Тимирязев: путь биолога

Не отделяя листа от всего растения, Климент Аркадьевич направил на него пучок цветных лучей солнечного спектра – искусственную радугу, вышедшую из трехгранной стеклянной призмы. Теперь цветные полоски – красная, оранжевая, желтая, зеленая, синяя и т. д. – расположились одна около другой на одном и том же листе живого растения. После трех часов облучения Тимирязев срезал лист, обесцветил его спиртом и обработал раствором йода. Получалась своеобразная диаграмма интенсивности фотосинтеза – образования органических веществ в зернах хлорофилла под воздействием солнечного света. На участке листа, освещавшемся красным светом, пролегла совершенно темная полоска окрашенного йодом вновь образовавшегося крахмала. Рядом, где падал оранжевый луч света, – менее темная полоска: здесь крахмала выработалось меньше. На участке зеленого облучения крахмала почти не было.

Наибольшее количество органического вещества – крахмала – образовалось в лучах красного света.

Это был ценнейший вывод материалистической науки – закон сохранения энергии нашел свое приложение в физиологии растений.

Наибольшее количество органического вещества образуется в листьях, освещенных той частью спектра, которая несет максимум энергии, то есть красными лучами.

Климент Аркадьевич обращался к затихшему в напряженном внимании залу:

– Подведем итог всему сказанному. Солнечный луч, пролетевший без видимого поглощения громадное пространство, отделяющее нас от центрального светила, ударяясь о хлорофилловое зерно, поглощается, потухает, то есть превращается; живая сила его колебаний затрачивается на диссоциацию[53] частиц углекислоты и воды, и это превращение обнаруживается одновременно в освобождении кислорода и в образовании органического вещества.

Мы, следовательно, должны признать в хлорофилловом зерне исходную точку, как бы фокус, из которого истекает вся энергия, приводящая в движение наши мышцы, наше собственное тело. Но эта энергия не что иное, как солнечная теплота, сначала поглощенная, затем освобожденная органическим веществом растения. Не вправе ли мы видеть в изложенном исследовании только подтверждение – как бы экспериментальное доказательство – справедливости основной мысли, выраженной в строках великого флорентийского поэта:

«Посмотри, как жар солнца превращается в вино,

Соединившись с соком, притекающим из лозы».

(Данте, Чистилище, п. XXV)

Шквал аплодисментов пронесся по залу. Только что этот русский профессор приподнял завесу, скрывавшую одну из важнейших тайн природы. Он блестяще подтвердил закон сохранения энергии и материи на работе зернышка хлорофилла и луча солнца. Гений Тимирязева чудесно сблизил сияющие вершины науки и искусства.

…Минул еще один год жизни Климента Аркадьевича. В Петербурге должна была состояться защита Тимирязевым диссертации на степень доктора ботаники.

В вестибюле главного здания университета в майские дни 1875 года было вывешено объявление: «В воскресенье, 25 сего мая, в час пополудни, в одной из университетских зал магистр Климент Тимирязев будет публично защищать рассуждение: «Об усвоении света растением», представленное им на степень доктора ботаники».

Ознакомимся с диссертацией Климента Аркадьевича. Ее первая часть была посвящена критическому разбору работ ученых, стоящих на идеалистических позициях в физиологии растений.

Английский физик Дрепер провозгласил сомнительную истину, что действие света на зеленый лист подобно его действию на сетчатку человеческого глаза: чем ярче свет, тем сильнее его действие. Поскольку желтые лучи солнечного спектра воспринимаются нашим глазом как самые яркие, следовательно, они-то больше всех остальных лучей действуют на зерно хлорофилла и поэтому принимают наибольшее участие в созидательной работе хлорофилловых зерен.

Эту точку зрения Дрепер подкрепил следующим опытом.

Ряд трубок с водой, насыщенной углекислотой, содержащих в себе примерно равное количество листьев, выставлялся на солнечный спектр. Для того чтобы иметь достаточно яркий спектр, Дрепер пропускал солнечный луч через отверстие в ставне, равное трем четвертям дюйма (20 миллиметров) в диаметре.

Климент Аркадьевич справедливо отметил, что полученное через такое отверстие цветное изображение почти нельзя назвать спектром. Оно образовалось через налегание нескольких спектров, накрывающих друг друга в средней части и производящих там почти белый сложный цвет.

Чтобы судить, в каких лучах солнечного спектра сильнее всего протекает процесс усвоения углекислоты, надо добиться чистоты цветных полос. Каждая цветная полоса должна быть резко отделена от соседней, а не накладываться на нее; желтая часть спектра не должна смешиваться с красной, желтая с синей и т. д. Опыт должен быть поставлен безупречно, тогда лишь можно верить его результатам.

Тимирязев указал, что Дрепер, применив широкое отверстие, получил и использовал фактически не желтую часть спектра, а смесь нескольких цветов: красного, оранжевого и зеленого.