Единство растительного и животного мира. Не фотосинтез ( часть 3 )

[double_break]

   

Если теперь обратиться к опытам по так называе­мому фотосинтезу и вспомнить, при каких условиях происходит взаимодействие между хлорофиллом, кислородом и углекислым газом, то нетрудно убе­диться в том, что при этом имели место процессы, полностью покрываемые «эффектом Бора-Вериго».
      Исходя из факта близкого родства хлорофилла и ге­моглобина, можно с достаточным основанием ут­верждать, что во всех опытах по фотосинтезу повы­шенная концентрация углекислоты, как и в случаях с гемоглобином, так сказать, провоцировала вытесне­ние кислорода из оксихлорофилла, то есть хлоро­филла, насыщенного кислородом. Поскольку этот процесс особенно усиленно проходит на солнечном свету, то и здесь мы видим аналогию с гемоглобином крови, из которого кислород освобождается гораздо легче при повышении температуры. Таким образом, механизм выделения кислорода и поглощения угле­кислоты листьями растений, принятого за фотосин­тез, объясняется иными причинами, а именно:
1) по­вышенной концентрацией углекислоты в среде, спо­собствующей ускорению процесса диссоциации оксихлорофилла, и
2) повышением температуры листь­ев вследствие действия солнечной радиации.
      Дан­ный фактор также действует в направлении ускорения процесса диссоциации оксихлорофилла. В этом объяснении вполне согласуются законы физики и физиологии, не только не противореча, но, напро­тив, дополняя друг друга.
Всё вместе взятое подводит к неожиданному вы­воду, что все опыты по фотосинтезу на самом деле прекрасно подтверждают тот факт, что хлорофилл в действительности является агентом не фотосинте­за, а дыхания растений. Доказательством тому слу­жит не только его весьма близкое сходство по хими­ческому составу и структуре с гемоглобином, но и то, что он подчиняется тем же закономерностям, что и последний.


На этом в общем можно было бы и закончить и без того затянувшуюся критику теории фотосинтеза. Ду­мается, что уже из сказанного должно быть вполне ясно, что она не согласуется с рядом важных физиче­ских и физиологических принципов. Химического аспекта процесса фотосинтеза не стану здесь касать­ся вовсе: эта область и поныне полна противоречи­вых гипотез, теорий, утверждений и предположений, разбираться в которых нет никакой необходимости, ибо ничего в принципе не проясняя, они многое только еще больше запутывают и затемняют.

Однако, даже рискуя утомить читателя и ослабить его интерес к дальнейшему чтению, считаю всё же необходимым хотя бы кратко сопоставить фотосин­тез с другими физиологическими процессами в рас­тениях:
- дыханием,
- транспирацией( испарение влаги листьями),
- передвижением питательных веществ,
- деятельностью корневой сис­темы,

чтобы окончательно подтвердить факт, что растение в своей жизнедеятельности совершенно не зависит от процессов, которые ему приписывает тео­рия фотосинтеза.

О дыхании растений и его несовместимости с про­цессом фотосинтеза достаточно было сказано выше. Перейдем поэтому к вопросу о корневом питании растений. Тот факт, что органом питания и перера­ботки питательных веществ растений является кор­невая система, может быть доказан на основании од­них лишь общих физиологических принципов и принципов единства жизненных процессов. Если же обратиться к многовековой человеческой практи­ке, то она рассеивает последние сомнения на этот счёт.
       Однако вопреки всему этому, вопреки опыту, вопреки всякому здравому смыслу, вследствие раз­вития теории фотосинтеза в качестве органа питания были признаны листья, а корневой системе отводи­лась второстепенная роль - роль поглотителя влаги и минеральных веществ. Тем самым навечно закреп­лялся дуализм во взглядах на питание самого расте­ния, а также растений в целом в противопоставлении животному миру.
        Поэтому, как это ни парадоксально, приходится прибегать к доказательству самоочевид­ного факта, что питание растений, синтез ими орга­нических веществ, происходит исключительно через корневую систему и в корневой системе.

Синтез органических веществ корневой систе­мой растений

Такая возможность была показана и доказана мно­гими учёными-физиологами. Они, в частности, про­делали ряд опытов по исследованию пасоки расте­ний. Если, к примеру, перерезать стебель растения у самой поверхности почвы, то через некоторое вре­мя из места разреза начинает вытекать жидкость. Яв­ление это получило название «плача растений», а вы­текающая жидкость - сока плача или пасоки. Д.А. Сабинин установил, что сок пасоки может под­держиваться в неизменном объеме на протяжении нескольких часов. Объём воды, поглощаемый корня­ми при плаче из наружного раствора, примерно ра­вен объёму пасоки, выделяемому при этом процессе.
Отсюда естественный вывод, что при плаче устанав­ливается ток жидкости, идущей из корневой системы вверх. Странно здесь то, что это естественное движе­ние пасоки снизу вверх нужно было специально до­казывать. Доказывать же надо было потому, что со­гласно теории фотосинтеза, движение должно идти в обратном порядке, т.е. сверху вниз, от листьев к корням, что, как сами понимаете, совершенно про­тивоестественно.
          Исследования, проведенные над составом пасо­кой, показали, что она богата органическими соеди­нениями. Ряд ученых при анализе пасоки, подавае­мой корневой системой растений, обнаружили в ней органические кислоты, аминокислоты, белок и дру­гие органические вещества.

«Поглощаемые вещества - писал, к примеру, изве­стный советский физиолог И.И. Колосов, - попадая в клетки корней, включаются в совершаемый в них обмен и претерпевают сложные превращения. В про­цессе этого обмена поглощаемые вещества образуют легко подвижные, лабильные соединения с органиче­скими веществами, включаются в синтез новых орга­нических соединений, таких как амиды, аминокисло­ты, липоиды и нуклепротеиды, часть из которых идёт на новообразование и собственный рост корней, а ос­новное их количество передается к основным очагам потребления питательных веществ в надземные орга­ны растения. Около одной трети, а зачастую и до 50% от общего количества азота, подаваемого с пасокой в надземные части растения находится в виде орга­нических соединений, образуемых на пути его дви­жения в корневой системе»1.
          Примеров, иллюстрирующих роль корневой сис­темы в синтезе сложных органических соединений, можно привести массу, и все они доказывают её ис­ключительную роль в этом процессе. Поэтому с пол­ным основанием можно констатировать, что именно в корневой системе растений происходит синтез сложных органических соединений, а вовсе не в лис­тьях, как должно было бы происходить по теории фо­тосинтеза.
        Этот естественный во всех отношениях вывод снова наталкивается на «проклятый вопрос»: откуда в корнях растения берутся органические ве­щества, если единственным источником таковых, со­гласно теории, является углекислота воздуха, якобы «всасываемая» листьями и там превращаемая в орга­нические соединения?
        И тут вновь, в который уже раз мы становимся свидетелями образования всякого рода искусствен­ных надстроек с целью согласовать упрямые факты с не менее упрямой теорией. На сей раз, в полном соответствии с вывернутой логикой теории фото­синтеза, выдвигается предположение, что органиче­ские соединения, синтезированные из углекислоты в листьях, следуют будто бы сверху вниз в корне­вую систему, где и происходит новый синтез спус­тившихся с высоты органических соединений с ми­неральными веществами, всосанными через корни. Затем все это заново вместе с пасокой поднимается наверх к листьям.
        Да, человеческая фантазия, в самом деле, не имеет предела. Растению приписывается тем самым какая-то чудовищно трудоемкая работа по непрерывному перемещению органических веществ сверху вниз
и снизу вверх, чтобы обеспечить нормальный рост, а заодно доказать правоту поборников теории фото­синтеза. Если даже признать правоту этой точки зре­ния, то возникает вопрос:

откуда растение берет та­кое количество свободной энергии, чтобы обеспе­чить все эти бесконечные передвижения веществ?

Но такой вопрос даже не ставится, и растение выгля­дит вроде своеобразного самогенерирующегося пер­петуум-мобиле.
Практика и опыт и здесь никак не согласуются с предположениями сторонников фотосинтеза. Взять тот же процесс плача растений: он может продол­жаться много часов, не теряя своей интенсивности, и при этом пасока неизменно остаётся богатой орга­ническими соединениями. Это имело место и в том случае, когда растения во время проведения опытов вообще были лишены своей надземной части вместе с листьями.
        Однако всё дело в том, что многие предположе­ния, на которых строится теория фотосинтеза, выте­кают не из опыта, не из законов физики или химии, а из вынужденной необходимости подгонять факты к сложившимся взглядам в отношении химического состава воды и атмосферы.

Чтобы сделать картину более полной, рассмотрим важнейший для жизни растений процесс поглоще­ния и испарения воды. Общая потребность растений в воде, её количество, которое расходуется ими в процессе жизнедеятельности, огромны. Расход во­ды растением сильно колеблется в зависимости от различных условий жизни растительного организма.
        В среднем, для большинства культурных растений среднего пояса принимается, что для образования около 3 гр. сухих веществ ими расходуется кило­грамм воды. Следовательно, на построение химичес­ких компонентов растение использует около 0,3% пропускаемой через себя воды. Остальные 99,7% идут на поддержание механизма испарения, или транспирацию.
        Интенсивность этого процесса у растений исклю­чительно велика. В этом отношении они представля­ют собой в буквальном смысле мощные насосы, пере­качивающие воду. В ночные часы интенсивность ес­тественно снижается, днём, и особенно в жаркое вре­мя, значительно увеличивается. В целом же, этот процесс не прекращается ни на мгновение, пока рас­тение нормально функционирует. Это и понятно, так как от него зависит вся жизнедеятельность растения.

Остановимся несколько подробнее на этом важ­ном явлении. В растении идёт постоянный ток воды снизу вверх, большая часть которой испаряется.
        Ка­ким образом он происходит, какие физические или иные явления обусловливают непрерывное поднятие воды на значительную высоту, достигающую у неко­торых пород древесных растений десятков метров? Думается, что каждому, в общем, понятно, что в рас­тениях в данном случае совершается вынужденная работа; вынужденная в том смысле, что, во-первых, происходит непрерывное поднятие воды с более низ­кого уровня на более высокий уровень и, во-вторых, испарение воды. Вынужденные процессы, согласно второму началу термодинамики, не могут иметь мес­та без затраты определенного количества энергии, поступающей извне.
        Само растение не вырабатывает излишка энергии, который мог бы обеспечить работу по подъёму воды и превращению её в пар. При окислительных процессах, происходящих в растениях, высвобождается лишь самое ничтожное количество энергии, едва хва­таемое для осуществления работы по обмену ве­ществ, росту, движению протоплазмы клеток и т.д. Таким источником энергии, следовательно, может быть только источник внешний.

Механизм передвижения воды обеспечивается так называемым нижним концевым двигателем, или кор­невым давлением, с помощью которого вода засасы­вается из почвы, и верхним концевым двигателем, каковым является транспирация, или испарение во­ды с поверхности листьев. Однако давление, разви­ваемое нижним концевым двигателем, весьма неве­лико. Основным двигателем, обеспечивающим не­прерывное восходящее движение воды по растению, является верхний концевой двигатель. Н.А. Макси­мов (1958) считал, например, что величина сосущей силы в листьях древесных пород может достигать 10­15 атмосфер.

Каков же источник внешней энергии, поддержи­вающий эту сосущую силу и обеспечивающий работу по передвижению воды в растении и парообразова­нию?

Разумеется, солнечная энергия и свет.

Даже на рассеянном свету транспирация возрастает на 30­-40%, прямой же свет увеличивает испарение в не­сколько раз. И что особенно важно, более богатые хлорофиллом листья отличаются и более интенсив­ной транспирацией1.
Американский физиолог Х.Л. Пенман (1968) пи­шет, что исследователи установили, что скорость транспирации растений при достаточно обильном снабжении поля водой определяется главным обра­зом атмосферными условиями, растительные же и почвенные факторы играют лишь второстепенную роль. Пенман возражает против мнения ряда исследователей, рассматривающих транспирацию как яв­ление чисто биологическое. На его взгляд, более ес­тественно считать за отправную точку исследования тот очевидный факт, что путем транспирации осуще­ствляется связь растения с окружающей его физиче­ской средой.
          Из сказанного ясно одно, а именно, что работа верхнего концевого двигателя обеспечивается за счет притока внешней энергии в виде лучистой энергии солнца.
      Именно в этом, а не в чём-то другом состоит, прежде всего, роль солнечной энергии для жизнедея­тельности растений! При транспирации вода перехо­дит из жидкого состояния в газообразное. Для этого изменения фазового состояния воды необходимо за­тратить энергию, равную теплоте парообразования (при обычной температуре воздуха примерно 590 кал/г). Вот почему совершенно необходимым усло­вием транспирации является приток внешней энер­гии к испаряющей поверхности.

Если для сравнения обратиться к теплокровным животным, то здесь испарение жид­кости из лёгких и потовых желез обеспечивается су­ществованием разности температур между организ­мом и внешней средой. Объяснение данного явления вытекает из второго начала термодинамики. Согласно ему тепло перехо­дит только от тёплого тела к холодному, но обратно - от холодного к тёплому, оно само собой, без затраты дополнительной внешней энергии, перейти не мо­жет. Иными словами, движение тепла происходит са­мопроизвольно только в направлении градиента по­нижения температуры.

Зелёные лис­тья, аккумулируя световую и солнечную энергию, со­здают ту необходимую разность температур между своей испаряющей поверхностью и окружающей сре­дой, которая и служит движущей силой испаряю­щейся влаги. Но вместе с тем регулируется и общий теплообмен растения: усиленная транспирация не позволяет листьям перегреваться в жаркие солнеч­ные дни.
В этом смысле зелёная пигментация растений по своей физиологической функции ничем не отличает­ся от пигментации животных, также выполняющей физиологическую роль регулирования теплообмена организма с внешней средой.
          Зелёный цвет растений можно вполне определить как их «зелёный загар». В самом деле, если, к примеру, выставить этиолиро­ванные, то есть бесцветные, выращенные в темноте листья растения, на свет, то они быстро начинают зе­ленеть, или, иными словами, покрываться «зеленым загаром», готовясь тем самым к выполнению своей теплообменной функции. Аналогично этому, кожа человека покрывается тёмной пигментацией («заго­рает») на солнечном свету, оставаясь белой, будучи защищённой.
        Для человека постоянная тёмная пиг­ментация характерна лишь для районов с высокой температурой окружающей среды и высокой влажно­стью, где при отсутствии такой пигментации тепло­обмен с окружающей средой был бы весьма затруд­нён, если вообще возможен. Для растений же как ор­ганизмов, обладающих, как правило, температурой более низкой, чем температура окружающей среды, зелёная (или для некоторых видов растений иная) пигментация необходима в любых условиях, ибо только она обеспечивает возможность теплообмена растения с окружающей средой, обеспечивает акку­муляцию необходимой энергии для действия верхне­го концевого двигателя, для подъёма влаги вверх и её испарения.
* * *
        В связи с рассматриваемой проблемой питания растений бегло затронем вопрос об азотном питании растений. Он аналогичен проблеме углеродного пи­тания.
Хорошо известен факт, что растения не могут развиваться нормально без потребления азота и, бо­лее того, что они сами образуют азотосодержащие органические вещества. Но здесь встает все тот же вопрос: откуда они берут азот, если в воде его нет, а в почве его содержание настолько ничтожно, что никак не могло бы покрыть потребности раститель­ного мира в этом веществе (животные, как мы знаем, потребляют необходимый им азот исключительно из
растений).
          Многочисленные опыты показали, что растения не способны усваивать азот из воздуха. Факт сам по се­бе в высшей степени примечательный, должный, ка­залось бы, сильно озадачить сторонников теории фо­тосинтеза.

Действительно, если растения могут, со­гласно теории фотосинтеза, улавливать из воздуха необходимый им углерод путём ассимиляции содер­жащейся в атмосфере в самом ничтожном количест­ве углекислоты, то почему они не способны тем же путем улавливать не менее необходимый для их жиз­недеятельности азот, тем более, что та же атмосфера содержит его неизмеримо больше чем углекислоты (79% против 0,03%).
          Но не станем больше задавать в адрес теории фотосинтеза трудных вопросов: уже достаточно и тех, которые были заданы и на которые она не сумела дать хоть сколько-нибудь убедитель­ного ответа. В этом к тому же нет никакой необходи­мости. Для наших целей вполне достаточно и пере­численных выше данных, касающихся теории фото­синтеза. Можно было бы привести их еще больше, однако, дело от этого принципиально не меняется. Что же касается азотного питания растений, то тут вообще отсутствует какое-либо единое мнение отно­сительно его источника.
* * *
        Ну что ж, пришло время подвести некоторые об­щие итоги и дать возможность читателю немного пе­редохнуть и переварить прочитанное. Чтобы не по­вторять всего, что уже сказано выше, еще раз под­черкну главную мысль: теория фотосинтеза в целом, говоря словами нашего классика, целиком построена «на песце». Её основания весьма шатки и рушатся всякий раз, как только собираешься на них опереть­ся. Надеюсь, мне удалось показать, что она противо­речит принципу единства жизненных процессов рас­тений и животных, противоречит важным физиоло­гическим и физическим законам, неспособна объяс­нить генетики растительного и животного мира в их единстве и совершенно не укладывается в рамки вза­имозависимости трех сфер: гидросферы, атмосферы и биосферы.

Я вполне допускаю, что, ознакомившись с изло­женными выше утверждениями и критикой в адрес теории фотосинтеза, какой-нибудь проницательный читатель может сказать: «Предположим, вся ваша критика верна и теория фотосинтеза и впрямь проти­воречит многим физическим и физиологическим за­конам. Мы охотно соглашаемся с автором в основ­ных его посылках и критике, но при всем том нельзя не признать, что эта теория существует уже более по­лутора столетий, за ней стоят имена широко извест­ных ученых и она остается пока что единственной, способной хоть как-то объяснить проблему углерод­ного питания растений.

Ведь теория фотосинтеза возникла не просто так, а как ответ на вопрос, откуда растение берет углерод, из которого оно строит свою растительную массу и который входит в состав крах­малов, Сахаров, кислот, жиров, смол и т.д., составля­ющими богатство растительного мира? Было показа­но очевидными опытами, что растение не могут брать его из почвы, не могут также извлекать из воды, ко­торая, согласно своей химической формуле, его не содержит. Так что, воздух остался единственной сре­дой, где только и оставалось искать источник углеро­да. Его поиски там были обусловлены вовсе не при­хотливыми фантазиями ученых, а были жестко де­терминированы научными открытиями. И, в конце концов, углерод был обнаружен там в виде углекис­лоты. Пусть ее мало, пусть весь процесс её ассимиля­ции противоречив, даже противоестествен, но пока только теория фотосинтеза дает хоть какое-то объяс­нение происхождению углеродных соединений рас­тений».

Так, или примерно так, мог бы сказать проница­тельный читатель, и был бы глубоко прав. Действи­тельно, вся критика теории фотосинтеза выглядела бы смешной и претенциозной, если в итоге пришлось бы беспомощно развести руками, признав, что мы не располагаем никакими иными данными об источни­ке углерода растений и никакой своей теории, кото­рая могла бы служить альтернативой теории фото­синтеза.
          Но вспомним здесь еще раз опыты Ван-Гельмонта, Соссюра и других физиологов. Суть их сводилась к тому, что растение, существуя лишь за счет дистил­лированной воды с небольшой примесью минераль­ных солей, значительно прибавляло в весе, хорошо развивалось, давало цветы и плоды, то есть, иными словами, весьма энергично увеличивало свое угле­родное содержание. Как мы помним, Ван-Гельмонт отнёс увеличение веса растения исключительно за счёт воды. Но после открытия Лавуазье, показавше­го, что вода состоит из водорода и кислорода и не со­держит в себе никакого углерода, она, как его источ­ник, полностью отпала. Вот что значит утверждение авторитета!
        В данной ситуации любой был бы поставлен перед жесткой альтернативой: либо признать теорию угле­родного питания растений из воздуха верной, и тогда прекратить бесплодную критику теории фотосинте­за, либо... либо признать, что Лавуазье допустил ошибку в определении химического состава воды. Мне здесь по странной ассоциации вспомнилось, что Лавуазье во время Французской революции XVIII в. был генеральным откупщиком (интендантом), и за какие-то деяния был арестован, судим, приговорен к смерти и гильотинирован. Во время суда, пытаясь как-то спасти себя, Лавуазье заявил судьям, что он знаменитый химик. В ответ он услышал не менее знаменитую фразу: «революции химики не нужны».

А ведь и, правда, не нужны: революции нужны не хи­мики Лавуазье, а врачи Гильотэны с их универсаль­ным средством от всех болезней души и тела.

источник  Э.А. Поздняков "Извечные загадки науки"