1 00:00:07,496 --> 00:00:09,361 ตรงหน้าคุณมีชามขนาดใหญ่ 2 00:00:09,361 --> 00:00:12,454 เต็มไปด้วยพลังงานที่อัดอยู่ใน คาร์บอน ครันชีส์ 3 00:00:12,454 --> 00:00:15,451 หนึ่งช้อน สองช้อน สามช้อน 4 00:00:15,451 --> 00:00:17,812 ไม่นาน คุณถูกเติมพลังด้วยพลังงาน ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว 5 00:00:17,812 --> 00:00:19,703 ซึ่งมาจากอาหารของคุณ 6 00:00:19,703 --> 00:00:22,813 แต่พลังงานมาอยู่ในชามได้อย่างไร 7 00:00:22,813 --> 00:00:25,502 พลังงานปรากฎอยู่ในรูปของน้ำตาล 8 00:00:25,502 --> 00:00:28,313 ที่สร้างขึ้นโดยพืชซึ่งนำมาทำเป็นซีเรียล 9 00:00:28,313 --> 00:00:29,979 อย่างเช่นธัญพืชหรือข้าวโพด 10 00:00:29,979 --> 00:00:33,313 อย่างที่เห็น คาร์บอนคือองค์ประกอบหลักทางเคมี 11 00:00:33,313 --> 00:00:35,011 และพืชก็ตรึงมันมา 12 00:00:35,011 --> 00:00:38,515 ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ CO2 13 00:00:38,515 --> 00:00:40,433 จากอากาศที่เราหายใจ 14 00:00:40,433 --> 00:00:42,602 แต่โรงงานพลังงานของพืช 15 00:00:42,602 --> 00:00:45,021 ซึ่งตั้งอยู่ในส่วนสโตรมาของคลอโรพลาส 16 00:00:45,021 --> 00:00:47,811 เปลี่ยนก๊าซที่มีคาร์บอนตัวเดียวอย่าง CO2 17 00:00:47,811 --> 00:00:51,774 เป็นของแข็งที่มีคาร์บอนหกตัวอย่างกลูโคส ได้อย่างไรกัน 18 00:00:51,774 --> 00:00:55,029 ถ้าคุณคิดถึงการสังเคราะห์ด้วยแสง คุณคิดถูกแล้ว 19 00:00:55,029 --> 00:00:58,240 แต่การสังเคราะห์ด้วยแสงแบ่งได้เป็นสองขั้นตอน 20 00:00:58,240 --> 00:01:00,782 ขั้นแรก ซึ่งเก็บพลังงานมาจากดวงอาทิตย์ 21 00:01:00,782 --> 00:01:05,343 ในรูปแบบของ อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟส หรือ ATP 22 00:01:05,343 --> 00:01:08,842 และขั้นที่สอง วัฏจักรคัลวิน (Calvin cycle) ที่จับเอาคาร์บอน 23 00:01:08,842 --> 00:01:10,928 และเปลี่ยนมันเป็นน้ำตาล 24 00:01:10,928 --> 00:01:13,296 ในส่วนที่สองนี้เป็นตัวแทนหนึ่ง 25 00:01:13,296 --> 00:01:15,796 ของสายการผลิตของธรรมชาติที่ยั่งยืนที่สุด 26 00:01:15,796 --> 00:01:20,426 และด้วยสิ่งนี้ ยินดีต้อนรับสู่โรงงานที่เล็กจิ๋วที่สุดในโลก 27 00:01:20,426 --> 00:01:21,844 วัตถุดิบเริ่มต้น 28 00:01:21,844 --> 00:01:24,308 ส่วนผสมของโมเลกุล CO2 จากอากาศ 29 00:01:24,308 --> 00:01:26,760 และโมเลกุลก่อนการรวมตัวที่เรียกว่า 30 00:01:26,760 --> 00:01:30,399 ไรโบส บิสฟอสเฟต หรือ RuBP 31 00:01:30,399 --> 00:01:32,261 แต่ละโมเลกุลมีคาร์บอนอยู่หกอะตอม 32 00:01:32,261 --> 00:01:36,178 ตัวเริ่มน่ะหรือ เอ็นไซม์ในอุตสาหกรรมชื่อว่า รูบิสโก (rubisco) 33 00:01:36,178 --> 00:01:39,614 ที่เชื่อมอะตอมคาร์บอนจากโมเลกุล CO2 34 00:01:39,614 --> 00:01:41,593 เข้ากับสาย RuBP 35 00:01:41,593 --> 00:01:44,618 เพื่อสร้างโมเลกุลตั้งต้นที่มีคาร์บอนหกตัว 36 00:01:44,618 --> 00:01:47,873 ซึ่งไม่นานก็ถูกแยกออกเป็นโมเลกุลที่เล็กกว่าสองสาย 37 00:01:47,873 --> 00:01:49,874 ที่ประกอบด้วยคาร์บอนสามอะตอม 38 00:01:49,874 --> 00:01:54,391 และเรียกว่า ฟอสโฟกลีเซอร์เรต หรือเรียกสั้นๆ ว่า PGA 39 00:01:54,391 --> 00:01:57,550 ATP ถูกนำเข้าไป และสารเคมีอีกอย่างเรียกว่า 40 00:01:57,550 --> 00:02:01,678 นิโคตินาไมน์ อดีนิน ไดนิวคลีโอไทด์ ฟอสเฟต 41 00:02:01,678 --> 00:02:04,806 หรือ NADPH 42 00:02:04,806 --> 00:02:07,725 ATP ทำงานเหมือนสารหล่อลื่น นำส่งพลังงาน 43 00:02:07,725 --> 00:02:13,511 ในขณะที่ NADPH แนบไฮโดรเจนหนึ่งอะตอม ให้แต่ละ PGA 44 00:02:13,511 --> 00:02:15,427 เปลี่ยนให้พวกมันกลายเป็นโมเลกุลที่เรียกว่า 45 00:02:15,427 --> 00:02:19,610 กลีเซอรัลดีไฮด์ 3 ฟอสเฟต หรือ G3P 46 00:02:19,610 --> 00:02:22,531 กลูโคสต้องการคาร์บอนหกอะตอมเป็นองค์ประกอบ 47 00:02:22,531 --> 00:02:25,242 ซึ่งสร้างขึ้นจากสองโมเลกุลของ G3P 48 00:02:25,242 --> 00:02:28,426 ซึ่งบังเอิญว่าแต่ละโมเลกุลมีคาร์บอนหกอะตอม 49 00:02:28,426 --> 00:02:30,844 ดังนั้น น้ำตาลก็ถูกสร้างขึ้นแบบนี้สินะ 50 00:02:30,844 --> 00:02:32,511 ก็ไม่เชิงนะ 51 00:02:32,511 --> 00:02:35,878 วัฎจักรคัลวินทำงานเหมือนกับสายการผลิตที่ยั่งยืน 52 00:02:35,878 --> 00:02:38,178 หมายความว่า RuBP ที่มีอยู่แต่แรก 53 00:02:38,178 --> 00:02:40,272 ที่ทำให้ทุกอย่างดำเนินไปในตอนแรก 54 00:02:40,272 --> 00:02:42,727 ต้องถูกสร้างขึ้นมาใหม่โดยนำวัตถุดิบกลับมาใช้ใหม่ 55 00:02:42,727 --> 00:02:44,359 ภายในวัฎจักรตอนนี้ 56 00:02:44,359 --> 00:02:46,976 แต่ว่าแต่ละโมเลกุลของ RuBP ต้องการคาร์บอนหกอะตอม 57 00:02:46,976 --> 00:02:49,809 และการสร้างกลูโคสก็เอาไปหมดแล้วทั้งหกอะตอม 58 00:02:49,809 --> 00:02:51,394 มีอะไรบางอย่างที่รวมแล้วไม่เป็นเช่นนั้น 59 00:02:51,394 --> 00:02:54,195 คำตอบนั้นอยู่ในข้อเท็จจริงที่น่าทึ่ง 60 00:02:54,195 --> 00:02:57,225 ระหว่างที่เราสนใจกับสายการผลิตนี้อันเดียว 61 00:02:57,225 --> 00:03:00,725 อีกห้าสายการผลิตกำลังดำเนินไปพร้อมๆ กัน 62 00:03:00,725 --> 00:03:03,662 ด้วยสายพานทั้งหกที่เคลื่อนไปพร้อมๆ กัน 63 00:03:03,662 --> 00:03:05,809 ไม่ใช่แค่คาร์บอนอะตอมเดียวที่ถูกเชื่อม 64 00:03:05,809 --> 00:03:07,416 เข้ากับสาย RuBP หนึ่งสาย 65 00:03:07,416 --> 00:03:11,590 แต่เป็นคาร์บอนหกอะตอมเชื่อมเข้ากับ หกโมเลกุลของ RuBP 66 00:03:11,590 --> 00:03:15,091 ซึ่งนั้นทำให้ได้ G3P 12 สาย แทนที่จะเป็นสอง 67 00:03:15,518 --> 00:03:15,768 ซึ่งหมายความว่าทั้งหมดแล้ว มีคาร์บอนทั้งหมด 36 อะตอม 68 00:03:18,726 --> 00:03:21,308 จำนวนที่พอเหมาะกับการสร้างน้ำตาล 69 00:03:21,308 --> 00:03:24,392 และสร้าง RuBP ขึ้นใหม่ 70 00:03:24,392 --> 00:03:27,187 จาก G3P 12 อะตอม 71 00:03:27,187 --> 00:03:28,940 สองโมเลกุลถูกถ่ายไปเพื่อสร้างเป็น 72 00:03:28,940 --> 00:03:32,309 สายน้ำตาลคาร์บอนหกอะตอมที่เต็มไปด้วยพลังงาน 73 00:03:32,309 --> 00:03:35,614 ที่เติมพลังให้กับคุณผ่านทางอาหารเช้า สำเร็จ! 74 00:03:35,614 --> 00:03:37,617 กลับมายังสายการผลิต 75 00:03:37,617 --> 00:03:39,617 ผลิตภัณฑ์ข้างเคียงของการผลิตน้ำตาล 76 00:03:39,617 --> 00:03:44,202 รวมตัวอย่างรวดเร็วเพื่อสร้าง RuBP หกโมเลกุลขึ้นใหม่ 77 00:03:44,202 --> 00:03:46,892 ซึ่งต้องการคาร์บอน 30 อะตอม 78 00:03:46,892 --> 00:03:51,002 เป็นจำนวนที่พอดีกับ G3P 10 โมเลกุลที่เหลือ 79 00:03:51,002 --> 00:03:54,315 ทีนี้การจับคู่โมเลกุลก็เกิดขึ้น 80 00:03:54,315 --> 00:03:56,422 G3P สองโมเลกุลถูกเชื่อมเข้าด้วยกัน 81 00:03:56,422 --> 00:03:58,589 เกิดเป็นลำดับสายคาร์บอนหกอะตอม 82 00:03:58,589 --> 00:04:02,875 โดยการเติม GFP ตัวที่สาม สายคาร์บอนเก้าอะตอมก็เกิดขึ้น 83 00:04:02,875 --> 00:04:05,957 RuBP ตัวแรก ที่ถูกสร้างขึ้นจากคาร์บอนหกอะตอม 84 00:04:05,957 --> 00:04:07,599 ถูกปลดปล่อยออก 85 00:04:07,599 --> 00:04:09,559 ทำให้เหลือคาร์บอนอีกสี่อะตอม 86 00:04:09,559 --> 00:04:11,104 แต่ว่าไม่มีการทิ้งอะไรให้เสียเปล่า 87 00:04:11,104 --> 00:04:14,293 พวกมันจะถูกเชื่อมกับ G3P โมเลกุลที่สี่ 88 00:04:14,293 --> 00:04:16,315 ทำให้เกิดสายคาร์บอนเจ็ดอะตอม 89 00:04:16,315 --> 00:04:18,541 เติม GFP โมเลกุลที่ห้า 90 00:04:18,541 --> 00:04:20,707 สายคาร์บอนสิบอะตอมได้ถูกสร้างขึ้น 91 00:04:20,707 --> 00:04:24,074 เพียงพอแล้วคราวนี้ที่จะสร้างเป็น RuBP สองโมเลกุล 92 00:04:24,074 --> 00:04:26,875 RuBP สามโมเลกุลที่สร้างขึ้น 93 00:04:26,875 --> 00:04:29,204 จากห้าในสิบของ G3P 94 00:04:29,204 --> 00:04:31,207 ทำกระบวนการนี้ซ้ำอีกรอบ 95 00:04:31,207 --> 00:04:33,875 จะได้สาย RuBP หกสาย 96 00:04:33,875 --> 00:04:36,671 ที่จำเป็นต่อการเริ่มวัฏจักรใหม่อีกครั้ง 97 00:04:36,671 --> 00:04:39,089 ดังนั้น วัฏจักรคัลวินสร้างจำนวน 98 00:04:39,089 --> 00:04:40,793 ของสสารและกระบวนการ 99 00:04:40,793 --> 00:04:43,375 ที่จำเป็นต่อการขับเคลื่อนสายการผลิตเชิงชีวเคมีนี้ 100 00:04:43,375 --> 00:04:45,208 อย่างไม่มีที่สิ้นสุด 101 00:04:45,208 --> 00:04:47,127 และมันก็เป็นแค่หนึ่งในอีกหลายร้อยวัฏจักร 102 00:04:47,127 --> 00:04:48,625 ที่ปรากฎอยู่ในธรรมชาติ 103 00:04:48,625 --> 00:04:49,959 ทำไมถึงมีมากมายนัก 104 00:04:49,959 --> 00:04:53,060 เพราะว่า ถ้ากระบวนการผลิตทางชีวภาพ เป็นไปแบบเส้นตรง 105 00:04:53,060 --> 00:04:55,730 พวกมันคงจะไม่มีประสิทธิภาพหรือความสำเร็จ ใกล้เคียง 106 00:04:55,730 --> 00:04:58,444 กับพลังงานที่ใช้ไปในการผลิตวัตถุดิบต่างๆ 107 00:04:58,444 --> 00:05:01,238 ที่ธรรมชาติต้องพึ่งพามัน เช่น น้ำตาล 108 00:05:01,238 --> 00:05:03,355 วัฏจักรสร้างวงจรย้อนกลับที่สำคัญ 109 00:05:03,355 --> 00:05:06,857 ที่นำส่วนผสมต่างๆ กับมาใช้ใหม่และสร้างใหม่ ตลอดเวลา 110 00:05:06,857 --> 00:05:08,609 สร้างให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ 111 00:05:08,609 --> 00:05:10,987 จากแหล่งที่ธรรมชาติมีอยู่ 112 00:05:10,987 --> 00:05:12,768 อย่างเช่นน้ำตาล 113 00:05:12,768 --> 00:05:14,819 สร้างโดยแสงแดดและคาร์บอน 114 00:05:14,819 --> 00:05:16,650 ถูกเปลี่ยนรูปในโรงงานพืช 115 00:05:16,650 --> 00:05:18,653 เพื่อให้เป็นพลังงานที่ให้กับคุณ 116 00:05:18,653 --> 00:05:21,652 และทำให้วัฏจักรหมุนไปในชีวิตของคุณ