Техника - молодёжи 2005-08, страница 20
Веревка?... вервие простое! И. И. Хемницер Вождь краснокожих любил задавать вопросы. Наивные до смешного Ведь все знают, в траве хлорофилл (chloros зеленоватый + phyllon лист), от него и цвет. И еще: благодаря хлорофиллу идет фотосинтез углеводов, а заодно поглощается углекислый газ и выделяется кислород. Словом, во всем виноват хлорофилл. Хороший ответ, типа «гони зайца дальше». Ну а хлорофилл отчего зеленый? Мы видим нечто зеленое только потому, что предмет отражает зеленую составляющую сплошного белого спектра. Траве и листьям атого мало — они зеленые и на просвет, то есть, без задержки пропускают ту часть зеленого света, которую не сумели отразить. Коэффици енты поглощения, отражения и пропускания для волн разной длины (рис.1) отчетливо показывают, растения почему-то брезгуют зеленым. Странно. Поскольку лист состоит не из одного хлорофилла (под общим названием «мезофилл» его конструкция содержит множество элементов обеспечивающих прочность, питание, рост, ремонт повреждений... и все они маскируют хлорофилл), присмотримся к этому местечку повнимательней Провал на кривой поглощения суспензии чистого хлорофилла (рис.2) в сопоставлении со спектральной плотностью излучения Солнца лишь увеличивает недоумение: чем зеленый свет не угодил хлорофиллу? Почему он не воспринимает самую энергетически весомую компоненту солнечного спектра? Дело представляется не таким ясным, как казалось при чтении рассказа О'Генри Вообще-то, цвет травы приобрел научный статус в магистерской диссертации Тимирязева «Спектральный анализ хлорофилла». Будущий автор «Вождя краснокожих» У.С. Портер к тому времени едва достиг возраста своего героя и, по малолетству, не скрывался под псевдонимом. В том же 1871 г. Релей открыл секрет доминирующего цвета Земли - объяснил, почему небо голубое. Но это к слову. За год в результате фотосинтеза на Земле образуется 150 млрд т органического вещества, усваивается 300 млрд т углекислого газа и выделяется 200 млрдт свободного кислорода. Гигатоннажное химическое производство, при котором свободная энергия системы растет, а окружающая среда интенсивно облагораживается! На наших глазах в траве и листьях совершается ежедневное чудо фотосинтеза - из углекислого газа и воды, без малейшей технологической натуги, получается шестиуглеродный сахар1 и, в качестве отходов производства, кислород: 6С02+ 6Н20 > СбН12Об+ 602. 1 Помимо этого, образуются содержащие азот и серу аминокислоты, белки, пигменты... Источник азота — нитраты серы — сульфаты. Вот так незатейливо выглядит формула Жизни. Не будь реакции, обозна ченной этими символами, планета оставалась бы мертвой. Осознание определяющей роли фотосинтеза привело к концентрации усилий большой науки — полвека назад в Пущи-но был создан целый Институт Фотосин теза. Ученых стимулировало не только естественное притяжение фундаментальной проблемы, но и нужды практики, в первую очередь поиск путей повышения урожайности. Видимо, подавленные грандиозностью предстоящих свершений, они и думать забыли о цвете травы. Что же известно о фотосинтезе? Долгое время считали, что кислород выделяется в результате диссоциации молекулы С02 под действием света, а уж продукты диссоциации (окись углерода СО и восстановленный углерод), соединяясь с водой, образуют органические вещества. Выяснить, каким образом углекислый газ воспринимает свет в дозах, способных развалить на составляющие собственную молекулу, исследователи не успели, так как в начале 40-х изотопная техника однозначно показала: свободный кислород выделяется не из С02, а из воды. Последовала смена концепции. Впрочем, легче от этого не стало — проблема фотохими ческого разложения воды ничуть не проще фотодиссоциации углекислого газа. Самый энергоемкий этап фотосинтеза остается и самым загадочным — удастся проникнуть в тайну получения водорода, дальше само пойдет. Так как свет не взаимодействует с во дой напрямую, должен существовать ка-кой-то посредник, эффективно закачивающий в воду энергию, достаточную для разрыва связей водород—кислород. Главный подозреваемый в этом занятии хлорофилл, вокруг него и началось 18 |f |
