Работы тимирязева по фотосинтезу
Обратимся к ознакомлению с работами К. А. Тимирязева и с вкладом, который он сделал в науку.
Когда Тимирязев вступал на научное поприще, то основным нерешенным вопросом в области фотосинтеза был вопрос о том, подчиняется ли этот процесс закону сохранения энергии или организмы не подчиняются этому основному закону природы. Последний взгляд давал повод к идеалистическим выводам об особой природе живых организмов, т. е. давал простор виталистическим измышлениям о наличии особого нематериального начала — жизненной силы, которая управляет организмом.
Крупный физик того времени Дрэпер ставил опыты с определением интенсивности фотосинтеза в лучах различной длины волны. Как нам уже известно, хлорофилл лучше всего поглощает красные лучи. Между тем Дрэпер обнаружил наибольший фотосинтез в желтых и оранжевых лучах.
Получалось явное несоответствие между количеством поглощенной энергии и произведенной работой, т. е. несоответствие закону сохранения энергии.
Молодой Тимирязев не побоялся выступить против мнения крупного физика. Правда, выступил он во всеоружии знаний после нескольких лет тяжелой и упорной работы. Тимирязев показал, что вывод Дрэпера покоится на грубой методической ошибке.
При использовании монохроматического света, т. е. света одной длины волны (красного, синего и т. д.), очень трудно получить свет достаточной интенсивности, чтобы шел процесс фотосинтеза. Поэтому Дрэпер и пользовался широко открытой щелью спектроскопа, так как при этом получается свет большей интенсивности.
При такой постановке опыта, как это обнаружил Тимирязев, получается нечистый монохроматический свет. К желтым лучам примешиваются при этом красные и другие лучи.
Таким образом, Дрэпер фактически вел опыт не в оранжевом, а в белом свете. Для того чтобы правильно провести опыт, Тимирязев усовершенствовал методику газового анализа, что и позволило ему производить анализ газа в очень малых объемах при чрезвычайно малой их концентрации и таким образом устанавливать разложение углекислоты при очень малой интенсивности света.
Пользуясь разработанным им методом газового анализа, Тимирязев смог воспользоваться чистым монохроматическим светом при помощи узкой щели в спектроскопе.
В результате своего исследования Тимирязев установил следующие три положения:
- только поглощаемые хлорофиллом лучи производят работу, т. е. процесс фотосинтеза;
- фотосинтез пропорционален поглощению лучей, т. е. чем больше поглощение лучей зеленым листом, тем больше величина фотосинтеза;
- на процесс фотосинтеза растение использует лишь небольшую часть поглощенных лучей (от 1 до 3 процентов).
Таким образом, работы Тимирязева выяснили полную приложимость закона сохранения энергии к процессу фотосинтеза. Кроме того, стала ясной фотохимическая природа фотосинтеза.
