Юный Натуралист 1971-09, страница 11

9

использует для фотосинтеза. Ученые подсчитали, что один квадратный метр поверхности листьев дает за день благодаря фотосинтезу 5—7 граммов органических веществ. А нельзя ли сделать так, чтобы лист больше усваивал солнечного света?

Решить такую задачу очень заманчиво... Ведь если фотосинтез ускорится, положим, в два-три раза, то и растения будут расти быстрее и урожай увеличится! Но чтобы управлять фотосинтезом, надо знать, как свет проникает внутрь листа, как попадает на хлорофилловые зерна. Исследования, которые провели ученые Института биофизики АН СССР С. В. Тагеева, В. Г. Де-ревянко и другие, помогли разобраться в поведении зеленых крупинок.

Чтобы выяснить, как относятся хлорофилловые зерна к изменению яркости света, ученые проделали такой опыт. Сначала зеленый лист положили на несколько часов в темную или почти темную камеру. А потом вынули и направили на него свет. И тут же с помощью особых приборов замерили, сколько света лист отражает, сколько пропускает и поглощает. Потом исследовали, что произошло в листе, как там ведут себя хлорофилловые зерна. Через час-другой исследования повторили.

Лист состоит из слоев клеток. Клетки эти, конечно, не все одинаковы и располагаются не в строгом порядке. Но для упрощения можно считать, что лист, если посмотреть сбоку на его разрез, похож, предположим, на четырехэтажный дом с одинаковыми комнатами-клетками, расположенными одна над другой. Допустим, крыша, потолки, стены и полы в комнатах дома-листа прозрачные. Солнце, его освещающее, находится не точно над головой, а уже немного склонилось к горизонту. Значит, солнечные лучи будут проникать в комнаты косо, под некоторым углом.

И вот оказалось, что хлорофилловые зерна ведут себя в комнатах-клетках подобно каким-то жучкам. В только что вынутом из темноты листе все зерна-жучки покрывают стены и полы комнат. Свободными остаются лишь потолки. Если же лист некоторое время находится на неярком свету, зеленые жильцы перебираются со стен на потолки и полы. Почему так происходит? Когда света проникает мало, в сумерках, жучкам невыгодно сидеть на потолке: часть света отразилась бы от них, как от непрозрачной крыши, и пропала бы без толку. Если же световые лучи «проваливаются» в комнату с прозрачным потолком, то оттуда им уже некуда деться. Лучи оказываются в ловушке: те, что отражаются от зеленого слоя на полу, улавливаются жучками, расположившимися на стенах. При очень слабом свете лучи достаются только жучкам верхнего четвер

того этажа, так как проникнуть сквозь их слой свет не может.

А когда свет становится более сильным, способным пройти сквозь слой жучков, то надобность в зеленых перегородках между комнатами отпадает. В этом случае жучки, заполнившие потолки четвертого этажа, впитывают в себя часть лучистой энергии, часть отражают, а остальную пропускают хлорофилловым жучкам на полу четвертого, а через него — третьего этажей. Жучкам, расположившимся ниже, свет уже не достается: фотосинтез идет только на двух верхних этажах.

Но вот ученые поместили лист на самый яркий свет. И что же? Зеленые жучки перешли с полов и потолков на стены. Зачем они это сделали? Объяснить их поведение можно так. Хлорофилловые зерна, как вполне разумные живые существа, не хотят, чтобы их перегрели слишком отвесно падающие солнечные лучи. Поэтому зерна-жучки перебираются на стенки. В таком случае лучи почти скользят вдоль зеленого слоя, нагревая жучков незначительно. Причем световые лучи, отражаясь от стен комнат верхних этажей, наискосок проходят сквозь прозрачные полы и освещают стены с жучками в нижних этажах. Зеленые жучки всех этажей получают примерно одинаковое количество света и усердно занимаются фотосинтезом.

Но как ни стараются хлоропдасты, только лишь сотую часть лучистой энергии они используют в своей важной работе. Может быть, правила внутриклеточного движения, которым подчиняются хлорофилловые зерна, не очень совершенны и их можно улучшить? Вполне вероятно: ведь порядок, установленный природой за миллионы лет, не обязательно самый лучший. Можно ли дрессировать хлоропласты? Задача эта очень сложная: солнечные лучи падают на листья под самыми разными углами, сила света все время меняется. Утром солнце еле пригревает, днем обдает

2 «Юный натуралист» № 9