ЭНЦИКЛОПЕДИЯ

Климент Аркадьевич Тимирязев

В одной из своих статей Климент Аркадьевич Тимирязев (1843—1920) писал, что в начале своей деятельности он поставил перед собой две задачи: работать для науки и писать для народа. В юности он испытал на себе огромное влияние революционных и демократических идей Герцена и Чернышевского, Добролюбова и Писарева. Эпоха 60-х годов сделала Тимирязева на всю жизнь истинным демократом. Климент Аркадьевич всегда боролся с уродливыми сторонами русской действительности и был совестью русской науки. Не случайно, что в конце своего жизненного пути он горячо приветствовал Октябрьскую социалистическую революцию.

Первое серьезное жизненное испытание Тимирязев встретил еще будучи студентом. В 1861 г. он отказался подписать заявление о том, что не будет заниматься антиправительственной деятельностью. За это его исключили из университета. Горячо любящий науку юноша рисковал навсегда распроститься с ней, но не отступил от своих убеждений. К счастью, Тимирязеву удалось закончить университет вольнослушателем.

Сразу после окончания университета Тимирязев выехал за границу, в Германию и Францию, где работал в лабораториях выдающихся ученых. Позднее Климент Аркадьевич совершил поездку в Англию, где посетил Чарлза Дарвина в его имении Даун. По возвращении из-за границы он начал преподавать в Москве, в Петровской сельскохозяйственной академии (ныне Сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева). Позднее ученый стал профессором Московского университета.

Еще будучи студентом, Тимирязев напечатал в журнале «Отечественные записки» статьи о теории Чарлза Дарвина, а на последнем курсе университета издал их в виде отдельной книги «Краткий очерк теории Дарвина». Из этих статей впоследствии вырос замечательный труд Тимирязева — книга «Чарлз Дарвин и его учение», по которой, по словам академика В. Л. Комарова, учились дарвинизму многие поколения русских биологов. Замечателен и труд Тимирязева «Исторический метод в биологии», в котором получили дальнейшее развитие некоторые положения Дарвина. В своих работах Тимирязев подчеркивал значение эволюционной теории для выяснения природы наследственности и образования форм у растений, чем, по его мнению, и должна заняться особая наука о жизни растений (физиология растений).

Тимирязев боролся за это материалистическое учение против русских и зарубежных антидарвинистов. Не менее ценна борьба К. А. Тимирязева против русских виталистов. Виталисты утверждают, что организмы управляются особым нематериальным началом — «жизненной силой», свойственной лишь живому, и что потому наука не в состоянии разрешить ряд важнейших вопросов. Тимирязев в своей статье «Витализм и наука» ответил виталистам: «Если наука и не знает в настоящее время чего-нибудь, то она будет знать это в будущем».

Много времени и труда отдал Тимирязев разработке важнейшего вопроса биологии: какова роль солнечного луча в создании зеленым растением органического вещества? В результате длительного изучения спектра поглощения зеленого пигмента — хлорофилла ученый установил, что наиболее интенсивно поглощаются им красные и несколько слабее сине-фиолетовые лучи. Кроме того, он выяснил, что хлорофилл не только поглощает свет, но и химически участвует в самом процессе фотосинтеза. Современная наука подтвердила эти выводы ученого.

Однако главная научная заслуга Тимирязева заключается в доказательстве того, что величайший закон природы — закон сохранения энергии — распространяется и на процесс фотосинтеза, а следовательно, и на живую природу. Большинство исследователей тех лет отрицали эту связь. Разработав методику необычайно точного исследования, Тимирязев установил, что только поглощаемые растением лучи производят работу, т. е. осуществляют фотосинтез (см. ст. «Как устроено и питается зеленое растение»). Зеленые лучи, например, не поглощаются хлорофиллом, и в этой части спектра фотосинтез не происходит. Кроме того, он отметил, что существует прямая пропорциональность между количеством поглощенных световых лучей и произведенной работой. Иными словами, чем больше световой энергии поглощено хлорофиллом, тем интенсивнее идет фотосинтез. Хлорофилл больше всего поглощает красные лучи, поэтому в красных лучах фотосинтез идет интенсивнее, чем в синих и фиолетовых, которые поглощаются слабее. Наконец, Тимирязев доказал, что на фотосинтез затрачивается не вся поглощенная энергия, а лишь некоторый ее процент (1-3%).

Много лет прошло после появления работ Тимирязева о фотосинтезе. Знания о химической природе хлорофилла, о самом процессе фотосинтеза ушли далеко вперед. Теперь точно известен химический состав хлорофилла и даже расположение всех атомов в его сложной молекуле. В наше время химикам удалось синтезировать хлорофилл. Установлено также, что энергия светового луча разлагает воду, а не углекислый газ. Тем не менее результаты работ К. А. Тимирязева остаются прочным основанием, на котором покоится современное учение об изумительном процессе создания органического вещества из углекислого газа и воды под действием солнечного луча. Лист зеленого растения — чудесная «кладовая», куда оно складывает поглощенные солнечные лучи в виде ряда химических соединений, обладающих запасом потенциальной энергии (крахмал, сахар). В этом и заключается, по словам Тимирязева, космическая роль зеленого растения.

Чисто теоретический, на первый взгляд отвлеченный, вопрос, поставленный Тимирязевым, имеет огромное практическое значение. Основная задача агрономии — возможно более полно использовать солнечный луч. Каждый луч, упавший на растение, но не усвоенный им, пропадает не только для растения, но и для человечества. Лучшее использование солнечных лучей достигается более ранними сроками сева, правильным распределением растений в поле, применением удобрений, созданием наиболее урожайных сортов и т. д. Поэтому-то теоретическая работа Тимирязева стала одной из научных основ сельского хозяйства и тем самым оказалась тесно связанной с практикой. К. А. Тимирязев — автор замечательной книги «Жизнь растения». В ней он с большим мастерством рассказал, как питается, растет, развивается и размножается зеленое растение.

В 1896 г. на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде (ныне г. Горький) Тимирязев организовал демонстрацию опытов, показывающих, как питаются растения. Он демонстрировал водные культуры растений, т. е. растения, выращенные в банках с водным раствором необходимых питательных веществ (солей). Чтобы наглядно показать посетителям выставки, что же именно необходимо растению для нормального питания, Тимирязев впервые в России построил вегетационный домик. Вегетационный домик представляет собой неотапливаемую теплицу. Внутри нее проложены рельсы, на которых стоят вагонетки с растениями в сосудах. Днем вагонетки выкатываются наружу, в ненастную погоду и вечером вкатываются в домик. Водные культуры растений, а также культуры растений в. сосудах с почвой и песком хорошо удаются в вегетационном домике.

Огромное влияние на развитие русской агрономической науки оказала доступно и интересно написанная Тимирязевым книга «Земледелие и физиология растений». Этот его труд не утерял значения и в наше время. Посвятил его Тимирязев памяти одного из своих учителей — Жана Батиста Буссенго, лекции которого он слушал в Париже в молодости. Буссенго был выдающимся физиологом растений и агрохимиком. (Агрохимия — это наука о химии почв, растений и удобрений и о применении химии для увеличения урожая.)

Особенно примечательна в книге глава «Борьба растений с засухой». Она написана под свежим впечатлением ужасной засухи и голода в России в 1891 г. В этой главе Тимирязев пишет: «В настоядую минуту, когда всеобщее внимание сосредоточено на изыскании мер борьбы с засухой, я полагаю, нe бесполезно ознакомиться с теми мерами, которые применяет само растение в борьбе с этим злом, постоянно грозящим его существованию».

Прежде всего Тимирязев отвечает на вопрос: для чего нужна растению вода? Ученый утверждает, что вода входит в состав тела растения, поскольку все химические процессы в нем могут совершаться только в жидкой среде. Кроме того, без воды невозможны ни рост, ни развитие растения. Эту воду, тесно связанную с жизнедеятельностью растения, Тимирязев называет водой «организационной» и отмечает, что, если бы растение нуждалось только в ней, оно вряд ли страдало бы от засухи.

Помимо «организационной» воды растение нуждается в гораздо большем количестве воды «расхожей», т. е. воды, которая поглощается корнями, а затем быстро испаряется поверхностью листьев. На каждые 16 кг зерна злаковые растения испаряют около 1000 кг воды. Из этого легко вычислить, сколько воды испаряют растения с единицы площади. По расчетам Тимирязева, поле ячменя или пшеницы получает в засушливом Заволжье в обычный год 138 мм осадков, а испаряет из них 102 мм за лето. В 1891 г. на таком поле выпало всего 69 мм осадков. Растениям не хватало воды, и они сильно страдали от засухи.

К. А. Тимирязев отмечает, что хотя растение и повреждается при очень сильном испарении воды, но само испарение, снижающее температуру тела растения, для него необходимо. В то же время у растений есть приспособления, которые уменьшают испарение: кутикула (восковой налет) и покров из мертвых волосков, наполненных воздухом. Воздух — плохой проводник тепла, он предохраняет растение от излишнего перегрева и этим уменьшает испарение воды.

Кроме того, некоторые растения засушливых мест (кактусы) имеют сокращенную листовую поверхность, а другие во время засухи совсем сбрасывают листья. Наконец, к таким приспособлениям относится и сокращение испарения путем замыкания устьиц (см. ст. «Как растения борются с засухой и засолением почвы»).

В своей книге Тимирязев пишет также и о практических мерах борьбы с засухой. Многие из них (лесные полезащитные полосы, глубокая пахота, борьба с сорняками, засухоустойчивые сорта) получили широкое распространение лишь в социалистическом сельском хозяйстве. Основной мерой борьбы с засухой ученый считал применение орошения.

В последние годы жизни Тимирязев был тяжело болен и почти не работал. Но Великая Октябрьская революция всколыхнула его творческие силы. В первые годы Советской власти он написал несколько статей, в которых приветствовал пролетарскую революцию. Свою книгу «Наука и демократия» Тимирязев послал В. И. Ленину. В ответ на это Тимирязев получил 27 апреля 1920 г. письмо:

«Дорогой Климентий Аркадьевич! Большое спасибо Вам за Вашу книгу и добрые слова. Я был прямо в восторге, читая Ваши замечания против буржуазии и за Советскую власть. Крепко, крепко жму Вашу руку и от всей души желаю Вам здоровья, здоровья и здоровья! Ваш В. Ульянов (Ленин)».

Тимирязев — ученый, мыслитель, популяризатор науки и гражданин — служит примером для нашей молодежи. Книги Тимирязева помогают даже сложившимся ученым находить правильное решение трудных научных вопросов.