировать осмотический потенциал в клетках растений в корнях, чтобы позволить им поглощать воду из почвы. Во всем растении, Калий активизирует движение воды и растворенных веществ, он регулирует открытие устьиц и, таким образом, поглощение диоксида углерода, и это влияет на рН клеток растений. Это доминантный каунтер-ионн для нейтрализации большого избытка отрицательного заряда на белках и нуклеиновых кислотах.

Захват Калия, как было предложено, является более сложным, чем двойной механизмом поглощения предложенный Epstein в 1950 году. Это две ферментные системы - одна с высоким сродством к Калию захватывает его из окружающей среды в диапазоне 10-40 мкM и имеет высокой избирательностью для Kалия, а другая система захвата Калия из окружающей среды с низким сродством которая захватывает Калий в диапазоне концентраций в районе 10 мМ, но обладает слабой избирательностью к катионам Калия, то есть гребет все, что издалека похоже на Калий.

практический опыт с более, чем тремястами видов аквариумных растений на протяжении многих лет, и консенсус многими аквариумистов показал, что хороший уровень Калия в аквариуме около 10-40 ppm

Концентрация Калия в растительных вакуолях варьируются от 10 до 400 мм, и предполагается, что на вакуолярной мембране существует потенциал -20 МВ, которые не является четко обозначеной движущей силой для движения Калия в одну или другую сторону. Это означает, что канал-опосредованный транспорт ионов либо из цитозоля, либо в цитозоль возможен. Существует три основных типа каналов в растительных вакуолях, которые могут переносить Калий. Эти медленные вакуолярные каналы (SV), быстрые вакуолярные каналы (FV) и вакуолярные Калиевые каналы (ВК), которые все были определены методом фиксации локального потенциала.

Eriocaulon from Sulavesi

Вот, сфотографировал в субботу свой эриокаулон.
Фотографировал много, но потом посмотрел на фото - стекла грязные с разводами солей жесткости. Жара, все слишком быстро сохнет. Потому только одна фотография.

В Киеве жара, под Сорок.
Непродохнуть.
Все мои проекты стоят - "нема натхнення".

"Encontro das Aguas" continue

Некоторое время назад, я обсуждал с Григорием Полищуком свою идею по "Рождению амазонки" - название проекта "Encontro das Aguas" в плане растений, цветовой палитры и формы.
И вот эти два рисунка Григорий мне сделал за несколько минут.
Сейчас уже можно обсудить что лучше - светлый тон растений впереди или на заднем плане композиции. Я поставил себе эту картинку, как заставку на монитор рабочего компьютера и привыкаю...
Картинки опубликованы с разрешения художника.
На самом деле я смотрю на эти картины и понимаю, что растений у меня будет немного больше. Но немного, так, что бы в "компот" не свалится.
С уважением.

Отпуск и аквариумы...

Вот такой, нетрадиционный взгляд на аквариум, рано утром... летом, туда попадают солнечные лучи. По теории это плохо для поддержания баланса, но мне очень нравится этот ракурс. как и то, что растения получают свой кусочек солнечного света.
Это единственный аквариум, который без проблем пережил мой отъезд "на моря".
У Гексасета щестидесятого, сбился электронный таймер и там МГ не включалась две недели... растения не погибли, ибо там хватает и дневного света, но и не выросли ни на сантиметр за эти две недели. :(
А с 120 сантиметровым аквариумом, он пока без названия, "вдруг" кончился Со2(было 60 атм, по барометру). :(
Как подрезал растения на 2/3 уезжая, так их и нашел, вернувшись. :(