Шли годы… Ученые все глубже проникали в тайны природы. Вооружившись микроскопом, они изучили строение растений, поняли значение скрытых процессов, происходящих в листьях, стеблях и корнях.
Мы знаем теперь, как разгадать загадку, которую задала ученым триста лет назад ива, посаженная в горшок с землей: большую часть питательных веществ ива брала не корнями из почвы, а листьями из воздуха.
В окружающем нас воздухе всегда есть примесь углекислого газа — соединения углерода с кислородом. И вот листья растений улавливают из воздуха углекислый газ. В небольшом количестве он доставляется в листья и корнями вместе с водой и минеральными солями. Из углекислого газа, а также из воды и минеральных солей, поступающих из почвы, в листьях образуются органические вещества: углеводы, белок, жиры. Из этих веществ строятся клетки стебля, листьев, корней, цветков и плодов.
Ученые установили, что органические вещества образуются в зеленых растениях только тогда, когда на них падает солнечный свет.
Оказалось, что между зелеными растениями и солнечными лучами есть невидимая, но тесная связь. Изучению этой связи посвятил 50 лет своей жизни знаменитый русский ученый Климент Аркадьевич Тимирязев.
Пытливо изучал Тимирязев мир растений. Столетний дуб, колосок ржи, кудрявая березка и яркий цветок в поле одинаково привлекали его внимание.
Сколько тайн скрыто в каждой зеленой былинке! Кажется, чтó может быть проще, обычнее листа. Маленькая, зеленая пластинка, сверху гладкая и глянцевитая, снизу матовая, покрытая нежным пушком.
Но вот тот же лист под объективом микроскопа. В плотной кожице листа сотни крошечных отверстий — устьиц. Через них растение дышит, через них же испаряется излишек влаги. А когда влаги мало, устьица закрываются.
Так выглядит зеленая мякоть листа под микроскопом.
Через крошечные отверстия — устьицы — углекислый газ проникает вглубь листа.
Внутри листа тысячи мельчайших, невидимых простым глазом прожилок — сосудов, по которым движутся плодоносные соки земли; тысячи клеток, слагающих живую мякоть листа. И в каждой клетке зеленые зерна замечательного вещества — хлорофилла. Зерен так много, что благодаря им растение приобретает зеленую окраску.
Именно здесь, в зеленых хлорофилловых зернах, и происходит образование органических веществ под воздействием солнечных лучей. Этот скрытый процесс Тимирязев исследовал и проверил на сотнях опытов.
Каждая клетка зеленого листа наполнена хлорофилловыми зернами. Каждая клетка — крошечная «фабрика жизни».
В темную лабораторию ученый пропускал тонкий пучок солнечных лучей. Здесь с помощью стеклянной призмы солнечный луч разлагался на составные части, на цветные лучи: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.
В различные цветные лучи Тимирязев помещал запаянные стеклянные трубочки с кусочками зеленых листьев. Кусочки листьев были одинаковой величины, а в каждой трубочке содержалось одинаковое количество углекислого газа.
Через определенное время состав газа в трубочках тщательно исследовался.
Оказалось, что наибольшее количество углекислого газа усваивали кусочки зеленых листьев, которые находились в красных лучах. Следовательно, не все лучи действуют на зеленые листья одинаково. Хлорофилловые зерна производят свою работу главным образом при помощи красных лучей, обладающих наибольшей энергией.
Растения улавливают энергию солнечных лучей и с ее помощью совершают свою удивительную работу — создают органические вещества из неорганических тел природы.
Тимирязев назвал этот процесс фотосинтезом, то-есть созиданием при помощи света. Энергия солнечных лучей как бы накапливается в организме растений в виде построенных при ее помощи органических веществ. Эта энергия используется потом животными, поедающими растения. Та же солнечная энергия, захваченная растениями и затем с пищей попавшая в тело человека, поддерживает его существование, позволяет жить, двигаться, работать.
Каждый зеленый листочек предстал перед человечеством как необыкновенная «фабрика жизни», которая создает из неорганических веществ органические.
А ведь Зеленая страна огромна. И всюду хлорофилловые зерна, словно миллиарды чудесных машин, улавливают энергию солнца.
При помощи энергии солнечного света растения образуют из углекислого газа, воды и минеральных солей органические вещества и выделяют свободный кислород.
Мы купаемся в море. Вокруг нас в каждой капельке воды работают сотни таких машин — микроскопически малых водорослей.
Мы легли отдохнуть на зеленом лугу. И здесь, в каждой травинке, в каждом листике, повсюду вокруг нас, работают солнечные машины. А сколько таких машин в листве необъятных наших лесов!
Вот чуть приметная тропинка. Никто не знает, кто протоптал ее — человек или зверь.
Быть может, такой же глухой тропинкой проходил когда-то Тимирязев, пытливо изучавший окружающую природу. Пойдем и мы по ней. Она поведет нас все дальше и дальше в чащу леса.
А вот и поляна в лесу…
Над цветками шумит пестрая толпа насекомых.
Мы идем по заповедному уголку Зеленой страны. Весенние цветущие травы мягким ковром устилают наш путь. Какие это травы, какова их роль в природе, как и зачем появились на них эти нежные цветки? Для равнодушного путника все это неинтересно. А между тем каждая зеленая былинка — удивительная лаборатория, где ежечасно, ежеминутно, пока падает на нее солнечный луч, совершается великое таинство природы — образование органических веществ. Нет, не проходите мимо простенького полевого цветка. Присмотритесь к нему, не жалейте времени для того, чтобы узнать, что связывает его с окружающей природой, какое место он занимает в ней.
Из седой глубины веков дошла до нас такая легенда.
Богиня Венера окропила кусты и травы чудесным напитком богов — нектаром, который давал богам вечную жизнь и юность. И тогда на растениях появились прекрасные цветки.
Капельки нектара остались в глубине цветков. Своенравная богиня скрыла нектар от взоров людей, и только трудолюбивым пчелам было позволено находить путь к золотистой капельке божественного напитка.
Так представляли себе историю происхождения цветков древние греки.
Поэт древности Овидий записал и другие легенды, рассказывающие о происхождении различных цветков.
Одна из богинь гор и лесов — прекрасная нимфа Клития влюбилась в бога Аполлона. Долго и напрасно ожидала нимфа взаимного чувства. В отчаянии она опустилась на землю и превратилась в растение. Губы нимфы при этом сомкнулись и образовали красноватый цветок фиалки.
Другая легенда рассказывает о происхождении прекрасного цветка нарцисса.
Жил в древности, повествует легенда, самовлюбленный красавец-юноша, по имени Нарцисс. Он так долго любовался своим отражением в воде, что тело его зачахло и обратилось в былинку растения. И только красивый желто-белый венчик цветка напоминает нам о былой красоте лица злополучного Нарцисса.