Почему растение зелено

Почему растение зелено

Много времени и труда посвятил Тимиря­зев разработке важнейшего вопроса биологии: какова роль солнечного луча в создании зеленым растением органического вещества. В результате длительного изучения спектра поглощения у зеленого пигмента хлорофилла уче­ный установил, что наиболее интенсивно погло­щаются красные и несколько слабее сине-фио­летовые лучи. Кроме того, он выяснил, что хлорофилл не только поглощает свет, но и химически участвует в самом процессе фотосин­теза. Современная наука окончательно подтвер­дила эти выводы ученого.

Однако главная научная заслуга Тимиря­зева заключается в доказательстве того, что величайший закон природы — закон сохране­ния энергии — распространяется и на процесс фотосинтеза, а следовательно, и на живую при­роду. Большинство исследователей тех лет, в особенности немецкие ботаники Ю. Сакс и В. Пфеффер, отрицали эту связь. К. А. Тими­рязев показал, что его противники допустили ряд экспериментальных ошибок. Разработав методику необычайно точного исследования, Тимирязев установил, что только поглощаемые растением лучи производят работу, т. е. осу­ществляют фотосинтез (см. ст. «Как устроено и питается зеленое растение»). Зеленые лучи, например, не поглощаются хлорофиллом, и в этой части спектра фотосинтез не происходит. Кроме того, он отметил, что существует пря­мая пропорциональность между количеством поглощенных световых лучей и произведенной работой. Иными словами, чем больше световой энергии поглощено хлорофиллом, тем интенсив­нее идет фотосинтез. Хлорофилл больше всего поглощает красные лучи, поэтому в красных лучах фотосинтез идет интенсивнее, чем в си­них или фиолетовых, которые поглощаются слабее. Наконец, Тимирязев доказал, что на фотосинтез затрачивается не вся поглощенная энергия, а лишь некоторый ее процент (1—3%). Только после классических опытов К. А. Тими­рязева наши знания о фотосинтезе получили прочный фундамент.

Выясняя, почему растение зелено, Тимиря­зев исходил из принципов дарвинизма. Зеленый цвет он рассматривал как закономерный результат приспособления растения в процессе эво­люции (естественного отбора). По мнению Ти­мирязева, в результате естественного отбора выжили те формы растений, которые приспо­собились с помощью хлорофилла наиболее це­лесообразно использовать красные лучи. А эти лучи, как известно, содержат наибольшее коли­чество энергии.

Много лет прошло после появления работ К. А. Тимирязева о фотосинтезе. Знания о хи­мической природе хлорофилла, о самом про­цессе фотосинтеза ушли далеко вперед. Теперь точно известен химический состав хлорофилла и даже расположение всех атомов в его слож­ной молекуле. Известно также, что энергия светового луча разлагает воду, а не углекис­лый газ. Тем не менее все результаты работ К. А. Тимирязева остаются прочным основани­ем, на котором покоится современное учение об изумительном процессе создания органиче­ского вещества из углекислого газа и воды под действием солнечного луча. Лист зеленого растения — чудесная «кладовая», куда оно складывает поглощенные солнечные лучи в виде ряда химических соединений, обладающих за­пасом потенциальной энергии (крахмал, сахар). В этом и заключается, по словам Тимирязева, космическая роль зеленого растения.

Чисто теоретический, на первый взгляд отвлеченный, вопрос, поставленный Тимирязе­вым, имеет огромное практическое значение. Основная задача агрономии — возможно более полно использовать солнечный луч. Каждый луч, упавший на растение, но не усвоенный им, пропадает не только для растения, но и для человечества. Лучшее использование сол­нечных лучей достигается более ранними сро­ками сева, правильным распределением растений в поле, применением удобрений, созданием наиболее урожайных сортов и т. д. Поэто­му-то теоретическая работа Тимирязева стала одной из основ сельского хозяйства и тем самым оказалась тесно связанной с практикой.

К. А. Тимирязев — автор замечательной кни­ги «Жизнь растения». В ней он с изумительным мастерством рассказал, как питается, растет, развивается и размножается зеленое растение.