У порога великой тайны

У молодого Тимирязева уже в самом начале его научной деятельности вся эта цепь рассуждений вызвала серьезные сомнения. Да, желтые лучи наиболее ярки, но для нашего глаза. У зеленого листа нет ведь органа, хотя бы отдаленно напоминающего глаз. Значит, яркость ни при чем, глаз в таком деле не судья. Важна энергия луча, его способность производить работу. В ту пору уже доказано было, что лишь тот свет, который поглощен телом, способен вызывать химические реакции, то есть работать. Лучи, которые отражаются или пропускаются телом, не вызывают в нем изменений. А хлорофилл поглощает наиболее энергично вовсе не желтые, а красные и синие лучи. И еще: уловленный, поглощенный хлорофилловым зерном луч — вовсе не раздражитель. Он участник тех таинственных сложнейших реакций, которые происходят в зеленой клетке, он, в согласии с законом превращения энергии, сам испытывает превращения, откладываясь про запас в виде химической энергии.

Но ведь и Дрепер и Сакс со своими учениками основывались не только на умозаключениях. Они были серьезными учеными, оставившими значительный след в науке, и они ставили тщательно подготовленные опыты. Тимирязева это не останавливает. Он убежден в своей правоте и уже в первой работе, вызвавшей бешеные нападки Пфеффера, ставит под сомнение опыты Дрепера и его последователей. Затем, конструируя все новые и новые точнейшие приборы, ставя тонкие, убедительные опыты, он припирает своих противников к стенке.

Вот Климент Аркадьевич выбивает из листа сечкой пять одинаковых кусочков зеленой ткани и помещает их в пять пробирок, содержащих воздух с одинаковой примесью углекислого газа. После того он освещает каждую пробирку одним каким-нибудь светом: первую — желтым, вторую — зеленым, третью — синим и т. д. Через несколько часов, произведя анализ, Тимирязев убеждается, что наибольшее количество углекислого газа разложилось в пробирке, освещенной красным светом; на втором месте — пробирка, освещенная синим лучом.

Кажется, ясно: красный свет — наиболее активный, наиболее действенный для растения.

— Нет, желтый! — доносится голос из Вюрцбурга. — Опыты с кусочками листа ничего еще не доказывают, целое растение может вести себя иначе.

Тогда Тимирязев заставил и целое растение «расписаться» в том, что красные лучи для него наиболее выгодны. Климент Аркадьевич остроумно использовал для этой цели метод, разработанный его главным противником!..

Юлиус Сакс в начале шестидесятых годов XIX века проделал такой опыт. Он помещал половину листа на солнце, а другую половину закрывал. Через некоторое время он обрабатывал весь лист йодом, предварительно обесцветив его спиртом. В той половинке, которая освещалась, обнаруживался крахмал — она синела или чернела от йода; другая, затемненная, половинка не давала цветной реакции с йодом, в ней крахмала не оказывалось. Опыты Сакса, доказывающие образование крахмала в листьях на свету, принесли ему заслуженную славу и вошли в учебники.

Тимирязев в 1875 году мастерски использовал «крахмальную пробу» Сакса, чтобы доказать свою правоту в споре о красном и желтом. Климент Аркадьевич поставил горшок с гортензией в темную комнату.

Дождавшись полного исчезновения крахмала из листьев (в темноте новый крахмал не образуется, а тот, который имелся, листья теряют), Тимирязев в той же комнате отбросил на один из листьев солнечный спектр. Полоска спектра уместилась на крупном листе целиком. Через несколько часов Тимирязев обработал лист йодом и получил ставшую потом знаменитой амилограмму (от греческого «амил» — «крахмал», «грамм» — «оттиск», «запись»). На листе выделилась темная полоска, и темнее всего она была в том месте, куда падали сквозь призму красные лучи спектра. Значит, тут образовалось больше всего крахмала, — значит, красные лучи действовали наиболее сильно. Откуда же взял Дрепер, что желтые лучи сильнее всего действуют на растение? Тимирязев рядом точнейших опытов доказал, что американский ученый, сам того не подозревая, получал нечистый спектр. Чтобы спектр был чистым, то есть чтобы цвета его не налегали друг на друга, щель, сквозь которую пускают в призму пучок света, должна быть как можно уже. Но, чем уже щель, тем меньше света она пропускает и лучи в спектре, выходящем из призмы, оказываются слишком слабыми, чтобы вызвать выделение кислорода из зеленого листа. Ища выход из этого затруднения, Дрепер сделал щель пошире. Он получил таким образом свет достаточной яркости, но цвета в спектре перемешались — в желтой части спектра оказались и красные и другие лучи.

Разгадав ошибку своего предшественника, Тимирязев пошел по другому пути. Он придумал ряд приборов и приспособлений, которые позволили ему изучить оптические свойства хлорофилла с наибольшей для его эпохи точностью и полнотой. Одним из таких приборов был микроспектроскоп, в котором сочетались микроскоп и спектроскоп. Если сочетание спектроскопа и телескопа позволило астрономам изучить состав звезд, то Тимирязев, соединив спектроскоп с микроскопом, сумел разгадать немало тайн зеленого листа.

Астрофизики с помощью спектроскопа проследили, как зарождается солнечный луч. Тимирязев, мастерски применив спектральный анализ в биологии, сумел раскрыть солнечный источник жизни на нашей планете, сумел доказать, что луч, упавший на зеленый лист, получает иное назначение, нежели луч, падающий на мертвые тела.

Благодаря Тимирязеву стало ясно, что зеленое растение усваивает, перерабатывает не только углекислый газ, но и солнечный свет, пользуясь для этого хлорофиллом. Климент Аркадьевич назвал этот процесс космическим. Определив, какие лучи солнца и в какой мере поглощаются хлорофиллом, Тимирязев завершил открытие, начатое скромными опытами Джозефа Пристли за сто лет до того. Вместе с тем работы Тимирязева положили начало новому периоду исследований воздушного питания растений, периоду, который продолжается и поныне.

Спор о красном и желтом кончился полной победой Тимирязева. В конце концов и вюрцбургские ботаники признали правоту русского ученого. Но признали по-своему: приняли точку зрения Тимирязева, не называя его имени, приписав заслуги Климента Аркадьевича в изучении оптических свойств хлорофилла другим ученым…

С того времени, как возник спор о красном и желтом, прошло почти столетие. Но по многим причинам спор между русским и немецкими ботаниками представляет живой интерес для нас, людей второй половины XX века.

Свою лекцию «Космическая роль растения», читанную в 1903 году в Лондонском Королевском обществе, Тимирязев начал с того, что шутливо сравнил себя с одним из героев Свифта, восемь лет подряд созерцающим огурец, запаянный в стеклянном сосуде.

— Для первого знакомства, — говорил Тимирязев несколько ошеломленному собранию, — я должен откровенно сознаться, что перед вами именно такой чудак. Более тридцати пяти лет провел я, уставившись если не на зеленый огурец, закупоренный в стеклянную посудину, то на нечто вполне равнозначащее — на зеленый лист в стеклянной трубке, ломая себе голову над разрешением вопроса о запасании впрок солнечных лучей…

И вот в наши дни, когда человек готовится к полету на другие планеты, таких чудаков, напряженно следящих за судьбой солнечного луча, поглощенного хлорофилловым зерном, стало не меньше, а впятеро, вдесятеро больше, нежели в ту пору, когда Тимирязев читал свою знаменитую лекцию. Уже это доказывает, что Тимирязев не зря посвятил жизнь лучу света, уловленному зеленым листом.

За последние десятилетия наука узнала много нового о природе света. И некоторые представления Тимирязева, касающиеся оптических свойств хлорофилла, устарели. Но в основе своей работы Тимирязева блестяще выдержали длительное, почти вековое испытание временем.

Да, подтверждают новейшие опыты, красные лучи наиболее «выгодны» растению. И зелен-то хлорофилл потому, что зеленый свет позволяет листу лучше улавливать, выбирать из белого пучка света нужный ему красный луч.