Помоги проекту - поделись книгой:
Войдя в Ботанический сад, он первым делом отправлялся к посевам декоративного японского хмеля и знакомой всем конопли. Уже много дней они не давали ему покоя.
— Вы ведете себя ужасно, — говорил он им. — Весна и лето были такие солнечные. А вид у вас далеко не цветущий, то есть буквально ни цветочка.
Турнуа долго стоял на месте, покачивая головой. Эти два растения поставили его в тупик. Посеянные весной, они росли быстро, но очень долго не начинали цвести. А те, которые он посеял осенью в теплице, расцветали очень скоро, хоть были и невысокого роста. В чем тут дело?
Однажды он заметил, что те растения, которые росли в затененном месте, расцвели раньше.
— Может быть, вы мало спите? — спросил своих подопечных Турнуа. — Попробую-ка я укладывать вас пораньше. — Он стал убирать их в темное помещение и укоротил им день до шести часов. И сразу хмель и конопля повели себя, как их братья и сестры зимой в теплице.
— Ага! Значит, встречаются среди вас такие, которым по душе короткий день, — вот что сказал Турнуа своим подопечным тогда, когда закончил свой опыт, и назвал их короткодневными.
Так было разгадано первое слово на языке растений.
Лет через десять после того, как Турнуа уговорил хмель и коноплю зацвести поскорее — а было это в 1912 году, — в Австрии доктор Клебс «колдовал» над молодилом. Эта многолетняя трава, которую в простонародье называют «заячьей капустой», никак не желала образовывать стебель и цвести зимой в теплице. Что только не делал Клебс с упрямым растением: и подкармливал, и оставлял без едм, и поил, и не давал ему пить, согревал и охлаждал, — а оно выпустит розетку из сочных листьев — и дальше ни с места!
И однажды вечером, когда угасли последние солнечные лучи, он включил над молодилом электрическое солнце.
Новый режим дня явно пришелся растению по душе. Через несколько дней образовался стебель, и вскоре молодило зацвело.
Клебс, довольный, потирал руки: загадка была решена.
Оказывается, для того чтобы расцвести, некоторым растениям нужны длинные дни, нужно побольше солнышка. Значит, есть растения длиннодневные.
Так было разгадано второе слово на языке растений.
Но надо сказать, что Турнуа и Клебс решили частные вопросы. При этом они сделали обобщения, основываясь на которых два американских ученых, Аллард и Гарнер, пошли дальше. Они искусственно продлевали и укорачивали дни. Они ставили подопытные растения на маленькие вагончики и закатывали их в небольшие темные домики. Солнце в этих домиках «всходило» и «закатывалось» тогда, когда это было нужно ученым.
Аллард и Гарнер узнали много любопытного. Рис оказался очень чувствительным к изменению дня. Сроки его зацветания менялись, даже если солнце просыпалось для него раньше или позже не только на минуту, но даже на секунду. А вот малина не обращала внимания на то, сколько светит солнце — семь часов или круглые сутки, — и зацветала всегда в одно и то же время.
Проделав множество опытов, Аллард и Гарнер разделили все растения на короткодневные, длиннодневные и нейтральные. К нейтральным были отнесены такие, которые вели себя, как малина.
Так был открыт фотопериодизм — реакция растений на суточные сочетания света и темноты. Оказывается, растения как бы привыкают к определенной длине дня и передают эту «привычку» из поколения в поколение.
Но чем же тогда объяснить, что южане — тополь и акация — лучше чувствуют себя на севере? Тут они и зацветают раньше и дольше не теряют листья. Этого не сумели объяснить ни Турнуа, ни Клебс, ни Аллард и Гарнер.
Загадку решил человек, написавший в своей автобиографии слова, которые обычно в автобиографиях не пишут. Вот она, эта автобиография.
«Родился 15(28) ноября 1904 года
Студентом второго курса поступил на работу во Всесоюзный институт прикладной ботаники и новых культур, ныне Всесоюзный институт растениеводства, где и проработал до эвакуации института из Ленинграда.
С 1926 года был ассистентом по дендрологии в отделе натурализации ВИРа.
В 1928 году мною было сделано наблюдение, которое определило мою дальнейшую исследовательскую работу. Изучая рост и поведение белой акации в условиях Москвы и Харькова, я обнаружил, что ежегодные приросты сеянцев и саженцев значительно больше под Москвой, чем на Украине. Это странное на первый взгляд явление заставило меня поставить в 1929 году первые опыты по фотопериодизму. И с тех пор и до сего времени я неизменно занимаюсь фотопериодизмом».
Дальше вехи: кандидат, доктор, работ столько-то, орден Ленина.
«…Мною было сделано наблюдение, которое определило мою дальнейшую исследовательскую работу».
И это наблюдение связано с акацией. Скупые строчки автобиографии похожи на сокращенную запись в блокноте. Только автор может расшифровать ее и рассказать
— Расскажите, пожалуйста, о тайне тополя и акации.
— Тополя?
Я сижу в кабинете на той улице, которая называется «Дорога в гражданку». На столах — колбы, штативы, реторты. На окне — два кустика мимозы. Кабинет как кабинет. Ничего необычного. И даже на дверях нет таблички с надписью: «Заведующий лабораторией светофизиологии доктор биологических наук Б. С. Мошков».
Хозяин кабинета Борис Сергеевич Мошков сидит напротив меня. Он высок, очень подвижен. Лицо гладкое, морщины только на лбу. И почти белые от седины, густые с крутыми завитками волосы. Он рассеянно чертит что-то в блокноте. Потом поднимает глаза и задумчиво спрашивает еще раз:
— Тополя? Давняя это история… Возвращался я из Сухуми в Ленинград с практики. Была поздняя осень. Трава была еще зеленая, а тополя уже облетели.
Приехали в Ленинград, смотрю, что такое? Тополя совсем зеленые. Удивился я: ведь тополь — южное растение. Почему же там, на юге, он уже растерял всю свою красу, а здесь нет? Почему? Попытался найти ответ на этот вопрос в книгах и не нашел. Но одна мысль, высказанная Тимирязевым, помогла мне выбрать правильное направление. Вот она.
«…более долгий период при менее значительной высоте солнца оказывается более полезным, чем период более короткий при более высоком стоянии солнца».
Мне оставалось проверить эту зависимость на опыте. Я посеял акацию и тополь под Харьковом и под Москвой. На севере они росли быстрее и раньше зацветали…
Кажется, есть основание прийти к выводу, что растениям полезнее длинный день. Но два опыта — это еще не доказательство. Борис Сергеевич ставит все новые и новые эксперименты с разными растениями. И вместо того чтобы прийти к ясности, он все больше и больше запутывается.
Почему?
Да потому, что разные растения вели себя по-разному: одни на длинном дне чувствовали себя лучше, раньше зацветали, раньше и больше давали плодов, другие — наоборот. Значит, одним полезен был длинный день, а другим — короткий, так ответили растения. Но на юге короткий день. Почему же тогда южане чувствуют себя на севере лучше, а северяне — на юге?
Может быть, многие растения появились на свет совсем в других широтах и в силу каких-то обстоятельств переселялись с места на место? А на новые места они приходили со старыми «привычками». Борис Сергеевич начинает изучать историю Земли, историю растений. И находит. Оказывается, то самое «некоторое царство», где росли тропические деревья, где благоухала акация, называется Норвегией. Тополь и акация привыкли к длинному дню. Попав на юг, они каждый вечер требовали: «Включите, пожалуйста, солнце!»
…О работах Алларда и Гарнера Борис Сергеевич узнал от своего учителя — директора Института физиологии растений Академии наук СССР Николая Александровича Максимова, когда тот вернулся из Америки.
Тогда же впервые было произнесено слово «фотопериодизм». Борис Сергеевич заинтересовался фотопериодической классификацией растений — ведь в опытах, которые он ставил, разгадывая тайну тополя и акации, он столкнулся с теми же загадками, которые волновали его американских коллег. Борис Сергеевич не понимал только одного: что же это за нейтральные растения? Нейтральные — значит безразличные. Безразличные к тому, сколько времени их освещает солнышко. Но такого не может быть. Что-то тут не так! По-видимому, в рассуждение Алларда и Гарнера закралась ошибка.
Борис Сергеевич начинает с того, что повторяет опыты с теми же растениями, с которыми работали Аллард и Гарнер. Но его опыты строились на ином принципе.
Через некоторое время он приходит с результатами своих экспериментов к Максимову.
— Никаких нейтральных видов нет и никогда не было. Просто американцы танцевали не от той печки. Для них было важно, когда зацветают растения. А ведь важно, какой урожай они дают.
— Да, но малина-то?
— Вот именно, малина… Она действительно цветет на любых фотопериодах. Но урожай? На семичасовом дне растения — низкорослые, урожай маленький. На непрерывном освещении растения растут очень хорошо, а урожай по сравнению с урожаем на фотопериодах с пятнадцатичасовыми днями оказывается почти вдвое меньшим!
В классификацию, предложенную Гарнером и Аллардом, нужно было внести поправку: признать, что существуют только короткодневные и длиннодневные растения.
Проведенные опыты заставили Бориса Сергеевича продолжить спор с Аллардом и Гарнером. В результате была сделана
Много лет назад Борис Сергеевич прочел у Тимирязева: «Едва ли какой процесс, совершающийся на поверхности земли, заслуживает в такой степени всеобщего внимания, как тот, далеко еще не разгаданный процесс, который происходит в зеленом листе, когда на него падает луч солнца».
Что же происходит с растением днем? По-видимому, луч солнца, падая на растение, включает своего рода реле управляющего агрегата. Реле передает команду листьям и корням. Листья открывают устьица. Начинается обильное испарение влаги с поверхности листа — транспирация. Соки проходят по всему организму растения от корней к листьям. Корневая система создает нагнетающее давление, а испарение — сосущее усилие.
Скорость движения восходящего тока регулируется открытием и закрытием устьиц листьев, через которые вода испаряется в атмосферу. У большинства растений на свету устьица открываются.
Под действием солнечного света вода и растворенные в ней минеральные соли передвигаются по живому телу растения. Растение — это своеобразный аккумулятор солнечной энергии. Под ее воздействием хлорофилловые зерна зеленого листа превращают простые неорганические вещества в сложные органические— крахмал и сахар. Солнечные лучи как бы консервируются растением — при их помощи оно строит стебель, формирует листья, раскрывает бутоны, осуществляя сложные реакции фотосинтеза.
Но вот наступает темнота. Что происходит с растением? Может, в нем замирает жизнь?
Ночью прекращаются процессы фотосинтеза. Но начинаются химические процессы, которые осуществляются за счет внутренней энергии самих растений. Может быть, происходит регенерация, восстановление жизнеспособности клеток, выполняющих роль системы связи и управления работой растения. Но никто пока еще не изучил до конца, каковы эти процессы.
То, что они идут, и то, что без них растение не может существовать, доказано на опытах.
Что же важнее для растения: ночь или день? Борис Сергеевич начал новую серию опытов. И тут случилось так, что растения загадали ему еще одну загадку. А началось это вот с чего. Есть целый ряд растений, которым нужно 12 часов света и 12 часов темноты. На таком режиме короткодневные цветут, а длиннодневные — нет. Им не хватает света. Это не противоречит законам фотопериодизма, потому что фотопе-риодическая реакция растений зависит от длины дня.
А что, если выключать и включать свет произвольно? Что скажут на это растения? Такой вопрос и поставил перед ними Борис Сергеевич. И вот над растениями через каждый час вспыхивает и гаснет солнце.
Растения по-прежнему получают в сумме по 12 часов света и темноты. Но ведут они себя в этой обстановке, как говорят, «совсем наоборот»: короткодневные не цветут, а длиннодневные цветут.
Борис Сергеевич ставит и ставит опыты. Реакция одна и та же. В чем же дело?
И Мошков приходит к такому правильному выводу: основной фактор, определяющий фотопериодическую реакцию растения, — это не свет и не темнота, взятые отдельно. В жизни растений основную роль играет определенное чередование светлых и темных частей суток.
В связи с этим и была сделана переоценка ценностей.
Суточный ритм света и темноты Борис Сергеевич назвал актиноритмом, а само явление — актиноритмизмом. Жизнь растений зависит не только от света, но и от темноты. А фотопериодизм переводится, как светопериодизм. Кроме того, сочетание слов также было неудачно — ведь период может быть каким угодно длинным, а для растений ночь, например, не могла быть меньше определенного времени. В связи с этим пришлось внести поправку в классификацию. Борис Сергеевич Мошков разделил все растения на никтофильные — любящие темноту и никтофобные — не любящие темноту.
Теперь он мог с достаточным основанием сказать, что в классификацию растений была внесена ясность.
Проводя свои опыты, Борис Сергеевич заметил, что урожайность растений зависит от того, сколько света оно получает.
Все опыты, связанные с открытием актиноритмизма, Борис Сергеевич проводил в закрытом грунте и под электрическим солнцем.
Скептики утверждали, что на искусственном освещении выращивать растения нельзя. Ближняя инфракрасная радиация погубит растения обилием тепла.
Но в лаборатории светофизиологии Ленинградского института агрофизики нашли управу и на инфракрасную радиацию. Блок с лампами опустили, чтобы они не перегревали растения, в стеклянный сосуд с проточной водой. Вода уносила вреднее тепло, и сквозь составленный из блоков прозрачный потолок на растения лился яркий, но не горячий свет.
Эти опыты натолкнули Бориса Сергеевича на интересную мысль, которая в конце концов привела к тому, что в лаборатории был создан новый, необычайно продуктивный метод выращивания растений. Большую часть времени растение живет в неблагоприятных условиях. Конечно, солнце и дождь — это источники жизни. Но случается иногда и так, что они становятся источниками смерти, потому что пока не повинуются нам и часто не знают меры. А сорняки? А вредители растений?
И Борис Сергеевич окончательно решает проводить все опыты так, чтобы растения не зависели от изменчивых факторов. Все началось с того, что были созданы грядки
Растения болеют. Где гнездятся возбудители этих болезней? Споры плесени, микробы, зародыши вредителей-насекомых гнездятся в земле. Как избавиться от них? На этот вопрос ответил почвовед лаборатории Евгений Иванович Ермаков.
Несколько лет назад он пришел к Борису Сергеевичу.
— До тех пор, пока мы не найдем заменителя обычной почвы, одни и те же опыты будут давать разные результаты, — сказал Евгений Иванович. — Почвы, которые мы используем, не всегда однородны по своим питательным и физическим Свойствам. Отсюда и разные урожаи.
Доводы Евгения Ивановича были достаточно основательны, и с этого дня начались поиски искусственной земли.
Она должна была отвечать многим требованиям. Во-первых, нужна была твердая среда, чтобы корни, опираясь на нее, могли поддерживать растения в вертикальном положении. Во-вторых, эта «земля» должна была бесперебойно снабжать корни водой и растворами минеральных веществ, нужных для питания. И, в-третьих, в ней должно было быть много воздуха, чтобы корни и растения могли развиваться нормально.
Было опробовано множество образцов. Евгений Иванович искал наилучший материал, при помощи которого растению удобнее всего было бы строить свою жизнь. И нашел его… на фабрике строительных материалов. На этой фабрике готовили вещества, нужные для звуко- и теплоизоляций. Это был керамзит.
Евгений Иванович размолол его на мелкие комочки, испытал, и оказалось, что излишки воды не задерживаются в нем. В порах оставалось как раз столько воды, сколько нужно растениям. Комочки прекрасно впитывали в себя растворы удобрений. А пространства между комочками всегда были наполнены воздухом.
Словом, керамзит оказался во всех отношениях подходящим материалом.
Но на этом дело не кончилось. Перед Мошковым и его товарищами стояла большая задача — они хотели узнать потенциальные возможности растений, хотели заставить их рассказать, что им нужно, чтобы они смогли дать самый большой урожай, на какой только у них хватит сил.
Что же нужно было сделать для этого еще? Прежде всего нужно было дать растениям света по потребности. Для этого их стали выращивать не в теплице, а
Передо мной лежат фотографии томатных кустов. Одни — настоящие заморыши. Другие — коренастые, плотные. Из сочной зелени выпирают круглые бока спелых помидоров.
Почему они такие разные?
Оказывается, одни выращены в обычной теплице летом, а другие — в темном подвале при очень ярком освещении.
Эти растения — наглядный пример вредного действия тепла. Летом теплицы почти всегда перегреваются. Это хорошо знают те, кто пользуется теплицами круглый год. При перегреве растения дышат усиленно, расходуют много сил и накопленных веществ напрасно и потому плохо развиваются.
— Теперь понятно, почему этот огород разбит не в поле и не в теплице?
— По-моему, скорее уж им нужна светлица. Тем более, что электрическое солнце все равно любую темницу превращает в светлицу, — говорю я Борису Сергеевичу.
Он улыбается.
— Сейчас вы поймете, почему нам нужны именно темницы. В светлице много света пропадает зря, рассеивается сквозь стекла. А в наших темницах — кстати, они называются фитотронами — все стенки зеркальные. Зачем? А вот смотрите.
Он включает свет.
— Зеркала заставляют свет работать не за страх, а за совесть. Смотрите, свет от ламп падает отвесно вниз. Проходит сквозь листья, рассеивается и снова попадает на зеркала. От них он снова возвращается к листьям. И так бесконечное число раз. Вот и получается, что растение берет от луча столько энергии, сколько нужно листу. Электрическое солнце светит помидорам сразу со всех сторон. При таком положении растению нет нужды тянуться за светом в высоту. Поэтому, видите, на одном квадратном метре вместо девяти растений можно располагать тридцать шесть. И собирать двадцать килограммов спелых плодов вместо двух-трех килограммов — столько получают в теплицах.
Кроме того, надо иметь в виду, что за то время, пока зреет один урожай в теплице, в темнице успевают снять три урожая.
Продолжая рассказывать, Борис Сергеевич водит меня по комнатам лаборатории. В одном из кабинетов я вижу
На обычном канцелярском столе лежит кисть винограда. Ее зеленовато-желтые ягоды покрыты сизой изморозью свежести. Кое-где на виноградинах — капли росы. Так выглядит виноград, сорванный ранним утром. А за окном зима…
Гроздь и в самом деле срезана утром. Ее принесли сюда наверх, чтобы собрать семена.
— Это первый урожай с кустов, крошечные черенки которых посадили в грунт всего четыре месяца назад, — говорит Борис Сергеевич.
— Может, у вас и булки прямо на ветках растут? — неожиданно даже для себя спрашиваю я. Сработал механизм сказочных представлений.
Поделиться книгой: