Следопыты в стране анималькулей

Это Сергей Николаевич Виноградский. Решение загадки серобактерий, открытие роли железобактерий и другие исследования создали ему громкое имя в науке.

А теперь он стоит на пороге нового открытия. Но оно упорно не дается в руки. Он снова и снова берется за свои пробирки и колбы, часами просиживает у микроскопа. А потом, убедившись в неудаче еще одного опыта, стоит на привычном месте у окна и размышляет.

И, как страницы невидимой книги, мелькают перед ним, сменяя друг друга, события и факты, которые, быть может, подскажут верный путь в стране невидимок.

Он видит: на открытой террасе богатой приморской виллы сидит тучный старик и пишет. Груда пергаментных свитков постепенно растет перед стариком. Все в древнем Риме знают и чтут этого старца — известного писателя и ученого Марка Теренция Варрона. Он немало видел, многое знает и на склоне своих дней спешит поделиться этими знаниями с потомством.

Где-то, на одном из бесчисленных пергаментных свитков, в перечне наблюдений за явлениями природы он сообщает о чудесном свойстве бобовых растений.

«Значит, — размышляет Виноградский, — еще в древние времена было известно, что бобовые растения — клевер, люцерна, горох, лупин, фасоль — хорошо растут даже на таких почвах, где другие растения дают плохие урожаи».

Причину этого объяснить в древности, конечно, не могли, но заметили, что если на малоурожайной почве росли хотя бы один год бобовые травы, то там можно уже выращивать другие растения и получать хорошие урожаи.

Плохая почва чудодейственным образом становилась хорошей. Это также было непонятно. Но этим свойством бобовых пользовались.

Знаменитый ученый и писатель древности Гай Плиний Старший почти всю жизнь писал многотомный труд о живой и мертвой природе. Он тоже не забыл упомянуть о бобовых и даже оставил рецепт, проверенный сотнями земледельцев на его родине: «Если после пшеницы сеять бобы, то можно повысить плодородие почвы».

Проходили века, слава бобовых продолжала жить, но знали о них не больше, чем люди древнего мира.

Только через две тысячи лет после Варрона и Плиния ученые впервые исследовали химический состав зеленых растений. При этом особенно много было найдено соединений железа, кальция, магния, фосфора, азота…

А когда почвоведы исследовали состав почв, то и там нашли все эти соли, только одних было больше, других меньше.

Все, конечно, понимали, что растения получают необходимые им соли из почвы при помощи корней. Но какие из этих солей более всего необходимы растениям? Это продолжало оставаться неясным. А между тем знание потребности растения в питательных веществах позволило бы управлять жизнью растений. Тогда ученые стали выращивать растения в растворах: одни растения в растворах, где были все соли, обнаруженные в растительных тканях, а другие — в растворах с теми же солями, но без какой-нибудь одной. Были проделаны сотни таких опытов с различными растениями.

И вот результат: чтобы растения хорошо развивались, им нужны почти все соли, имеющиеся в почве. Но есть и такие соли, без которых растения вообще существовать не могут. Особенно большое значение имеют минеральные соединения азота, — соли азотной кислоты, — так как азот входит в состав белков — главной составной части всех живых клеток и тканей.

Азота очень много в воздухе. Однако растения не могут усваивать газообразный азот. Рождаясь и живя в воздушном океане, три четверти веса которого составляет азот, растения все же погибнут, если в почве не будет растворимых соединений азота.

Опыты неизменно подтверждали это. Достаточно было добавить в почву немного азотных соединений, и растения развивались хорошо, давали большой урожай.

Откуда же пополняются запасы азота в почве? Ведь за долгую историю Земли растения должны были бы уже давно поглотить все его запасы.

Вот тут-то ученые и вспомнили древний рецепт с посевом бобовых растений. Оказалось, что там, где растут бобовые, содержание азота в почве не уменьшается, а, наоборот, увеличивается.

«Так вот оно что! — обрадовались агрономы. — Значит, именно бобовые растения накапливают азот в почве!»

Однако наука не терпит домыслов. Она требует фактов, только фактов. И ученые продолжали поиски. Исследователи взяли песок и прокалили его хорошенько на огне. Потом добавили в него все питательные вещества, кроме азота, и посеяли клевер с горохом. И что же? Бобовые растения не только не накопили азота, а сами погибли от азотного голода.

Решение загадки упорно не давалось в руки Виноградскому.

«Вот так штука! — развели руками те, кто еще недавно радовался разгадке тайны бобовых. — Выходит, что бобовые растения вовсе и не накапливают азота в почве».

Между тем исследования почв по-прежнему подтверждали: там, где растут бобовые растения, количество азота в почве не уменьшается, а увеличивается.

В чем же дело? Вместо того чтобы проясниться, вопрос еще больше запутался.

Помог решению этой загадки природы русский ботаник Михаил Степанович Воронин.