Михаил Ивин - У порога великой тайны

Для чего же понадобилось задавать растению подобный вопрос? Ученые в разных странах, применяя все более точные приемы исследования, стали вдруг обнаруживать, что лаборатория зеленого листа ведет себя «не по правилам», отклоняясь от классических схем, установленных для растения наукой. В XIX и начале XX веков считали само собой разумеющимся, что кислород, выделяемый на свету зелеными растениями, происходит из углекислого газа. Такая схема тем более не вызывала сомнений, что количество выделяемого зеленым листом кислорода всегда примерно соответствует количеству поглощенного углекислого газа. Смотрите, как мудро и как просто устроила тут все природа: лист поглощает своими устьицами углекислый газ; попадая в живую зеленую клетку, газ под воздействием светового луча расщепляется на углерод и кислород; затем углерод вступает в дальнейшие реакции, результатом которых является образование углеводов, то есть сахара, а кислород выделяется в атмосферу.

Да, просто, даже слишком просто. Но на самом деле природа почему-то избрала другой путь: обнаружилось, что хлоропласты способны выделять кислород… не поглощая вовсе углекислого газа! Откуда же этот кислород берется? Все сразу спуталось.

Виноградов и Тейс своими опытами в Старомонетном переулке распутали этот узел. Использовав меченые атомы, они доказали, что кислород, выделяемый зеленым растением, происходит не из углекислоты, а из воды. В это же самое время в Соединенных Штатах Америки той же проблемой занимался и к тем же выводам пришел профессор Рубен со своими сотрудниками.

Стало ясно, что энергия луча, упавшего на хлорофилловое зерно, используется прежде всего на расщепление воды. Потом, уже водород воды, освобожденный от кислорода, присоединяется к углекислому газу. Без меченого атома выпытать все это у растения оказалось бы невозможным.

Открытие Виноградова и Рубена выдержало проверку временем. Благодаря этому открытию прояснилась тайна зеленого листа. И оно сыграло большую роль в выяснении круговорота кислорода на нашей планете. Уже в ту пору геохимики подсчитали, что растения Земли выделяют ежегодно 400 миллиардов тонн кислорода. Тогда же вычислили, что ежегодно растения связывают сто пятьдесят миллиардов тонн углерода с двадцатью пятью миллиардами тонн водорода. В результате и созидается та масса первопищи, которая служила до начала прошлого века единственным источником существования человечества и всего животного мира планеты. Больше всего поражало людей середины XX столетия то, что девять десятых продукции этого гигантского химического завода природы дают микроскопические водоросли — одноклеточные растения, которыми многие века по незнанию пренебрегали, называя их «зеленой материей», тиной.

Наш век внес существенные поправки в те подсчеты, которые я только что привел. Ведь наши многочисленные солнечные фабрики органического вещества перерабатывают те же основные вещества, что и растения: углекислый газ и воду. И, подобно растениям, они в качестве «отходов» выпускают в атмосферу не дым, как фабрики прошлых веков, а чистый кислород.

Меченый атом, выведавший у растений тайну круговорота кислорода, оказал физиологам растений в ту же пору еще одну услугу.

С конца XVIII века считали твердо установленным, что растения получают углекислый газ, который служит для них источником углерода, только из воздуха. И вот в пятидесятые годы прошлого столетия русский советский ученый академик Андрей Львович Курсанов опубликовал результаты опытов, которые он проводил со своими сотрудниками в институте физиологии растений имени Тимирязева. Ученые ввели в почву, в зону корней, углекислый газ, в котором атом углерода был меченым, радиоактивным. И растение на радиоавтографе, на светочувствительной пленке само расписалось в том, что часть этого углекислого газа попала через корни в листья.

С помощью другого метода, разработанного еще Михаилом Семеновичем Цветом, — хроматографии, это было подтверждено. До этого открытия считали, что корни подают в листья лишь воду с растворенными в ней минеральными солями. А тут дознались, что корневая система помогает листьям добывать и углекислый газ. Правда, листья берут себе львиную долю углекислого газа из атмосферы, но помощь корней все же существенна.

Когда мы знакомимся с исследованиями тех лет в области фотосинтеза, — да и в других областях, конечно, — то нас охватывают самые разнообразные чувства — восхищения, изумления, благодарности и даже, если хотите, некоторой зависти. Мы решаем более сложные проблемы, нежели наши предки. Это закономерно, и тут нечему удивляться. Но иногда нам кажется, что они проявляли больше пыла, больше горячности, больше непосредственности. Они жили в трудную, быть может, самую трудную для человечества пору. Но самые дальновидные из них, те, кто ушел вперед в области социальной, явственно видели очертания нашего века, очертания будущего. И во имя будущего они работали с таким упоением и размахом, что не могут не вызвать у нас чувства благоговения.

Вот штрих, который характеризует масштабы исследований в интересующей нас области. В 1957 году в Москве была созвана Вторая всесоюзная конференция по фотосинтезу. На ней были представлены сотрудники ста тридцати научно-исследовательских и учебных заведений: физиологи растений, биохимики, просто химики, физики, физикохимики, агрохимики, агрономы… Армия, — выражаясь языком того времени, — штурмующая твердыню, какой представлялся тогда легкий, трепещущий на ветерке, манящий к новым далям зеленый лист.

Во имя чего трудилась эта армия? Об этом сказал открывший конференцию академик Курсанов:

— Мы можем предвидеть грядущий век световой энергии, может быть, еще более могучий по своим энергетическим возможностям, чем век атомный…

Хочется тут отметить, что в те годы, когда исследования в области фотосинтеза развернулись в таких масштабах, широкая публика, как тогда выражались, мало о них знала. Просматривая обзоры литературы тех лет, отлично составленные библиографическими машинами, я вначале поражался: какой огромный поток — десятки тысяч названий — специальных научных работ, посвященных фотосинтезу, и как мало на эту тему популярных книг, доступных любому читателю.

Вдумавшись, нетрудно разгадать причину такого несоответствия. Ученые, занятые разгадкой сложнейших реакций, протекающих в зеленом листе, видимо, не очень стремились рассказывать непосвященным о своих делах. Трудно говорить об исканиях, которые еще не привели к цели. Ведь это драма или повесть, как хотите, с увлекательной завязкой и развитием, но без развязки, без конца. По той же причине, надо полагать, неохотно брались рассказывать об этих поистине драматических исканиях, длившихся несколько столетий, литераторы, интересующиеся движением научной мысли…