Это было замечательное открытие. Оно показало, какую огромную роль играют в нашей жизни зелёные растения. Оно показало, что зелёный лист вовсе не бесполезный наряд, как думали раньше.
Учёные тщательно исследовали зелёный лист.
Зачем растению нужен углекислый газ, было известно давно. Углекислота содержит углерод, а углерод – важнейшая часть растения, его основа. Из углекислого газа в соединении с водой получаются углеводы: сахар, крахмал, клетчатка.
Предполагали, что углекислый газ впитывают из почвы корни.
Но это предположение оказалось неверным. Опыты показали, что этот газ добывают листья из воздуха. Он проходит через устьица, и через них же лист выделяет в воздух кислород.
Замечено было, что работает зелёный лист только на свету. Если света недостаточно или нет совсем, то растение не выделяет кислорода.
Но что при этом происходит в самом листе?
Учёные брали зелёный лист, накрывали его чёрной плотной бумагой. Чёрный цвет, как известно, поглощает все лучи солнечного спектра. А в одном или в нескольких местах бумаги делали отверстия, чтобы там солнечные лучи падали прямо на лист.
Через некоторое время учёные снимали чёрную бумагу и рассматривали лист под микроскопом. В тех местах, где его закрывала бумага, в хлорофилле не было никаких изменений. Но там, где через отверстия на лист падал луч солнца, появились бесцветные палочки и крупинки.
Тогда лист клали в спирт. Спирт становился ярко-изумрудным, а лист бесцветным. Его поливали раствором йода, и в тех местах, где были замечены крупинки, он становился тёмно-фиолетовым. Значит, крупинки эти не что иное, как крахмал. Только крахмал под воздействием раствора йода окрашивается в фиолетовый цвет.
Вспомните: крахмал появлялся лишь в местах, открытых для солнечных лучей. Там же, где чёрная бумага закрывала лист, крупинок крахмала не было. Значит, опыт доказывал, что крахмал в зелёном листе образуется только на свету.
Каким образом это происходит? Какие процессы совершаются в зелёном листе?
Раньше учёные предполагали, что в зелёном листе углекислый газ разлагается на кислород и углерод. Кислород уходит через устьица, а углерод, соединяясь с водой, которая всегда есть в клетках, образует нерастворимый крахмал, который затем легко превращается в растворимый сахар.
Однако новейшие исследования показали, что этот процесс происходит иначе. Хлорофилл направляет энергию солнечного луча не на углекислый газ, а на воду, находящуюся в клетках растения. Водород входит в соединение с углекислым газом, образуя углеводы. А кислород воды выделяется в воздух.
В первую очередь в листе образуется сахар. Он превращается в нерастворимый в воде крахмал, который и накапливается в хлоропластах. А затем уже крахмал превращается в растворимый сахар.
Как видите, результаты процесса те же, но протекает он иначе.
Сахар, «странствуя» из клетки в клетку, попадает в корень, стебель, цветки. Из него образуется клетчатка, остов растения, из него же создаются и более сложные вещества – белки и другие.
Зелёный лист – словно чудесная фабрика природы, единственная, где впервые из мёртвых, неорганических веществ вырабатываются органические, из которых и состоят все организмы.
Но почему эта фабрика зелёного листа работает только на свету? Потому что ей нужен двигатель – сила, которая приводила бы её в движение.
Двигатель – это свет. Источник силы – солнечный луч.
Чем больше света, тем энергичнее работа. Лист потому и построен широким, плоским, чтобы поверхностью своей улавливать как можно больше света.
Эту способность зелёного листа использовать лучи солнца Тимирязев назвал фотосинтезом, то есть созиданием при помощи света.
Вот теперь пришла очередь рассказать о том, какую важную тайну работы зелёного листа открыл спектральный анализ хлорофилла.
Зелёный лист поглощает солнечный свет, а луч солнца – это поток «сгустков» энергии.
Не все лучи лист поглощает одинаково.
Известно было, что он задерживает часть красных, больше всего – синих и фиолетовых. Но учёные считали, что главную работу производят не эти сильно поглощаемые листом лучи, а оранжевые.
Дело в том, что жёлтые и оранжевые лучи самые яркие в спектре: они больше других раздражают наш глаз, они ослепляют нас в ясный солнечный день.
И вот по аналогии с действием света на наш глаз учёные решили, что именно жёлтые и оранжевые лучи производят главную работу в зелёном листе, именно они осуществляют фотосинтез.
Но как же так – оранжевые лучи поглощаются зелёным листом меньше, а производят главную работу? Здесь была явная «неувязка». Поглощаются одни лучи, а действуют другие.
И вот Климент Аркадьевич Тимирязев своей блестящей работой доказал, что фотосинтез осуществляется именно в тех лучах, которые сильнее всего поглощает зелёный лист: красных и фиолетовых.
Ничто на свете не исчезает и не появляется вновь – так говорит закон сохранения энергии в природе. Луч света, пойманный зелёным листом, затратился на работу, он перестал быть светом, но энергия его не исчезла – она только видоизменилась. Поток сгустков энергии превратился в органическое вещество, в потенциальную энергию. Сила солнечного луча, видоизменившись, превратилась в запас, который потом будет использован.
В своей замечательной книге «Жизнь растений» Тимирязев приводит наглядный пример того, что такое потенциальная энергия.
«Подобный запас энергии, – пишет он, – мы делаем каждый день, заводя свои часы; явная энергия заводящей руки превращается в потенциальную энергию часовой пружины, которая затем исподволь в течение суток принимает форму явной, в движении стрелки».
Запасом солнечной силы, которая отложилась в зелёном листе, пользуется не только растение, но и человек и животное. Органическое вещество, создающееся впервые в зелёном листе – и только в нём, – попадает так или иначе в нашу пищу: с хлебом, молоком, мясом, с овощами и фруктами.
Пища подкрепляет, придает нам силы. Почему? Потому что вместе с органическим веществом, которое находится в пище, мы поглощаем и сохранённый в нём солнечный луч. Источник этой силы – в потенциальной энергии луча солнца, отложенной про запас в зелёном листе.
Зелёный лист…
Не было бы в мире зелёного листа, и вся наша планета превратилась бы в мрачную, бесплодную пустыню, окружённую отравленной атмосферой.
Растения создали кислород воздуха; он появился на Земле вместе с первым зелёным ростком.
Без зелёных растений не было бы и тех органических веществ, из которых построено наше тело, мускулы, нервы.
Не стало бы и той пищи, где таится луч солнца, запасённый зелёным листом.
«Этот луч солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу».
Так говорил Тимирязев.
– Катя, а ты знаешь, почему лист зелёный? – лениво спросил Тима.
Он лежал в своей любимой позе, растянувшись на спине и подложив руки под голову, созерцая через прозрачные стенки клетки движение протоплазмы и зелёных хлоропластов в других клетках, наверху, в «частоколе».
– Знаю, конечно, – улыбнулась девочка. – Ты думаешь, я уж вовсе ничего не знаю!
– Да, у Тимы есть такая черта: он воображает, что очень учёный, – медленно сказал Виктор.
– Ничего-то я не воображаю, – спокойно отозвался Тима. – Просто есть вещи, мне более знакомые, близкие, чем, скажем, тебе. А ты силён в других областях, например в киносъёмке. Вот и всё!
– Спасибо и на этом.
– Ты, кажется, опять взялся за старое?
Назревала ссора. Но Катя поспешила вмешаться.
– Слушай, Ван, – спросила она с крайне важным видом, – а есть такие растения, у которых отсутствует хлорофилл?
– Есть, Это растения чужеядные – паразиты. Они живут на чужой счёт. Вот заразиха, повилика… Заразиха пристраивается к корням, а повилика обвивается вокруг стеблей каких-либо растений и высасывает из них соки. У неё вместо листьев какие-то чешуйки.
Ван что-то долго ещё объяснял, но Катя его не слушала. Она была довольна, что предотвратила ссору, а сейчас думала о чём-то другом. Она вынула из кармана цветастой юбки гребешок и стала расчёсывать свои длинные светлые волосы.
– Ты сейчас похожа на русалку, Катя, – сказал Тима. – Как в сказке Андерсена, помнишь? От зелёного света ты сама стала какая-то бледная, а волосы – зеленоватыми.
Катя разделила волосы на две пряди и начала заплетать косы.
– Куда девалась моя лента? Тима, ты не лежишь на ней?
Тима приподнялся, посмотрел:
– Какая она?
– Зелёная.
– Нету. Поищи где-нибудь возле себя. Куда ей деваться! – Тима снова улёгся.
Но лента словно в воду канула. Катя искала её, искала, наконец махнула рукой.
– Ну её, обойдусь и так. – Она соединила концы двух кос, вплела в них оставшуюся ленту, заложила косы вокруг головы и надела сетку.
Товарищи торопили её. Решено было пойти дальше, осмотреть лист.
– Ван, тащи запасный маяк, – сказал Тима. – Он мне все плечи оттянул.
Смеясь и толкаясь, путешественники покинули гостеприимную зелёную «комнату».
Сначала всем захотелось спуститься в самый низ. Путь лежал через удивительные пещеры. Своды и колонны их были наполнены хлоропластами, и они светились ярким изумрудом.
Внизу, в клетках нижней кожицы листа, хлоропластов почти не было. Они виднелись лишь в тех, что, изогнувшись дугой, оставляли между собой щели устьиц. Катя подошла близко к одной из них.
– Осторожнее! – закричал Тима. – Там пропасть!
Катя заглянула вниз и отшатнулась. Подскочивший к ней Тима схватил её за руку.
– Я же говорил! Не хватало ещё, чтобы ты свалилась!
– А что, разобьюсь?
– Нет, для этого ты слишком лёгкая. Просто улетишь! Ищи тогда ветра в поле! Так и будешь летать пылинкой по белу свету.
Девочка содрогнулась.
– Пойдём отсюда! – попросила она.
С самого низа путешественники должны были пройти сквозь толщу листа, чтобы выбраться на его поверхность.
Представьте себе, что вы попали в странный дом, где нет ни дверей, ни окон, ни лестниц. Для того чтобы из подвала пробраться на крышу, нужно карабкаться по стенам к потолку, прорезать там люки, чтобы перейти в следующий этаж, и так далее.
Примерно таким образом путешественники поднимались в листе. Прорезать отверстия в стенках и в «потолке», передвигаться в протоплазме стало для них делом привычным, и они ловкое ним справлялись.
Попав в клетки «частокола», они поднялись к «потолку», пробираясь между зелёными комками. Комки эти ползли вдоль стенок клетки, увлекаемые током протоплазмы, и нужно было смотреть во все глаза, чтобы не получить хорошего толчка.
Миновав «частокол», путники оказались в одном из небольших воздушных промежутков, которые кое-где встречались здесь между клетками «частокола». Над ними был ещё тонкий и плотный слой – полупрозрачная кутикула.
– Потом вернёмся в одну из воздушных комнат, – решил Тима.
Поверхность листа была бугристая, неровная, но кое-где виднелись гладкие, блестящие «полянки», словно свежий лёд катка с зеленью в глубине.
– Солнце! – вскричала Катя. – Настоящее солнце!
Сбросив шлемы и костюмы, путешественники разбрелись в разные стороны.
Погода стояла тихая, тёплая – можно было гулять без опасений, что снесёт ветром.
– О, чуть было не забыл! – спохватился Тима и стал искать что-то в своём поясе. – Ребята, идите сюда, что я вам покажу!
Все тотчас прибежали. Тима велел им достать из пояса такую же трубку, какая была у него в руках. Оказалось, что это подзорная труба, только линзы были подобраны так, что уменьшали все окружающие предметы до таких размеров, какие они имеют в глазах обычного человека.
Путешественники прильнули к уменьшителю.
– Если плохо видно, подкрутите ободок, как в бинокле… – посоветовал Тима. – Ну, кто что видит?
– Я вижу канал, – сказал Виктор.
– А я – телевизионную башню, – сказал Ван.
– А я – поле с цветами, – сказала Катя. – Наверное, то самое, которое отделяет «домик» от парка.
Среди пышно разросшейся травы мелькали две детские фигурки в ярких платьицах. Это были девочки лет пяти. Одна – белобрысая, с короткими, туго заплетёнными косичками, смешно торчащими в разные стороны. Другая – тёмненькая, с гладкими, коротко остриженными в кружок волосами, с чёлкой.
Девочки то бежали вприпрыжку, то останавливались, чтобы сорвать цветок. В кулачке у каждой был зажат букетик.
Вот они одновременно схватились за один и тот же цветок. Он им, видно, так понравился, что каждая хотела украсить им свой букет. В Катином окуляре мелькали их сердитые личики, они что-то кричали друг другу. «Совсем как Тима и Виктор», – подумала Катя. Но вот белобрысые косички пересилили, отняли цветок.
Катя опустила уменьшитель. Её внезапно охватило острое желание оказаться там, с девочками; на неё напал страх, как тогда, в лаборатории перед чёрной блестящей плитой…
– А-а, Машенька и Дашенька… – услышала она голос Тимы. – Ты их помнишь, Ван?
– Ещё бы! Можно подумать, что мы год, как ушли из Джохора.
– Тима, я хочу домой! – вдруг тихо сказала Катя. В её голосе слышались слёзы.
Все опустили уменьшители и повернулись к Кате.
– Что ты, Катя? – спросил Тима.
– Не знаю. Мне стало страшно. Я подумала, что мы на всю жизнь останемся такими…
– Перестань, что за ерунда! – сердито сказал Тима. – Можно подумать, что ты какая-нибудь доисторическая слабонервная барышня!
Виктор поднял брови.
– Доисторические «барышни» не были слабонервны, – заметил он небрежно.
– Ну, дореволюционная, подумаешь! Какая разница!
– Значительная.
– Обрадовался! Зацепил!
Слушая эти пререкания между Тимой и Виктором, такие знакомые, привычные, Катя успокаивалась. Готовые было брызнуть из глаз слёзы высохли.
Катя засмеялась:
– Эх вы, драчуны неисправимые!
– Ну, вот и отлично! – обрадовался Тима. Он терпеть не мог слёз. – Прошло?
– Прошло! Давайте в догонялки играть.
Она коснулась рукава Виктора и побежала. Виктор за ней. Тима и Ван тоже пытались её поймать, но она ловко изворачивалась.
– Витя, сними нас! – крикнула она на бегу. Два раза просить об этом не пришлось.
– Об одном жалею, – говорил Виктор: – нет у нас цветной плёнки. Какие бы получились кадры!
– Чудо! Прелесть! – щебетала Катя. Она совсем позабыла о своих недавних страхах.
Уже стемнело, когда ребята, вдоволь надышавшись свежим воздухом, опустились внутрь листа.
Там путешественники устроились в одной из воздушных «комнат» и начали готовить ужин.
Ужин ничем не отличался от обеда, но, в общем, не походил ни на то, ни на другое.
– Просто чай с булочками! – решила Катя.
Но сок всё же мало напоминал чай, а крахмал ещё меньше походил на булочки. Да разве важно это? Еда необыкновенная, а это уже само по себе чего-то стоит! Так дружно решили все четверо.
– Тима, завтра мы не пройдём к коре ветки? – спросил Виктор.
– Нет, куда там! Надо торопиться. Чем меньше мы здесь пробудем, тем лучше. Я побаиваюсь, как бы Анатолий Степанович не нагрянул в лабораторию.
Эта мысль упорно преследовала Тиму.
– Спать, спать! – торопил он. – Завтра подниму вас чуть свет.
Дежурных решили не назначать. Тима умел просыпаться в точно назначенный для себя час и обещал всех разбудить.
Подостлав костюмы, ребята улеглись на них, радуясь, что можно спать без шлемов – в них так неудобно!
– Хорошо бы костёр развести, – мечтательно сказала Катя. – С костром уютно. Помню, мы ходили с ребятами в лес – хорошо было. Кругом деревья, птицы поют, костёр горит…
– Я тоже люблю жечь костёр, – присоединился к ней Виктор.
– И мне нравится на огонь смотреть, – сказал Ван.
– Ничего, ребята, потерпите до завтра. Разведём дома костёр, прямо у нас в саду! – пообещал Тима.
– Так тебе и позволили!
– Ну, не позволят в саду, уйдём в горы. На этот раз по-настоящему.