Михаил Ивин - У порога великой тайны

Свежие листья крапивы осторожно подсушивали, а потом растирали в порошок. Из порошка с помощью спирта или ацетона извлекали хлорофилл. Затем, уже более сложными путями, отделяли от хлорофилла, одного за другим, двух его желтых спутников. Оставалось только зеленое начало, которое тоже делили на две части, незначительно отличавшиеся друг от друга по цветовым оттенкам и по химическим свойствам.

Два зеленых начала. Те самые, которые Цвет называл хлорофиллином альфа и хлорофиллином бета. Вильштеттер, получив эти же пигменты своим способом, по-своему и назвал их: хлорофилла и хлорофилл в. В науке утвердились названия Вильштеттера. Греческие буквы в данном случае были вытеснены латинскими. И вряд ли это бы произошло, если бы Вильштеттер только повторил — блистательно, методами классической химии — работы Цвета. В этом случае немецкий химик не оставил бы заметного следа в науке.

Вильштеттер с самого начала устремился на штурм хлорофилловой молекулы, стремясь разгадать ее строение, и добился очень большого успеха.

Тут мы забежим немного вперед. Строение молекулы хлорофилла ныне разгадано полностью. Удалось даже воссоздать эту молекулу искусственным путем. Сделали это первыми преемники Вильштеттера, мюнхенские химики. Чтобы понять, какие трудности стояли и перед Вильштеттером и перед позднейшими поколениями ученых, достаточно найти в любом учебнике физиологии растений структурную формулу хлорофилловой молекулы. Формула занимает целую страницу. В молекуле хлорофилла содержится 55 атомов углерода, 72 атома водорода, 5 атомов кислорода, 4 атома азота и 1 атом магния. Вся эта масса атомов образует сложную систему с ядром и «хвостом», наподобие головастика.

А размер всего этого хитроумного сооружения природы — 30 ангстрем (ангстрем — одна стомиллионная доля сантиметра).

Природа знает и более сложные молекулы, чем хлорофилловая. Белковая молекула, например, насчитывает многие тысячи атомов, соединенных в сложнейшие цепочки и спирали. Но к этой молекуле наука только подступает.

Всей жизни Вильштеттера не хватило на то, чтобы до конца раскрыть структуру молекулы хлорофилла. Но он достиг очень многого. До него считали, что хлорофилл, как и гемоглобин, содержит железо. Вильштеттер доказал, что в хлорофилловой молекуле есть атом магния, а железа вовсе нет. Единственный атом магния, находящийся в центре молекулы хлорофилла, собственно, и определяет зеленый цвет хлорофилла.

Развивая исследования, начатые в Петербурге Ненцким и Мархлевским, которые доказали родство хлорофилла и гемоглобина, Вильштеттер и тут узнал немало нового. Он подвергал одним и тем же химическим превращениям красящее вещество крови и растений. В конечном счете оказывалось, что и тот и другой пигмент, при подобных превращениях, дают одно и то же соединение — этиопорфирин. Это служит еще одним доказательством «кровного» родства гемоглобина и хлорофилла.

И еще одно важное открытие принадлежит Вильштеттеру. Он задался целью выяснить — у всех ли растений хлорофилл одинаков. Ведь растения живут в самых разнообразных условиях и сильно отличаются друг от друга по внешнему виду. Бывает, что ученые не сразу могут решить, к какому миру отнести тот или иной организм — растительному или животному. Можно ли поэтому предположить, что питание из воздуха на свету идет у разных растений по-разному и хлорофилловая молекула неодинаково построена?

Иной скорый на выводы ученый разрешил бы для себя эти сомнения просто: подверг анализу три-четыре растения из разных семейств — и баста. Вильштеттер вел свои исследования так, чтобы ни у современников, ни у потомков не могло возникнуть сомнений в достоверности добытых им фактов. Он изучил со своими помощниками более двухсот растений самых разнообразных видов. Это был гигантский труд, отнявший два года: из каждого растения хлорофилл сложными путями извлекался и анализировался. В Цюрих доставляли растения — наземные и водные — из самых разных мест. Морские водоросли, например, добывались в Неаполитанском заливе, пресноводные — в одном из озер близ Лугано.

Только проделав все это, Вильштеттер счел себя вправе уверенно заявить: да, хлорофилл у всех растений — и наземных и водных — одинаков. Это вещество, связывающее живую природу нашей планеты с Солнцем, едино для всего растительного царства. Значит, и процесс фотосинтеза протекает у всех растений одинаково.

Вильштеттер прожил в Цюрихе семь лет. Это был самый плодотворный период его научной деятельности. В 1912 году он вернулся на родину и занял высокий пост директора химического института кайзера Вильгельма. Еще через год вышел в свет труд Вильштеттера, написанный им совместно с Артуром Штоллем, — «Исследования хлорофилла».

Климент Аркадьевич Тимирязев, ревниво и придирчиво следивший за всеми работами, относящимися к фотосинтезу, сказал, что эта книга Вильштеттера «останется надолго исходной точкой в дальнейшем изучении хлорофилла, и будущий историк отметит два периода в этом изучении — до Вильштеттера и после нею».

Вскоре после выхода книги Вильштеттеру за его исследования была присуждена Нобелевская премия.

Первая империалистическая война сильно затруднила научную работу Вильштеттера. Бесчеловечная немецкая военщина, применившая на фронте в широких масштабах отравляющие вещества, требовала от химиков изобретения новых и новых смертоносных ядов. На это денег не жалели. А хлорофилл — какое кому было до него дело…

В разгар войны Вильштеттер, оставив пост директора института, переехал в Мюнхен — город, где прошла его юность, где он стал приват-доцентом. Теперь он возвращался сюда прославленным ученым. Ему предложили сразу два места: руководителя химической лаборатории Баварской Академии наук и профессора университета. Он работал и тут и там на протяжении десяти лет, до своей отставки.

В двадцатые годы Рихард Вильштеттер был избран сначала членом-корреспондентом, а потом членом Академии наук СССР.

Все эти годы Артур Штолль не разлучался со своим учителем. Вместе они, уже в конце первой мировой войны, предприняли отчаянно смелую попытку. Им захотелось воспроизвести в лаборатории таинственный процесс созидания, который происходит на свету в зеленом листе. Они добыли чистые препараты хлорофилла и приступили к делу. Оба умели работать упорно и целеустремленно. Но десятки опытов ни к чему не привели. Ученые потерпели полную неудачу. Успеха и не могло быть.

В ту пору ни Вильштеттер, ни любой другой ученый, изучающий фотосинтез зеленых растений, не подозревал, насколько сложен этот процесс. Тайна зеленого листа, по мере продвижения науки вперед, казалось, все больше запутывается. Открываются все новые и новые лабиринты. В тридцатые — сороковые годы стало очевидно, что фотосинтез — это цепь строго согласованных между собой (мгновенных, почти неуловимых) реакций, в которых участвует не один лишь хлорофилл; часть этих реакций протекает под воздействием светового луча, а другая часть (так называемые темновые реакции) идет без участия света. Доныне разгаданы не все реакции, слагающие процесс фотосинтеза. Нельзя воспроизвести работу сложнейшего механизма, если тебе не совсем понятно, как он действует. А как только ты приоткрываешь крышку механизма, чтобы заглянуть внутрь, там все разлаживается. Именно так ведут себя живая клетка и хлорофилловые зерна, погруженные в ее протоплазму.