Яблони на Марсе

Хлоропласты давно стали объектом пристального внимания ученых. В этот коллективный труд вносит весомую лепту и сильный отряд фотобиологов Белоруссии. Долгие годы его возглавлял академик Тихон Николаевич Годнев.

Годнев (1893–1982) — физиолог растений, академик АН БССР (1940), родился в городе Задонске Липецкой области в семье учителя, окончил Московский университет, работал в Москве, Астрахани, Иванове, с 1927 года в Белоруссии; но где бы ни жил ученый, он всегда оставался верен своей первой, возникшей еще в студенческие годы научной страсти: его волновала тайна важнейшего растительного пигмента — хлорофилла. Годнева постоянно занимала мысль, как такая большая и сложная молекула может строиться в живом организме. Труд жизни ученого был подытожен в монографии «Хлорофилл. Его строение и образование в растении», в 1967 году эта работа была удостоена премии имени Тимирязева АН СССР. Годнев по праву считается создателем советской школы исследователей биосинтеза хлорофилла, основателем и учителем школы белорусских физиологов и биохимиков растений, среди его учеников — член-корреспондент АН СССР Александр Аркадьевич Шлык и другие известные советские ученые.

Под фотонным, световым дождем многие из молекул хлорофилла, находящихся в зеленом листе, разрушаются. Отчего же тем не менее листва до осени сохраняет свой цвет и свойства? Природа снабдила растения особыми фотонными зонтиками? Нет, все гораздо проще и одновременно сложнее. Объяснение стабильности свойств зеленой материи в том, что в недрах листа идет непрерывный синтез все новых и новых молекул хлорофилла.

Здесь дело обстоит, как и во всех других живых тканях. Прошло время, когда считалось, что клетки живого и составляющие их молекулы неизменны. Теперь никого не удивляет мысль о том, что, например, у человека в течение 80 дней половина всех тканевых белков распадается и строится заново. И что с химической точки зрения сегодня мы с вами уже совсем не то, чем были вчера!

Биосинтез хлорофилла — интереснейшая тема! Ученые показали, что по утрам листья «более зеленые», чем вечерами, на закате солнца. Причина? Обновление хлорофилла в основном идет по ночам, в темноте.

Где же расположены центры биосинтеза? В каких частях зеленого листа готовится хлорофилл? Что это за цехи такие? Как они устроены? Что собой представляют? По каким принципам работают? Автора книги все это очень интересовало. Он знал, что этой темой занимаются доктор биологических наук Владилен Лазаревич Калер и его сотрудники. В Библиотеке имени В. И. Ленина в Москве были разысканы работы этого ученого. Вот так фотосинтетическая дорожка и привела автора в Минск.

Сентябрь в тот год выдался на редкость теплым и солнечным. Деревья еще сохраняли зелень крон, а кусты цветущих роз источали аромат, когда я дорожками Ботанического сада шел к увитому плющом серому четырехэтажному зданию Института экспериментальной ботаники имени Василия Феофиловича Купревича — родоначальника многих биологических учреждений Академии наук Белоруссии. Вот и комната 214. Лаборатория фотосинтеза…

Многие поколения ученых пытались разгадать структуру хлорофилла — самой, пожалуй, популярной молекулы жизни. И теперь в любом учебнике по физиологии растений можно найти «портрет» этой молекулы. Она похожа… на головастика. Имеет плоскую квадратную «головку» (хлорофиллин) и длиннющий «хвост» (фитол).

— В пруду головастик, лишаясь хвоста, превращается во взрослую лягушку, — помню, рассказывал Владилен Лазаревич. — В листве последовательность обратная: тут можно сказать, что «лягушка» — молекула протохлорофиллида, предшественника хлорофилла, обзаведясь фитольным «хвостом», становится «головастиком» — хлорофиллом. Но это лишь краткий эпизод в долгой и до сих пор во многом таинственной мистерии биосинтеза хлорофилла…

Молекулы на самообслуживании

В большую науку Калер пришел в 1957 году с… авторемонтного завода, где заведовал после окончания университета химической лабораторией. Ему было 32 года, когда тайны фотосинтеза всецело покорили и увлекли его. И ныне он автор известной и в Союзе и далеко за его пределами монографии «Авторегуляция в системе биосинтеза хлорофилла в высших растениях».

В зеленом листе возникновение новых молекул хлорофилла происходит на фоне большого количества уже имеющегося пигмента. Поэтому биосинтез «невидим», он как бы одет в маскхалат, и его нелегко исследовать.