Животное и растение

Свет и жизнь

Но нам далеко еще не все ясно в этом последнем способе питания растений. Какова роль света в питании растений и почему питание их невозможно при отсутствии света?

Все живые существа для своей жизни нуждаются в достаточном количестве пищи. Эта пища необходима им для того, чтобы они могли жить, расти, согревать свое тело, двигаться и работать. Но ведь мы знаем из повседневного опыта и наблюдений над неживыми машинами, что всякое движение есть работа, а всякая работа требует известного источника силы. Ни одна паровая машина не придет в движение, если ее не отапливать, ни один двигатель внутреннего сгорания не будет двигаться, если в нем нечему будет сгорать, машины приводятся в движение ветром (ветряная мельница), водой (водяные мельницы, гидротурбины), электрическим током или рукой человека. Всегда и везде работа не берется из ничего, а требует какого-то источника энергии^[3].

Уголь и другие виды топлива, такие, как нефть, горючие газы, служат тем источником силы, которая приводит в движение и паровую машину и многие другие. Эта сила освобождается из топлива при его сжигании в основном в виде тепловой энергии.

Наше тело должно обладать также каким-то источником энергии, иначе оно не могло бы двигаться, производить работу, то есть перестало бы жить. Вот таким нашим топливом и является пища. Она также состоит из углистых, то есть содержащих углерод веществ, и способна гореть. Дрова, уголь и нефть, сгорая в топке, потребляют кислород (без которого невозможно горение) и дают при этом углекислый газ и пары воды. При этом вырабатывается тепловая энергия, то есть та самая сила, которая и приводит в движение машины.

Точно так же и наша пища сгорает в нашем теле (переваривается), при дыхании, превращаясь в углекислый газ и пары воды, причем вырабатывается тепло, согревающее наше тело и дающее источник энергии, необходимый для работы и всей жизни нашего организма. И чем больше мы работаем, тем больше необходимо нам доставлять в наш организм энергии, тем больше мы должны съесть пищи. В обоих случаях источником тепла и энергии являются материалы, которые мы получаем в конечном счете из растений в виде ли дров или в виде общей для всех животных организмов пищи.

Но откуда же взялось это огромное количество запасов энергии в растениях?

Наукой доказано, что растения обладают удивительной способностью накапливать энергию во время процесса питания углекислым газом. В углекислом газе уносится в воздух в результате процесса горения и дыхания весь тот углерод, который содержался в топливе или пище. Растения вновь ловят его из воздуха своими зелеными листьями, чтобы построить те углистые вещества, без которых невозможны никакая жизнь и движение. На эту постройку, на это созидание теплотворных веществ должна быть опять-таки затрачена какая-то сила; и вот эту-то силу растения находят в солнечных лучах.

Все мы очень хорошо знаем, как много тепла и, следовательно, энергии содержится в солнечных лучах. Она способна поднимать на высоту нескольких километров те огромные количества паров воды, которые образуют облака и, охладившись, падают обратно на землю дождями летом или снегом зимой. Эта энергия нагревает землю до такой степени, что в жарких странах в горячем песке можно сварить яйца; она же создает ту разницу температур на земной поверхности, которая вызывает непрерывные движения воздуха, называемые ветрами или ураганами, смотря по их силе. А сила урагана такова, что он способен сносить иной раз целые дома.

В чудесной фабрике, которую представляет собой зеленый лист, солнечная энергия играет главную роль. Силой его лучей растения оказываются способными питаться углекислым газом и образовать сложные химические (органические) вещества, в которых эта солнечная энергия, закрепленная при углероде, накапливается в теле растения. При этом выделяется свободный кислород.

Здесь именно проявляется до конца разница между процессом дыхания или горения (что почти, но только «почти», одно и то же) и обсуждаемыми сейчас процессами усвоения углекислого газа. При дыхании (горении) получается углекислый газ и выделяется большое количество тепла, а кислород затрачивается. Здесь же мы видим иную картину: кислород выделяется, а затрачивается углекислый газ, но вместе с тем тепло и энергия не освобождаются, а наоборот, должны быть израсходованы извне (в данном случае из солнечных лучей).

Таким образом, зеленая окраска растений служит специально для того, чтобы улавливать солнечные лучи и складывать про запас их энергию в тех продуктах, которые растения образуют из углекислого газа в своем теле. Так растения создают то, что разрушают в течение всей своей жизни человек и животные, и это созидание осуществляют из только что разрушенного. Животные разрушают съеденные ими вещества и выделяют при этом углекислый газ, а растения подхватывают его и строят из него новые запасы пищи и топлива.

Так получается тот беспрерывный круговорот жизни, который существует в живой природе.

Совсем не случайно мы сделали такое странное, на первый взгляд, сравнение, сравнив простой обыкновенный зеленый лист с чудесной фабрикой. Зеленое вещество, окрашивающее листья и некоторые другие части растений, — это мельчайшие зеленые зернышки хлорофилла, которые можно увидеть только под микроскопом. Значение хлорофилла для всей жизнедеятельности растений чрезвычайно велико, потому что именно в этих маленьких, невидимых простым невооруженным глазом зернышках под действием солнечных лучей и осуществляется таинственный процесс усвоения углекислого газа и освобождения кислорода растениями.

Наш великий ученый-естествоиспытатель Климент Аркадьевич Тимирязев, имя которого носит одно из старейших и крупнейших высших учебных заведений нашей страны, ученый, глубоко и всесторонне изучивший жизнь растений, крупнейший авторитет в этом деле, научные труды которого получили широкую известность и признаны во всем мире классическими, говорил:

«…мы не должны забывать, что присутствуем при одном из важнейших явлений в жизни не только листа, не только растения, но всего органического мира. Это превращение простых, неорганических веществ, углекислоты и воды в органические, в крахмал, есть единственный, существующий на нашей планете, естественный процесс образования органического вещества. Все органические вещества, как бы они ни были разнообразны, где бы они ни встречались, в растении ли, в животном или человеке, прошли через лист, произошли из веществ, выработанных листом. Вне листа или, вернее, вне хлорофиллового зерна, в природе не существует лаборатории, где бы выделывалось органическое вещество. Во всех других органах и организмах оно превращается, преобразуется, только здесь оно образуется вновь из вещества неорганического»^[4].

Это замечательный закон жизни, и над ним стоит задуматься. Животное и растительное царства здесь впервые для нас приобретают ясный раздельный смысл и свое взаимосвязанное и взаимозависимое единство. Здесь уже различие сводится не к простому отличию в способах питания, а дело в противоположном значении тех и других в общей жизни природы. Животные являются как бы разрушителями и расточителями жизненной энергии и живого вещества, они собственно сжигают то, что было создано растениями. Не нужно, конечно, думать, что растения ничего не разрушают. Они ведь тоже дышат, а раз дышат, то значит и сжигают и, следовательно, разрушают известную долю горючих питательных веществ. Но эти разрушения в организме растений значительно меньше той созидательной работы, которая совершается в зеленых листьях растений силою солнечных лучей.

Поэтому мы можем изображать зеленый лист, как накопителя и созидателя питательного вещества, а вместе с тем и энергии, а кошку, собаку и любое другое животное, как расточителя, ибо и животные и человек живут только за счет запасов, накопленных растениями. Таким образом, в известном смысле животные являются как бы «нахлебниками» в царстве растений. Они пользуются и живут добром, приготовленным не их силами и стараниями. Они были бы осуждены на скорое вымирание, если бы по какой-либо причине наша земля потеряла свой растительный покров.

Но не нужно, конечно, и чрезмерно умалять роль животных в природе. Растения также пользуются добром, которое поставляют им животные. В самом деле, если бы не стало на земле животных, растения рано или поздно, пожалуй, исчерпали бы из воздуха все запасы углекислого газа и тогда их собственное развитие также остановилось бы. Животные, перерабатывая растительные организмы и остатки их в углекислый газ, обеспечивают этим беспрерывный приток все нового и нового строительного материала, осуществляя тем самым возможность существования новым поколениям растений. Поэтому животные являются не менее важным и необходимым звеном в общем ходе жизни.

Животный и растительный миры глубоко взаимосвязаны и находятся в постоянной взаимозависимости, соединенные общей жизнью на земле.

Растительные и животные организмы построены из клеточек. И у тех и у других эти клеточки состоят из протоплазмы, ядра и отдельных включений. Целый ряд ответственных жизненных функций, процессов и отправлений протекает и у тех и у других весьма сходно. Конечно, все это не случайно, ибо и растения и животные имеют общее происхождение. Если высшие представители того и другого царства сильно разнятся, то простейшие организмы часто настолько сходны и близки между собою, что не всегда удается их разграничить.

Глубокое и всестороннее изучение неопровержимо показывает, что и животные и растительные организмы образуют собою единый, поражающий своими богатствами и разнообразием форм мир живых существ, в котором все и вся объединены тесным союзом и неразрывной связью всех живущих в этом жизненном круге, в котором каждое звено необходимо для жизни другого.

Надо уметь за грубыми видимостями и первыми впечатлениями в наблюдениях над живой природой и ее жизнью усмотреть те общие мировые законы, которым подчинена вся жизнь природы в ее целом, равно как и сам человек. Тогда мы не станем удивляться и тому, что такой маленький и, на первый взгляд, совсем пустяковый вопрос, с которого мы начали нашу книжечку, — чем отличается животное от растения, — может привести к поразительным открытиям, к познанию многих неизвестных нам до тех пор чудесных явлений живой природы, к открытию и пониманию общих законов жизни.