Михаил Васин - Два шага до чуда [Очерки]

Углерод называют элементом жизни. Это потому, что он входит в состав, пожалуй, всех веществ, из которых состоят тела животных, наша пища и мы сами. Примерно половина сухой массы растений — углерод. Он же является главной составной частью топлива (и нефти, и газа, и антрацита, и дров). Когда мы говорим: «дрова горят», это означает на самом деле, что углерод, содержащийся в них, соединяется с кислородом и превращается в бесцветный углекислый газ.

Этот газ тоже всем известен: он, выделяясь из газированной воды, из нарзана, покалывает во рту. Углекислый газ образуется и в нашем теле — его мы выдыхаем из легких. Имеется он и в воздухе. Правда, немного — всего три — четыре сотых процента.

Но все же в воздухе он есть. Значит, есть и углерод! Так, может быть, растущая в бутылке ветка извлекала углерод из воздуха и питалась им?

Именно такое подозрение и возникло у ученых. Они стали проводить опыты и убедились: листья растений поглощают углекислый газ. Но почему-то лишь тогда, когда они освещены солнцем.

И сразу же возникло множество новых недоумений. Почему это не происходит в темноте? Можно ли вообще питаться газом, даже если в нем есть углерод?

Стали тщательно исследовать листья и нашли в них множество зеленых комочков, зернышек (они-то и придают растениям зеленый цвет). В этих зернышках, состоящих из сложного вещества — хлорофилла, происходили какие-то совершенно непонятные явления. Солнечные лучи, пролетевшие на пути к Земле миллионы километров и нисколько не изменившиеся, натолкнувшись на хлорофилловое зерно, вдруг исчезали. Одновременно лист растения начинал поглощать углекислый газ. И газ этот тоже, добравшись до хлорофилла, исчезал. Как будто его и не было никогда…

Схема фотосинтеза в листе .

Но такого в природе не бывает! Ничто не может исчезнуть без следа. Это закон. Не могут исчезнуть ни углекислый газ, ни лучи Они должны находиться где-то здесь, рядом, но они, наверное, превратились во что-то другое… Во что же?

Это другое обязательно нужно найти.

Долгие месяцы провел над микроскопом замечательный русский ученый К. А. Тимирязев. И вот что заметил. Когда порция лучей и углекислого газа исчезает, сразу же выделяется порция кислорода. А в хлорофилловом зерне появляется, все увеличиваясь, крошечная крупица крахмала. Чем больше света падает на хлорофилл, тем больше поглощается углекислого газа и больше выделяется кислорода, тем заметнее увеличивается крупица крахмала.

Значит, решил ученый, солнечный луч с помощью хлорофилла расщепляет, разлагает углекислый газ на составные части — кислород и углерод. Кислород выбрасывается назад, в атмосферу, а углерод идет на создание нового вещества — крахмала. В состав крахмала входят еще водород и кислород. Где лист берет эти элементы? Водород — и кислород… Так это же вода! А вода всегда есть в листьях — растение все время сосет ее из почвы (или бутылки) и поднимает вверх по стеблю. Значит, все ясно: углерод под действием солнца и хлорофилла соединяется с водой — так рождается крахмал. А потом крахмал превращается в тканях растения в сахар, целлюлозу — она идет на построение стебля, новых листьев, корней, — а также в жиры, витамины и самые сложные, самые важные вещества — белки.

«Здесь, — писал тогда К. А. Тимирязев, — лежит источник и начало разнородных веществ, из которых слагается весь органический мир». Иными словами, то, что происходит в хлорофилловом зерне, когда на него падает луч света, — это подлинное, величайшее чудо природы. Ведь негорючий, мертвый углекислый газ и холодная безжизненная вода, обогащаясь солнечной энергией, превращаются в живые ткани, в питательные и горючие вещества. Крахмал, белок, жир, сахар, попадая вместе с пищей в наш организм, несут в себе запасенную солнечную энергию, законсервированный луч света. И этот луч, освобождаясь при разложении пищи в нашем теле, согревает нас, приводит нас в движение, делает возможным все то, что называется жизнью. Он пылает в печах и заводских топках, бьется в двигателях машин, помогает на химических заводах превращать одни вещества в другие…

Ну, теперь-то все ясно, скажешь ты. Значит, раскрыли и эту тайну… И опять без твоего участия. Что же останется на твою долю?..

Не огорчайся! Увы, в том, что происходит на зеленой фабрике, все еще очень много неясного, загадочного. Замечательный исследователь К. А. Тимирязев, установивший огромное значение хлорофиллового зерна, высказал лишь довольно общие предположения о том, как работает этот крошечный химический цех. С тех пор прошло несколько десятков лет. Ученые, главным образом советские, все это время продолжали исследовать лист, пытаясь до конца разобраться в его тайнах. Оказалось, что талантливый ученый кое в чем ошибался. Например, в хлорофилловом зерне расщепляется вовсе не углекислый газ, как считал Тимирязев, а… вода. Кислород, образовавшийся при этом, выделяется в воздух. Оставшийся водород соединяется с углекислым газом, образуя крахмал. Впрочем, теперь выяснено, что при этом процессе (ученые называют его фотосинтезом, то есть соединением, синтезом на свету) в хлорофилле образуется не только крахмал, но и белки и другие вещества.

Хотя многое в фотосинтезе сейчас прояснилось, сколько еще предстоит открыть! Ибо полного ответа на самый главный вопрос — почему происходит фотосинтез, как он протекает? — наука до сих пор так и не дала. Тысячи ученых, используя мощные электронные микроскопы, меченые атомы и другие новейшие аппараты и методы, продолжают упрямо выслеживать секреты фотосинтеза. Им, конечно же, очень пригодятся и твои знания, твои руки, твое горячее желание открыть наконец вековую тайну зеленого листа.

Однако, спросит иной читатель, зачем эти бесконечные поиски, зачем целой армии ученых биться над фотосинтезом? Вот Тимирязев считал, что луч расщепляет углекислый газ. Потребовались десятки лет, масса труда других ученых, чтобы доказать: это не так, расщепляется вода. Но что после этого уточнения изменилось? Что изменится, если мы уточним или откроем еще сотню подобных фактов, если мы во всех подробностях узнаем, что и как происходит в мире? Не слишком ли много сил тратят люди для удовлетворения своего любопытства, любознательности? Ведь растения исправно запасают с помощью хлорофилла солнечную энергию. И пусть себе запасают! Какая, в конце концов, разница, как они это делают, тем более если они не хотят нам об этом рассказывать.