imhotype (imhotype) wrote,
imhotype
imhotype

Categories:

Э.А. Поздняков О НАУЧНОЙ И ПРАКТИЧЕСКОЙ НЕСОСТОЯТЕЛЬНОСТИ ТЕОРИИ ФОТОСИНТЕЗА



Первым ученым, количественно показавшим значение воды для жизнедеятельности растений был
голландский естествоиспытатель Ван-Гельмонт (1577—1644). Прошу читателя внимательно отнестись к его опытам, поскольку они очень важны для рассматриваемой проблемы. Желая установить, за счет чего создается вещество растения, Ван-Гельмонт посадил в глиняный сосуд с почвой, ивовую ветвь и регулярно в течение пяти лет поливал ее дождевой и дистиллированной водой. Через пять лет растение и почва были взвешены им отдельно. Оказалось, что ива за это время прибавила в весе около 75 кг (без учета веса листьев, потерянных ивой за четыре осени), в то же время почва потеряла всего 57 грамм. Вывод напрашивался сам собой: растительная масса ивы была создана исключительно за счет воды, регулярно вносившейся в сосуд при поливке. К такому естественному выводу и пришел Ван-Гельмонт
Этот взгляд держался более ста лет, пока в 1784 г. известный французский химик Лавуазье не обнаружил в результате своих опытов, что вода состоит всего из двух простых элементов: водорода и кислорода.
Открытие это сыграло поистине колоссальную, и, как мы увидим дальше, драматическую, если не сказать роковую роль не только для химии, но и всех смежных и родственных наук, включая физиологию растений. Можно считать, что именно с этого момента были заложены реальные предпосылки для последующего развития теории фотосинтеза. Обычно в литературе по истории фотосинтеза этот момент не упоминается вовсе. Пишут о разных ученых, сыгравших непосредственную роль в развитии этой теории, опирается именно в его злополучное открытие. Оно настолько ошеломило ученый мир, что он без каких-либо возражений и критики принял его, и оно стало не только общепризнанным, но и отправной точкой для всех последующих исследований. Именно этот факт и сыграл решающее значение в создание теории фотосинтеза.
В самом деле, если бы не формула воды Лавуазье Н2О, то какой, собственно, был бы резон отказываться от выводов Ван-Гельмонта? Чтобы убедиться в этом окончательно, достаточно посмотреть, из чего состоит растительное вещество растения. По данным К.А. Тимирязева, в ста весовых частях сухого растительного вещества содержится:

углерода - 45%
водорода - 6,5%
азота - 1,5%
кислорода - 42%
золы - 5%*.

Из таблицы видно, что почти половина всего состава растительного вещества приходится на углерод. Возникает вопрос: откуда растение берет такое количество углерода? Исходя из результатов опытов Ван-Гельмонта, углерод следовало бы искать в воде. Но формула воды, открытая Лавуазье, раз и навсегда отрезала путь поиска источника углерода в воде: она, увы, его не содержала. Это прекрасный и полный драматизма пример того, как одно ошибочное открытие (да, да ошибочное, и задача данного исследования не только показать, но и доказать это) заблокировало единственно правильный путь для ряда наук, и повело их кривыми дорогами, ведущими неведомо куда.
Но оставалась, правда, почва, как еще один возможный источник поступления углерода. Но опыты Ван-Гельмонта, как и аналогичные опыты других ученых отвергли этот источник. Тимирязев пишет в этой связи: "В самом деле, если бы растение извлекало свой углерод исключительно или главным образом из органического вещества почвы, то почва, покрытая растительностью, продукты которой так или иначе удаляются, должна бы со временем становиться беднее перегноем, но ежедневный опыт учит, что наоборот, почва под полем, лугом или лесом становится богаче перегноем. Очевидно, что растение в итоге не только не извлекает из почвы, но даже вносит в нее органическое вещество, во всяком случае, главный источник углерода растения находится не в почве".
Что это именно так, было доказано многими опытами ученых: растения для наглядности выращивались в прокаленном кварцевом песке, лишенном даже малейшего содержания органических веществ, которое могло бы быть использовано растением для питания. Растения при этом поливались исключительно дистиллированной водой и слабым раствором минеральных солей. И несмотря на подвергнутую "пытку", растения прибавляли в весе, развивались, цвели, давали плоды и семена. Из этого делался вывод, что растения способны синтезировать органические вещества из неорганических.
Однако эти опыты не снимали главного вопроса: откуда растения берут углерод, если в воде, как показал Лавуазье, его нет, в почве его содержание ничтожно, и притом, что самое главное, растения способны развиваться в почве, вовсе лишенной углеродных соединений? Силою роковых обстоятельств ученые вынуждены были обратить свои взоры на единственно оставшуюся среду, откуда растение могло бы еще черпать углерод для своего питания. В самом деле: если не в почве, если не в воде, то остается один только воздух. Но если из воздуха, то значит, только посредством листьев. Так замкнулась цепь. Всей логикой развития науки, логикой научных открытий, в истинность которых все свято верили, исследования ученых-физиологов объективно и жестко детерминированно были направлены только в одном единственном направлении - в направлении развития противоестественной теории воздушного питания растений путем ассимиляции листьями углекислоты воздуха и синтезирования ее в сложные органические соединения.
В развитии этих взглядов серьезным побудительным мотивом послужили опыты и наблюдения, проведенные рядом ученых. В 1771 г. английский химик Дж. Пристли обнаружил, что зеленые растения способны якобы «исправлять» испорченный животными воздух и делать его вновь пригодным для дыхания. Примечательным здесь было то обстоятельство, что многократные попытки ученого получить аналогичные результаты в опытах на крупных, активно растущих растениях окончились неудачей: во всех таких опытах растения, подобно животным «портили» воздух.
Причины неудовлетворительных результатов опытов Пристли и недостаточной убедительности его выводов были выявлены голландским естествоиспытателем Ингенгаузом. Тот обнаружил (1779), что способность растений ≪исправлять≫ воздух непосредственно связана с воздействием солнечного света. Этой способностью обладают зеленые растения, которые реализуют ее лишь на солнечном свету; Из практики хорошо известно, что при соблюдении агрохимических правил повышение продуктивности возделываемых культур имеет самые широкие пределы, хотя при этом содержание углекислоты в воздухе не увеличивается совершенно. Если критерием справедливости всякой теории является в конечном счете практика, то у теории фотосинтеза за все время ее существования отношения с этим критерием оставляли желать много лучшего. Если строго следовать теории, нужно были бы ставить урожайность всех культур в прямую зависимость от содержания углекислоты в атмосфере согласно правилу:
чем ее больше, тем, стало быть, урожайность должна быть выше. И наоборот, чтобы повысить урожайность, нужна большая насыщенность атмосферы углекислотой. Но, увы, нигде, никогда и никем эта зависимость не была подтверждена. Наоборот, всегда и везде подтверждался факт вредного влияния повышенного содержания углекислоты в атмосфере на все живые существа, не исключая и растения.
Из многих опытных данных, которые я не привожу ради экономии места, можно сделать выводы о крайней противоречивости и неубедительности большинства положений теории фотосинтеза, сами которые выводились из сомнительных по своей достоверности опытов. Действительно, если растение и в самом деле создавало бы всю свою растительную массу и питательные вещества исключительно за счет ассимилируемой им углекислоты воздуха, то совершенно непонятно, почему оно плохо переносит даже небольшое повышение ее концентрации, почему оно может расти в атмосфере, вообще лишенной углекислоты и почему, наконец, растения бурно увеличивают свою растительную массу от внесения в почву даже небольшого количества азотных удобрений при сохраняющемся неизменным содержании углекислоты в атмосфере? Теория фотосинтеза, таким образом, за все свое более чем стопятидесятилетнее существование не продвинула агрохимию ни на один шаг вперед, и все успехи сельского хозяйства в выращивании богатых урожаев были достигнуты помимо нее.
Другим серьезным аргументом против теории служил и такой факт, как весьма низкое содержание
углекислоты в воздухе. По крайней мере, по мнению многих ученых, оно совершенно неспособно было бы обеспечить жизнедеятельность растений, если исходить из теории фотосинтеза. Другим доводом против служил факт постоянства содержания кислорода в атмосфере и несоответствие объемного содержания последнего содержанию углекислоты, хотя, как утверждает теория, при фотосинтезе образуется количество кислорода, равное в объемном отношении количеству поглощенного растениями из воздуха углекислого газа. Иными словами, сколько растениями поглощается углекислоты, ровно столько же выделяется кислорода. Поскольку в воздухе содержится примерно 0,03% углекислого газа, то при газообмене в процессе фотосинтеза должно высвободиться такое же количество кислорода, да и то лишь в том случае, если растения поглотят весь атмосферный углекислый газ. Но воздух ведь содержит 21% кислорода, т.е. его объем в 700 раз превышает объем содержащейся в нем углекислоты. Откуда же берется такой избыток кислорода? Ведь кислород расходуется постоянно и в больших количествах. Он - главный агент бесчисленного числа окислительных процессов, происходящих на земле. Известны тысячи реакций, протекающих при его участии в живой и неживой природе. Процессы дыхания животных и растений, процессы горения и разложения, которые происходят на земле непрерывно в течение многих миллионов лет, - все это требует огромного количества кислорода.
Без кислорода нет жизни. Однако, несмотря на большое число процессов, при которых происходит связывание кислорода, его количество в атмосфере остается поразительно постоянным. Более того, если процентное содержание углекислоты еще как-то варьируется в зависимости от различных обстоятельств (больше ее в промышленных районах, городах, меньше в сельских районах, вдали от заводов и фабрик, совсем мало ее в горных районах), то содержание кислорода практически постоянно и не зависит ни от каких условий, будь это в районах с богатой растительностью, в пустынях, над просторами океанов. Даже на высотах до 70-80 км не обнаружено нарушения процентного содержания кислорода и соотношения между содержанием последнего и азота - 21% и 79% соответственно.
Такое постоянство состава воздух и содержащихся в нем азота и кислорода не может не вести к вполне естественному предположению о существования на земле столь же постоянного источника их пополнения, притом в неизменном соотношении. Но можно ли рассматривать в качестве такого постоянного и неизменного источника процесс фотосинтеза?
Здравый смысл, как бы скептически к нему ни относиться, просто вопиет против этого. Ведь установлено, что интенсивность процесса фотосинтеза значительно колеблется в зависимости от очень многих случайных и закономерных процессов: от содержания в воздухе углекислоты, от освещенности и его интенсивности, от смены дня и ночи, от сезонности и т.д. Но значит, от тех же причин должно зависеть и меняться в равной мере и содержание кислорода в воздухе.[…]

[…] С_наступлением осени и зимы и вплоть до мая месяца исчезает зеленый покров земли, деревья сбрасывают листья - этот орган фотосинтеза, и природа замирает. Данное обстоятельство, если следовать теории фотосинтеза, должно было бы значительно повысить в этих районах содержание в воздухе углекислоты и в то же время сильно сократить содержание кислорода. Если суммировать сказанное, то мы вправе были бы ожидать значительных скачков и перепадов в объемном содержании как кислорода, так и углекислоты в атмосфере, что, в свою очередь, не могло бы не отразиться на жизнедеятельности животного и растительного миров. Но ничего подобного не происходит, и состав атмосферы всегда и в любое время остается сравнительно постоянным.
Давайте, однако, предположим, что процесс фотосинтеза и деятельность различных микроорганизмов, которая, согласно существующим понятиям, есть источник свободного азота воздуха, и в самом деле давали бы нам постоянно и с математической точностью содержащиеся в атмосфере 79% азота и 21% кислорода (хотя такое предположение само фантастично). Поскольку в настоящее время атмосферный воздух рассматривается как механическая смесь газов, то из этого следует, что в атмосфере постоянно должен происходить процесс смешения этих газов. Принимая во внимание постоянство состава воздуха в любой точке земного шара, этот процесс должен быть близким к идеальному. Известно, однако, что силы, вызывающие перемещение воздушных масс по земному шару, столь же непостоянны и капризны, сколь и погода; они подвержены многочисленным сезонным и годовым колебаниям, влиянию различных внешних причин, которые сами непостоянны и изменчивы (например, колебания в солнечной активности, изменения в земной коре и проч.).
К этому нельзя не прибавить и те причины, которые упоминались в связи с процессом фотосинтеза - неравномерное распределение растительности по земному шару, сезонные перерывы в ее жизнедеятельности, колебания в содержании углекислоты в атмосфере и т.д. Но все перечисленные факторы как раз говорят об отсутствии на земле такого идеального механизма смешения газов атмосферы. Если бы атмосфера действительно состояла из смеси газов, то их распределение по земному шару носило бы совершенно случайный, переменчивый характер, и это
непременно было бы зарегистрировано различными приборами, да и самими животными, для которых не могли бы пройти незамеченными серьезные перепады в содержании кислорода и углекислоты.
Круг сомнений, однако, далеко не ограничивается вышеизложенным: в него включается, помимо кислорода, и другой главный составной элемент атмосферы - азот. В отношении него мы вправе задать тот же вопрос: каков источник его постоянного содержания в атмосфере (79%) и его пополнения? Может быть, в данном случае, в отличие от кислорода, нам удастся найти большее соответствие? Увы, его, к сожалению, нет применительно и к азоту. Трудно, если вообще возможно, оставаясь на почве разума и действительности, согласиться с существующим представлением, что 4\5 объема атмосферы обязано своим существованием деятельности некоторых видов микроорганизмов типа гнилостных бактерий. А ведь именно так объясняет наука источник пополнения атмосферы азотом. Во-первых, сам этот источник крайне непостоянен в своем функционировании, и он не в состоянии обеспечить такую точность в обеспечении атмосферы одной из ее составных частей, как бы нас ни уверяли в обратном. Во-вторых, нелепость этого утверждения видна из того, что в то время как вся мощная растительность земного шара, как наземная, так и подводная, дает, согласно теории фотосинтеза, 21% кислорода, тогда как некоторые виды микроорганизмов обеспечивают ее 79% азота. Далее, если взять те же процессы гниения и разложения, то их основными продуктами являются опятьтаки углекислота и аммиак, а не азот. Но если углекислого газа содержится в атмосфере всего лишь 0,03%, то содержание в ней аммиака настолько ничтожно, что нет даже смысла приводить эти данные.
Количественные сопоставления не дают, таким образом, никаких оснований считать обоснованным существующий взгляд на источник основных частей атмосферы, а именно: кислорода и азота. Все эти сомнения вовсе не новы: они тянутся с XIX века.
[…]
Примеров, иллюстрирующих роль корневой системы в синтезе сложных органических соединений, можно привести массу, и все они доказывают ее 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 остается 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 все 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.

Поздняков Э.А. Извечные загадки науки глазами дилетанта. - М., 2005, с. 208.

Давление в стволе:
Tags: Наука и ЖестЪ
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Comments allowed for friends only

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 0 comments