Чудеса и тайны мира растений - 'Ошибка Ван-Гельмонта'
Чудеса и тайны
мира растений
Когда-то,
где-то на Землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше
сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез... В той или другой форме он
вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы... Этот луч солнца согревает
нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу.
К. А. Тимирязев
"Ошибка Ван-Гельмонта"
В старые времена врач обязан был
знать ботанику, ведь многие лекарственные средства готовились из растений. Неудивительно, что лекари нередко выращивали растения,
проводили с ними различные опыты.
Так, голландец Ян Баптист Ван-Гельмонт
(1579—1644) не только занимался врачебной практикой, но и экспериментировал с растениями. Он решил узнать, благодаря чему
растет растение.
С животными и человеком вроде бы
все ясно: поедая корм или пищу, они получают вещества, благодаря которым увеличиваются в размерах. Но за счет чего крошечное
семя, лишенное рта, превращается в огромное дерево?
Чтобы ответить на этот вопрос, Ван-Гельмонт
проделал следующее. Взял кадку, в которую насыпал 91 килограмм высушенной в печи почвы, смочил ее дождевой водой и посадил
ивовый побег массой 2,25 килограмма.
Каждый день в течение пяти лет он
поливал растение чистой дождевой водой. По прошествии этого времени Ван-Гельмонт извлек деревце, тщательно очистил корни
от прилипших частил почвы и взвесил содержимое кадки и растение.
Оказалось, что масса почвы уменьшилась
всего на 57 граммов, а вот масса ивы возросла почти на 75 килограммов. Результат эксперимента исследователь объяснил исключительно
поглощением воды. Так возникла водная теория питания растений.
Джозеф Пристли (1733 — 1804) — известный
английский ученый-химик. Он открыл кислород, получил хлористый водород, аммиак, фтористый кремний, сернистый газ, оксид углерода.
Привезенный французом Шарлем Кондамином
из Южной Америки каучук Пристли в 1770 году предложил использовать для стирания написанного, назвав его гуммиэластиком.
Как химика Пристли заинтересовал
вопрос: почему воздух полей и лесов чище городского?
Ученый предположил, что растения
очищают его от веществ, выделяемых людьми при дыхании, а также дымящимися трубами заводов и фабрик.
С целью проверки своего предположения
он посадил под стеклянный колпак мышь. Довольно быстро животное погибло. Тогда экспериментатор поместил под такой же колпак
другую мышь, но уже вместе с веткой мяты.
«Это было сделано в начале августа
1771 года. Через восемь-девять дней я нашел, что мышь прекрасно могла жить в стеклянном колпаке, где росла ветка мяты. Побег
мяты вырос почти на три дюйма...».
Опыт заинтересовал ученых, многие
повторили его в своих лабораториях, однако результаты получались неодинаковые: в одних случаях растения действительно очищали
воздух и делали его пригодным для дыхания мыши, в других — этого не наблюдалось.
Надо сказать, что сам Пристли при
повторении опытов получил противоречивые результаты.
Установить истину ученый уже не смог,
так как консервативно настроенные англичане разгромили его прекрасно оборудованную лабораторию и богатую библиотеку за сочувствие
их владельца идеям французской революции. Пристли оставил научную работу и эмигрировал в США.
Следует отметить, что еще в 1753
году, то есть за 18 лет до опытов англичанина, великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов высказал весьма любопытные
мысли относительно питания растений.
В своем трактате «Слово о явлениях
воздушных» он писал: «...преизобильное ращение тучных дерев, которые на бесплодном песку корень свой утвердили, ясно объявляет,
что жирными листами жирный тук из воздуха впитывают, ибо из бессочного песку столько смоляной материи в себя получить невозможно».
В другой своей работе «Слово о слоях
земных» он высказался о воздушном питании растений еще более определенно: «Откуда же новый сок сосны собирается и умножает
их возраст, о том не будет спрашивать, кто знает, что многочисленные иглы нечувствительными скважинами почерпают в себя с
воздуха жирную влагу, которая тончайшими жилками по всему растению расходится и разделяется, обращаясь в его пищу и тело».
«Нечувствительные скважины» — это
не что иное, как устьица, хорошо известные каждому из школьного учебника ботаники.
К сожалению, мысли, высказанные великим
Ломоносовым, остались неизвестными научным кругам. А вот идею Пристли об очищении воздуха поддержали не только ученые, она
стала популярна даже в народе. Результатом явилось массовое разведение цветов в помещениях, где находились больные. При этом
двери обычно держали плотно закрытыми, дабы «вредный» наружный воздух не мог проникнуть в комнату.
Голландский врач Ингенгауз (1730—1799)
усомнился в правильности такого использования растений и провел ряд экспериментов с целью проверки действенности этого приема.
В результате своих опытов он сделал открытие, что только зеленые части растений могут улучшать воздух, да и то лишь в том
случае, когда они находятся на свету — цветки, корни, а также зеленые листья, лишенные света, — воздуха не исправляет.
Проделаем такой опыт. Возьмем две
банки с водой. В одну нальем воду из-под крана, а в другую — кипяченую и охлажденную. При кипячении, как известно, удаляются
газы, растворенные в воде. Затем в каждую банку поместим веточки водного растения элодеи, накроем их воронками, на отростки
которых наденем пробирки, наполненные водой. Обе банки выставим на свет.
Через некоторое время мы заметим,
что в банке с некипяченой водой веточки элодеи начинают выделять какой-то газ. Когда он заполнит пробирку, можно установить,
что это кислород: внесенная в пробирку тлеющая лучинка ярко вспыхивает. В банке с кипяченой водой, где нет углекислого газа,
веточки элодеи кислорода не выделяют.
Попробуем доказать, что все дело
именно в углекислом, а не в каком-то ином газе, удаленном при кипячении. Для этого пропустим через кипяченую воду углекислый
газ, и вскоре веточки элодеи станут выделять кислород.
Швейцарский естествоиспытатель Жан
Сенебье (1742 — 1809) первым установил необходимость углекислого газа для питания зеленых растений. Он же предложил термин
«физиология растений» и в 1880 году написал первый учебник по этой дисциплине.
Его соотечественник естествоиспытатель
Никола Теодор Соссюр (1767—1845) работал в области физики, химии и геологии. Однако мировую известность приобрел благодаря
трудам в области физиологии растений.
С помощью точных методов количественного
химического анализа он убедительно доказал, что растения на свету усваивают углерод из углекислого газа, выделяя при этом
кислород.
Ученый также установил, что растения,
как и животные, дышат, поглощая кислород и выделяя углекислый газ. Так постепенно складывались представления о фотосинтезе
как о процессе, в ходе которого из углекислого газа и воды зеленые растения на свету образуют органические вещества и выделяют
кислород.
Термин «фотосинтез» был предложен
в 1877 году известным немецким физиологом растений Вильгельмом Пфеффером (1845—1920). В ходе этого процесса солнечная энергия
преобразуется в энергию химических связей органических соединений.
Во второй половине XIX столетия было
установлено, что энергия солнечного света усваивается и трансформируется при помощи зеленого пигмента хлорофилла.
В следующих выпусках
рассылки:
"Самое
интересное из веществ во всем органическом мире"