Консерв солнечных лучей
И не только кормит. Ещё одну большую службу выполняют наши зелёные друзья: они передают нам силу солнца.
Как же это происходит?
Вы уже знаете, что в зелёных хлоропластах листьев вода разделяется на составные части - водород и кислород. А ведь частицы водорода и кислорода в воде очень крепко связаны между собой, их почти невозможно разъединить. Большая сила нужна для этого.
Крохотные изумрудные зёрнышки хлоропластов, оказывается, обладают такой силой.
Эту силу даёт им солнце, солнечный свет. Его используют хлоропласты для своей работы.
В этом мы можем и сами убедиться.
Подержим какое-нибудь комнатное растение, например кустик герани, некоторое время в темноте. Потом рассмотрим в микроскоп клеточки его листа.
Ничего особенного в хлоропластах мы не увидим - просто зелёные крупинки. Но стоит солнечному лучу коснуться листа, и чудесная лаборатория заработает.
Уже через несколько минут в хлоропластах покажутся мелкие белые крупинки. Они начнут увеличиваться, а в некоторых хлоропластах - выставляться наружу, нарастая слоями, как грибы трутовики.
Если капнуть немного иоду на клетки листа, наросты окрасятся в синий цвет. Это верный признак крахмала.
Сила солнечных лучей, пойманная миллиардами зелёных лабораторий, после проделанной работы не исчезает бесследно - она остаётся в растении, в тех сложных веществах, которые получились с её помощью и из которых растение строит своё тело.
Чем дольше живёт растение, тем больше оно накапливает в себе силы солнечных лучей. Эту силу мы используем для себя. Мы можем пользоваться теплом солнечного луча и тогда, когда солнце не светит.
К. А. Тимирязев в своей замечательной книге "Жизнь растения" говорит об этом так:
"Одним семенем берёзы, сжигая его, мы не согрели бы даже на минуту озябших рук; столетней берёзой мы протопили бы несколько дней нашу печь. Следовательно, в берёзе, в течение её жизни, накопился запас тепла…" "…В дровах нас греет луч летнего солнца; он же в длинный зимний вечер светит в лучине нашего крестьянина и в нашей свече".
Вам, наверное, странно слышать о лучине и свече. Но К. А. Тимирязев писал эту книгу давно, в те далёкие времена, когда крестьяне сидели вечерами с зажжённой лучиной, а в городах для освещения употреблялись свечи.
Теперь электрическая лампочка - лампочка Ильича - освещает наши дома и в городах и в сёлах. Но и в электрической лампочке нам часто светит солнечный луч, пойманный растением.
На некоторых электростанциях турбины, вырабатывающие электрический ток, приводятся в движение водой, на других они работают при сжигании в топках каменного угля, торфа или нефти.
А что такое каменный уголь, нефть или торф? Это остатки растений, которые жили много тысяч лет назад.
Сжигая охапку дров в печке, мы пользуемся теплом и светом солнечного луча, спрятанного в дереве, которое жило совсем недавно. А каменный уголь, сгорая, освобождает силу солнечных лучей, которые пойманы деревьями, жившими в те века, когда ещё не было на Земле человека.
Эта сила двигает паровозы и пароходы, в топках которых сжигается каменный уголь, самолёты и автомобили, тракторы и комбайны, топливом для которых служат бензин и керосин, полученные из нефти.
Солнечные лучи, собранные растениями, дают силу и нам.
После еды мы чувствуем, что согрелись, стали сильнее. С пищей в наше тело вошёл и запас солнечной энергии, накопленной растениями в зёрнах, корнях, клубнях, листьях.
К. А. Тимирязев говорил:
"Пища служит источником силы в нашем организме потому только, что она - не что иное, как консерв солнечных лучей".
О столе, пришедшем из леса, и калошах, выросших в поле
Мы живём в домах, которые целиком или частично построены из дерева.
Мебель в домах: столы, шкафы, стулья - тоже делается из дерева, из древесины.
А что такое древесина? Это миллионы связанных между собой клеточек, из которых состоят стволы деревьев. Только стенки этих клеточек, в отличие от тех, которые мы видели в листе, стали толстыми и крепкими. Они пропитаны особым веществом, которое выделяют растения.
Такие клеточки трудно разорвать. Это очень важно для дерева: ведь ствол должен выдерживать тяжесть всех сучьев с листьями, должен сопротивляться ветрам и бурям.
Итак, всё, чем мы обставляем наши комнаты, приходит к нам из леса, только предварительно ловкие человеческие руки превращают могучие стволы в лёгкие и красивые вещи.
Мы одеваемся в ситцевые, шерстяные или шёлковые платья, спим под ватным одеялом, на мягком матраце и пуховой подушке. Мы носим кожаные ботинки и резиновые калоши.
Всё это также дают нам растения или животные, которые питаются растениями.
Вата - это хлопок, тончайшие нити, в которые закутываются семена южного растения - хлопчатника. Ради этих нитей наши колхозники выращивают тысячи гектаров хлопчатника.
А на фабриках рабочие с помощью сложных машин вырабатывают из хлопка нитки разной толщины, а из них - всевозможные ткани.
Шёлковые нити дают шелковичные черви, которые питаются листьями тутового дерева, шерсть, кожу и пух - домашние животные и птицы; пищей для них тоже служат растения.
Даже резина, из которой делаются калоши, мячи, автомобильные шины и многое другое, и та растёт в поле: это застывший и обработанный сок каучуконосных растений.
На наших колхозных и совхозных полях выращивается одно из лучших каучуконосных растений - кок-сагыз. Это ценное растение, похожее на одуванчик, дикарём росло в Средней Азии, в горах Тянь-Шаня. Его разыскали, приручили, и теперь кок-сагыз даёт нашей стране многие сотни тонн каучука.
Кок-сагыз.
На наших заводах получают резину и искусственно - из спирта, который вырабатывают из картофеля. А он ведь тоже растёт в поле.
Вы собираетесь в школу. И здесь не обойтись без зелёных друзей.
Вам нужны книги, тетради. Бумага для них вырабатывается из растений, из древесины. Из неё же делаются карандаши, ручки. Большинство красок, которыми вы рисуете, тоже получено из растений.
Итак, растения дают человеку почти всё, нужное для жизни и труда. Но природа не даёт всё это готовым. Человек заставляет природу, растения служить себе. Он научился мастерски использовать природу, превращать то, что она даёт и может дать, в тысячи вещей, необходимых для жизни.
Уловители солнца
Теперь вы знаете, почему листья зелёные: изумрудные зёрнышки - хлоропласты придают им эту окраску.
Нетрудно догадаться, почему они плоские и тонкие. Их поверхность должна быть как можно больше, чтобы уловить побольше солнечных лучей и углекислого газа, - тогда зелёные лаборатории смогут работать полным ходом.
И в то же время листья должны быть очень лёгкими - иначе растение не выдержит их тяжести, не сможет поднимать их к солнцу.
Почти у всех листьев есть черешок. У одних, например у липы, берёзы, настурций, он длинный, у других - у дуба, ивы - короткий.
Для чего же листьям черешок?
На своих черешках листья поворачиваются к солнцу плоской стороной, чтобы можно было уловить побольше солнечных лучей.
А если хлынет ливень, или начнёт барабанить град, или налетит порывистый ветер, - и здесь черешок очень нужен листу. Он, как гибкая, пружинистая рессора, защищает лист от сильных ударов, смягчает их.
Хорошо в лесу в жаркий летний день! Под деревьями тенисто и прохладно. Лишь кое-где на земле мелькают золотые пятна солнечного света. Солнечные лучи с трудом пробиваются сквозь сплошную листву.
Благодаря своим черешкам листья на деревьях разместились так, что солнце полностью освещает их плоскую сторону. Между ними почти не остаётся свободных промежутков, в которые могли бы без пользы проскользнуть драгоценные солнечные лучи. В то же время листья почти не заслоняют друг друга от солнца.
Это можно наблюдать везде. Посмотрите на комнатные растения. Все их листья тянутся в одном направлении - к свету. Но они почти не затеняют друг друга. Даже у маргаритки и одуванчика солнце равномерно освещает все листья, хотя они вырастают почти из одного места.
Когда вы будете выращивать цветочные растения, не забывайте, что это живые уловители солнца. Чем больше они поймают солнечных лучей, тем лучше будут работать их лаборатории. А значит, они будут лучше расти, лучше цвести, дадут больше хороших семян.
Помогайте в этом своим питомцам. Располагайте их и в комнате и на участке на самых светлых, солнечных местах. Не сажайте слишком густо - пусть они не затеняют друг друга.
Только немногие лесные растения, которые больше любят тень, чем солнце, нужно сажать возле деревьев и кустарников.
Невидимые фонтаны
Там, где много зелени, всегда сыро и прохладно.
Как вы думаете, почему?
А потому, что листья растений это, кроме всего прочего, невидимые фонтаны, которые непрерывно насыщают воздух водой, правда не каплями воды, а её невидимыми парами. Поэтому и фонтаны невидимые.
Как же это происходит?
Растению нужно очень много воды. Без неё листья не могут вырабатывать крахмал и сахар, без неё не могут жить и расти клетки.
Корни непрерывно накачивают воду к листьям, а листья днём сильно нагреваются солнцем, их окружает сухой, горячий воздух.
Зелёная лаборатория в это время работает полным ходом: устьица, улавливающие углекислый газ из воздуха, широко открыты.
И вот вода через эти же устьица начинает испаряться в воздух, её никак нельзя удержать в листьях. Для этого пришлось бы закрыть устьица, а они должны быть открыты для углекислого газа, иначе лаборатория перестанет работать и растение будет голодать.
Чем жарче воздух, тем сильнее действуют невидимые фонтаны и тем энергичнее корни должны высасывать воду из земли, доставлять её к листьям.
Если в земле слишком мало воды, листья начинают вянуть. Им уже не хватает воды для жизни. Растение может погибнуть от засухи.
Растение может погибнуть от засухи.
Растения выкачивают из земли очень много воды. Каждый отдельный кустик пшеницы или овса тратит за лето несколько литров воды, а каждый подсолнечник - двадцать-тридцать вёдер. Сколько же нужно воды, чтобы вырастить целое поле пшеницы или подсолнечников?
Когда вы будете выращивать цветы, не забывайте и о невидимых фонтанах.
Если хотите получить крепкие, здоровые растения, красивые цветы, хорошие семена, поите своих питомцев так, чтобы им хватило воды и на испарение и на работу зелёных лабораторий.
Это, конечно, не значит, что цветы нужно заливать водой. Избыток воды вреден почти всем растениям. Только болотные жители любят мокрую землю; они приспособились к этому, живя в сырых местах. А для растений, живущих на сухих местах: в горах, в степях, постоянная сырость - верная гибель.
Мы выращиваем цветы, пришедшие из разных мест. Поэтому и потребность в воде у них разная.
Но есть общее правило: поливать не утром и не днём, когда печёт солнце, а к концу дня; поливать сильно, чтобы земля на грядке или клумбе как можно больше пропиталась водой. А следующую поливку делать лишь тогда, когда земля почти совсем просохнет. Это можно узнать так: взять с грядки горстку земли и сжать в кулаке. Если земля слипается в комок, воды в ней ещё достаточно. Если рассыпается - нужно поливать.
Листья одной липы
Вот гербарий, собранный всего с одного дерева: весенние, летние и осенние листья одной из лип.
Посмотрите на веточку липы, взятую весной, когда листья только-только развернулись. Какие они клейкие, сморщенные! Плотно сидят они на ветке, как будто прижимаются друг к другу.
Листья той же липы, собранные летом, совсем другие: они стали густозелёными, широкими, гладкими. Куда девалась их морщинистость, клейкость, нежнозелёная окраска!
Осенние листья липы - опять другой окраски: они лимонножёлтые и немного вялые. Такие листья даже при слабом дуновении ветра отрываются от дерева и бесшумно падают на похолодевшую землю.
Почему же листья на одном и том же дереве разные весной, летом и осенью?
Теперь, после того как мы познакомились с жизнью листьев, можно ответить и на этот вопрос.
Прежде всего, почему весенние листочки сморщенные и клейкие?
Липа цветёт.
Кожица у молодых листочков только образуется, она ещё очень тонкая и легко пропускает пары воды.
Стоит пригреть солнцу или подуть ветру - невидимые фонтаны начнут так усиленно работать, что в листе почти не останется воды и он засохнет. А сморщенные листочки подставляют солнцу и ветру меньшую поверхность, и воды испаряется меньше. Поэтому же молодые листочки клейкие: клейкое вещество, которое они выделяют, защищает их от испарения, словно непромокаемая клеёнка. А светлозелёные они потому, что хлоропласты в них только образуются, их ещё не так много в клетках.
Летом лист приспособлен к тому, чтобы на полный ход работали его чудесные лаборатории. Он густозелёный от множества хлоропластов, заполняющих его клетки; он надёжно защищён плотной кожицей. Невидимые фонтаны могут пробиваться только через устьица. Вольно поднимается он на длинном крепком черешке к солнцу, расправляясь как можно шире, чтобы побольше уловить его живительных лучей.
А осенью липа готовится к зиме.
Всё меньше и меньше корни успевают за день накачать воды листьям. Земля становится холодной. Скоро она совсем замёрзнет и ни одной капли из неё не выжмешь.
Зелёным лабораториям нужно заканчивать работу. Ведь невидимые фонтаны листьев работают непрерывно, а воды земля даёт всё меньше и меньше. Так может испариться и та вода, которая входит в клетки и нужна самому растению для его жизни. Тогда дерево засохнет.
Хлоропласты теперь не нужны листьям. Они постепенно разрушаются. Листья липы желтеют. У некоторых других деревьев они становятся огненно-красными. Это делаются заметными другие цветные вещества листьев, которые летом не были видны из-за хлоропластов.
Все питательные вещества, выработанные листьями, уходят в ветки, ствол и корни. Там они складываются в запас, а листья становятся суховатыми и вялыми.
В том месте, где черешок листа прикрепляется к ветке, образуется слой клеток, похожих на пробку. Они как бы закупоривают отверстия, ведущие от листа к ветке.
Лист отрывается и падает на землю. Он уже не нужен дереву.
Зимой лист был бы большой помехой растению. Всё равно он замёрз бы и не смог работать. А груды снега, навалившись на листья дерева, поломали бы его ветки и сучья.
Так за многие тысячелетия растения тех мест, где лето чередуется с суровой зимой, приспособили работу своих чудесных лабораторий к смене времён года.
Якори и насосы
Шестьсот километров ржаного корешка
Где дерево занимает больше места: над землёй или под землёй? Что у него больше: ствол вместе со всеми сучьями и ветками или корни?
Кажется, что тут спрашивать! Конечно, дерево растёт главным образом над землёй. Ведь на какую большую высоту оно поднимается, как широко раскидывает свои ветви!
А на самом деле, оказывается, не всегда так.
Двухлетний дубок можно и не увидеть среди травы, так он мал, а его корень в это время уже пробрался в глубину почвы на полтора-два метра.
На полях, возле дорог растут кустики горькой полыни. Сам кустик небольшой - пожалуй, будет он нам по колено, а то и ниже. Но корни полыни уходят в землю на пять метров. Это больше, чем расстояние от потолка до пола вашей комнаты.
Особенно глубоко идут в землю корни растений, живущих в сухих, пустынных местах.
В пустыне Кара-Кумы растут небольшие кустики. Называются они верблюжьей колючкой. Только верблюды могут сжевать это колючее сухое растение, поэтому его так и назвали.
У верблюжьей колючки корень пробирается в глубь сухих песков на пятнадцать метров. На такой глубине даже в самое жаркое время прохладно и сыро.
Корень верблюжьей колючки уходит вглубь.
Учёные решили узнать, много ли места в почве занимают корни одного ржаного кустика. Они взяли несколько зёрнышек ржи и в конце лета посеяли их в ящики с землёй.
Ящики поставили сначала на воздухе, возле оранжереи. Здесь появились ржаные всходы. Их оставили зимовать во дворе под снегом.
Весной ящики перенесли в оранжерею, чтобы маленьким кустикам ржи было достаточно света и тепла. В каждом ящике оставили по одному кустику.
Когда растения дали высокие, стройные побеги с колосьями, их вынули из ящиков вместе с почвой и осторожно отмыли корни водой.
Потом начали измерять все корешки одного кустика. Мерили, мерили - и оказалось…
Если положить в ряд все корешки ржаного кустика, выращенного в оранжерее, они протянутся на 623 километра! Иначе говоря, от Москвы до Ленинграда.
Конечно, корни ржаного кустика не тянутся на такую длину в одну сторону. Они густо, словно сеткой, оплетают всю почву вокруг растения, проникая во все промежутки между комками.
Что же говорить о корнях могучих деревьев! Их общая длина, наверное, составляет много тысяч километров.