Репортаж из XXI века - Михаил Васильев

Фотохимическая активность и совершенство хлоропласта зависят не только от его состава и обилия ферментов. Для точно направленной работы, для соединения нужных веществ растение за миллионы лет создало определенную структуру хлоропластов. Пока ясны далеко не все детали процессов, которые совершаются, происходят в хлоропласте. Во всяком случае, объемная пространственная структура хлоропласта, действующего, может быть, наподобие полупроводника, помогает реакции двигаться «против течения», как по ступенькам, поднимая вещества на более высокий энергетический уровень и сводя их в новые соединения.

Хлоропласты работают интенсивней многих химических заводов. За день работы они создают столько же органических веществ, сколько их содержится в них самих.

Убедиться в том, как важна для растения внутренняя структура листа, может каждый. Не отрывая листик от цветка, прокатайте слегка лист на столе стеклянной палочкой: клетки его останутся живы, дыхание сохранится, будут идти даже некоторые биохимические реакции, а способность к фотосинтезу будет сразу утрачена.

Хлоропласт и его структура — одна из еще не решенных полностью проблем биологии. Подобных «белых пятен» вокруг нас миллионы. И до каждого из них в конце концов доберется пытливый человеческий ум.

А когда мы полностью будем знать особенности структурной организации хлоропластов, особенности фотохимических и ферментных реакций фотосинтеза, особенности взаимодействия хлоропластов с живой протоплазмой клеток, а листьев, как органов фотосинтеза, — с растением, как единым, целым организмом, Мы получим в руки сильнейшие рычаги овладения силами природы. Применяя их для невиданного еще повышения урожайности растений, для воспроизведения фотосинтеза в искусственных условиях, для организации новых отраслей химической технологии, мы будем получать разнообразные и ценнейшие продукты и материалы из повсеместно распространенного сырья — углекислого газа, карбонатов, воды, азота воздуха и на неограниченной энергетической базе, то есть используя неиссякаемые потоки энергии солнечной радиации.

Заканчивая нашу беседу, — сказал профессор А. А. Ничипорович, — я напомню вам слова академика Сергея Ивановича Вавилова.

«Весьма возможно, — говорил он, — что сложность фотосинтеза зависит не только от запутанного переплетения физико-химических областей, уже известных. Возможно, что они заключают в себе также и новые стороны, до сих пор даже с принципиальной стороны оставшиеся скрытыми от общих наук».

Значит, молодым биологам, — сказал профессор А. А. Ничипорович, — надо смелее вторгаться в тайны зеленого листа, в секреты фотосинтеза. Их ждут, я убежден, большие романтические открытия.

Проблема фотосинтеза — это одно из «белых пятен» науки. Решив ее, мы сможем регулировать урожайность растений, навсегда уничтожим угрозу голода на земле. Конечно, мы должны прежде всего использовать и совершенствовать высокопродуктивные сельскохозяйственные растения. Но не ограничивать свое зрение только ими. Загадка эта требует более широкого научного подхода, и решение может прийти с совершенно неожиданной стороны. Еще раз советую обратить внимание на водоросли.

Да, мы пока совершенно их не используем в пищу. Но разве имеет право биолог забывать, что водоросли — одна из первых ступенек, пройденных живыми существами в ходе всей эволюции? У водорослей многие процессы идут проще, чем у высших растений. Тем лучше для исследователя! Тем ближе мы к разгадке самой поэтичной тайны природы.

И кто знает: не используют ли астронавты XXI века растения для регенерации воздуха в межпланетных ракетах? Не возьмут ли они в свои космические «ковчеги», подобно Ною из библейской легенды, примитивные, но живучие растения, которые на других планетах станут для них и пищей, и разведчиками, и напоминанием о родной Земле?

За одним столом с Посейдоном

Биологический факультет Московского университета на Ленинских горах. Не так-то просто среди множества лабораторий и комнат для занятий найти кабинет заведующего кафедрой зоологии беспозвоночных, члена-корреспондента Академии наук СССР Льва Александровича Зенкевича. Пробегая взглядом надписи на дверях лабораторий и кафедр, даже неискушенный в биологии человек почувствует, насколько всеобъемлющей и разветвленной стала в наши дни биологическая наука. Ничто в живом мире, кажется, не ускользнуло от биологов. В отделанных светлым деревом стенах коридоров архитекторы искусно скрыли множество шкафчиков.

Здесь, как в гигантском музее, хранятся тысячи разнообразнейших коллекций, гербариев. И глядя на них, поневоле думаешь: настанет ли день, когда биологи завершат всемирную «перепись» живых организмов? А может быть, она уже закончена и молодежи остается только завидовать первооткрывателям животных и растений, жившим в XIX веке и первой половине XX?

Лев Александрович улыбается. Наверно, даже студенты на лекции не задают ему подобных вопросов.

— Что бы вы сказали, — говорит он, — если бы географы вдруг объявили сейчас, что открыт новый, никому не известный континент? Не верится? Так вот нечто подобное

произошло недавно в зоологии, когда советские ученые, плавающие на экспедиционном судне «Витязь», подняли со дна Тихого океана много видов нового типа животных — погонофор. Оказалось, что погонофоры, живущие в тонких трубочках до полуметра длиной, — наши родственники. Это представители нового, доселе неизвестного типа животных, очень близкого к типу хордовых, куда относятся и все позвоночные. Эта древняя группа высокого уровня развития сохранилась в океане (преимущественно на глубинах 3–4 и более километров, вплоть до наибольших глубин океана!). К восьми известным нам типам живых организмов прибавился девятый.

Открытие «рангом поменьше» сделали недавно датчане. На четырехкилометровой глубине в Тихом океане они обнаружили животных нового класса, относящегося к типу моллюсков. Внешне эти существа немногим отличаются от обычных моллюсков, только строение у них более примитивное, дающее биологам основание считать, что моллюски произошли от кольчатых червей.

Что же тут интересного, спросите вы?

Видимо, эти животные, как и многие другие представители глубоководной фауны, сохраняют примитивные черты древних обитателей океана, уже вымерших в поверхностных водах морей. Однообразие и постоянство условий существования на глубинах океана как бы тормозят, замедляют ход эволюционного процесса. Открытие этих животных — находка еще одного звена той цепи эволюции, которую биологи стараются связать в единое целое, чтобы представить, как развивались разные группы животных. К XXI веку, пожалуй, не останется на биологической карте мира «белых пятен». Тогда и весь процесс эволюции станет более зримым, более ясным.

В последнее десятилетие произошло очень крупное событие в изучении морей и океанов. Как ни странно это звучит, но только сейчас мы «открыли» глубины океанов для всестороннего изучения.

Совсем недавно океан «прощупывали» на глубину не более четырех-пяти километров. А сейчас исследователи изучают дно тихоокеанских впадин, достигая предельных, открытых «Витязем» глубин — до 11 035 метров.

В 1948 году известный шведский океанолог Ганс Петтерссон, начальник экспедиции на судне «Альбатрос», выпустил книгу «Тайны морских глубин», где высказал предположение, что на глубинах больше 6,5 тысячи метров нет никакой жизни. Он ссылался на французского физиолога Фонтена, который, помещая организм в барокамеру, установил, что даже бактерии под давлением 650 атмосфер, то есть, соответственно, на глубине шести с половиной километров, существовать не могут.

Десять лет назад думали, что все морское дно, лежащее глубже 6,5 километра (а это целых 7 миллионов квадратных километров), — «мертво». Но в 1949–1952 годах исследования нашего «Витязя», а в 1951–1952 годах — датской экспедиции на «Галатее» показали, что разнообразная жизнь достигает предельных глубин океана и «мертвых» глубинных зон в океане нет…

Но вас, я вижу, интересует будущее, а не прошлое.

И ученый, с таким увлечением рассказывавший и споривший, вдруг превращается в простого, задумчивого человека.

— Океан… — говорит он так, словно видит его перед собой. — Три пятых поверхности земного шара все еще недостаточно изучены. Изучение океанов приведет науку к выводам, важным для всего человечества. Геологическое прошлое Земли, даже возраст планеты станут яснее, когда мы изучим глубины океанов и прежде всего его дно и накопившиеся на нем за миллиарды лет осадки. На дне океанов в будущем мы найдем ответ на многие вопросы, стоявшие перед наукой в прошлом.

Сколько лет Земле? Как менялся климат на ее поверхности? Как менялся, наконец, уровень самого океана и очертания его берегов и материков? Геологи считают и пересчитывают слои на земной суше, чтобы ответить на эти вопросы. Однако в результате нарушения напластований, процесса выветривания и многого другого все осадочные породы на поверхности Земли сильно смещены, перепутаны. Здесь многое препятствует составлению точной картины прошлого Земли. Атомные «часы» (определение возраста Земли по количеству распавшихся на ней радиоактивных веществ) не удовлетворяют биологов. Есть «часы», может быть, еще более точные — биологические.