Юный Натуралист 1980-10, страница 31

29

отечественника, посвятившего всю свою жизнь изучению фотосинтеза. Ответ на этот незамысловатый вопрос не так прост, как кажется. А почему растение не черно! Ведь если белые поверхности отражают почти все лучи, то черные, наоборот, поглощают весь солнечный спектр.

Выходит, растения с черными листьями оказались бы в более выгодном положении.

Увы, черная листва быстро бы перегрелась. Стоит температуре листа подняться выше 50 градусов — и растение погибнет.

Белки — основная составляющая часть клетки — гибнут уже при температуре, несколько превышающей 40 градусов тепла.

Итак, ни белые, ни черные листья растениям не подходят. Но природа выбрала из промежуточных цветов зеленый.

Листья зелены, потому что содержат зеленое красящее вещество — хлорофилл. Этот зеленый пигмент прекрасно приспособлен для выполнения своей задачи. Он ловит те лучи, которые играют самую большую роль в жизни растений, и пропускает те, которые могли бы перегреть организм.

В серии блестящих экспериментов (в споре с немцем Юлиусом фон Саксом: тот считал — растения поглощают желтые лучи) К. А. Тимирязев заставил живой лист «собственноручно расписаться» в том, что красные лучи ему наиболее желательны...

В 1817 году французские фармацевты Пельтье и Каванту впервые выделили из листьев их зеленую «начинку» — хлорофилл. И вот уже полтора столетия ученые многих стран упорно исследуют это загадочное вещество.

Немецкому ученому Хансу Фишеру в 1940 году удалось установить структуру этой молекулы. Хлорофилл похож на зеленого... головастика. У этой молекулы плоская квадратная «голова» (хлорофиллин) и длиннющий «хвост» (фитол). В центре головы, словно глаз циклопа, красуется атом магния.

Вся эта хитрая конструкция, как доказал Тимирязев, является «ловушкой» для красных лучей. Как раз тех лучей в спектре видимого света, которые наиболее интенсивны: они слабее всего рассеиваются атмосферой. В процессе длительной эволюции растения постепенно выбрали для себя наиболее подходящий источник энергии.

С исследованиями хлорофилла всегда были связаны большие надежды. Люди давно мечтают о чуде, когда солнечный луч создаст из углекислого газа и воды «ложечку сахара» в пробирке и мы перестанем быть в рабской зависимости от плодов, поставляемых биосферой, от капризов погоды, скудости почв... Сам К. А. Тимирязев некогда писал:

«Тогда явится находчивый изобретатель и предложит изумленному миру аппарат, подражающий хлорофилловому зерну, — с одного конца получающий даровой воздух и сол

нечный свет, а с другого — подающий печеные хлебы»... —

В 1960 году известный американский химик-органик Роберт Берне Вудворд добился небывалого — осуществил синтез хлорофилла. Это была научная сенсация. Одно дело разгадать состав и структуру знаменитой молекулы, совсем иное — воссоздать ее искусственно!

В популярной литературе того времени это замечательное достижение приравнивалось к решению всей проблемы фотосинтеза. И даже революции в производстве пищи! Однако революция не состоялась. Почему! Отчего инженеры до сих пор не создали аппарат, «пекущий» из воздуха и солнечных лучей хлебы! .

Все очень просто. Хотя природа не случайно использует хлорофилл как универсальный фотосинтетический пигмент, всюду, начиная от простейших одноклеточных водорослей и кончая высшими растениями, листу необходимы еще и другие пигменты. Впрочем, и многое другое: ферменты, особая структура клеток...

Семья растительных пигментов, уже и сейчас довольно многочисленная, растет с каждым годом. Число одних только хлорофиллов подошло к десяти: есть хлорофиллы (словно витамины) а, Ь, с, d, е у высших растений, у водорослей, у бактерий. Особенно «плодовиты» каротиноиды — родственники пигментам, содержащимся в моркови и яичном желтке. Если в 1947 году каротиноидов насчитывалось около 70, то к 1970 году — более 200! Здесь все обстоит так же, как в ядерной физике. Орудуя мощными ускорителями, физики обнаруживают все новые и новые ядерные частицы. Сейчас их набралось уже несколько сотен: эпитет «элементарные» теперь окончательно скомпрометирован.

И пигменты тоже: множатся и множатся, подобно элементарным частицам... И специалисты по фотосинтезу, как и ядерщики, недоуменно разводят руками, силясь объяснить подобную многоликость щедрой на выдумки природы.

Ученые, знатоки фотосинтеза, давно уже поняли всю неизмеримую сложность этой грандиозной проблемы. Двухсотлетний опыт исследований показывает: не существует одной загадки фотосинтеза, а есть целый ряд ключевых вопросов. И механизм действия хлорофилла лишь один из них. Поэтому-то блестящий синтез хлорофилла, осуществленный американцем Вудвордом, ничего не решал окончательно. Человек еще не может создать «ложечку сахара» в пробирке.

Все началось с практического вопроса: как помочь промышленности в борьбе против выцветания красителей. Вещества, которыми красят, например, ткани, поглощают свет. Мельчайшие порции световой энергии фотоны разбивают молекулы красителя, и он разрушается, выцветает.

Когда в первые послевоенные годы в лабо-