Новые
МенюЧЕТВЕРТЫЙ ИНГРЕДИЕНТ. СПОРЫ ВЕЛИКИХ, КУРЬЕЗЫ БЫТИЯ. Глава 11.
21 августа 2015 — Михаил Брук
СПОРЫ ВЕЛИКИХ, КУРЬЕЗЫ БЫТИЯ.
«САМОЕ ПРЕКРАСНОЕ И ГЛУБОКОЕ ПЕРЕЖИВАНИЕ,
ВЫПАДАЮЩЕЕ НА ДОЛЮ ЧЕЛОВЕКА,
- ОЩУЩЕНИЕ БЕСКОНЕЧНОСТИ,
ЛЕЖАЩЕЙ В ОСНОВЕ ИСКУССТВА И НАУКИ.
ТОТ, КТО НЕ ИСПЫТАЛ ПОДОБНОГО ЧУВСТВА,
КАЖЕТСЯ МНЕ ЕСЛИ НЕ МЕРТВЕЦОМ,
ТО, ВО ВСЯКОМ СЛУЧАЕ, СЛЕПЫМ»,
- Альберт Эйнштейн.
СПРОСИ РАСТЕНИЕ.
Письмо к Боливару. Эликсир жизни.
Язык растений. Либих возражает.
Меморандум профессора Вилля.
Сторож вместо академика.
Капризы в царстве Флоры.
В НАУКЕ скрыта ТАЙНА. И, кто желает проникнуть в нее, идет на риск, пытаясь истолковать символы, с помощью которых окружающий мир общается с нами. Так продолжалось от века. Но прагматичное девятнадцатое столетие посмеялось над «туманными» теориями и подвергло остракизму все, неподвластное числу и мере. Припоминает заявление Либиха: «Что не покоится на основах химии, должно быть отвергнуто разумом».
Столь же недвусмысленно высказывались физики и математики. Они более не нуждались в «гипотезе Бога», но вместе с ней отказывались признавать явления, выходящие за рамки открытых ими законов. Потому-то долго не находилось человека, осмелившегося взглянуть на природу иначе, чем через стекло колб и пробирок, не старавшегося загнать жизнь в «прокрустово ложе» формул.
Кто бы посмел в тот «век истины и разума» утверждать, будто понимает язык растений и постоянно беседует с ними? Лишь шарлатан или храбрец.
Выбор между подобными эпитетами выпал на долю агрохимика Жана Батиста Буссенго. Правда, в 1822 году, получив диплом Высшей горной школы городка Сент-Этьен, он еще и не подозревал о грозящей ему дилемме. А потому сделал неосмотрительный шаг к будущим неприятностям и… известности. Отправился в Париж за советом к знаменитому географу Александру Гумбольдту, заранее зная, что пошлость чужда великим. И пруссак не разочаровал юношу.
«Поезжайте в Южную Америку,- порекомендовал бывалый путешественник,- я составлю вам протекцию, напишу письмо Боливару».
Наше время предало забвению популярность человека, чье полное имя звучало примерно так Simon Jost Antonio de la Santisima Trinidad Bolivar de la Concepcion y Ponte Palacios y Blanco. Молодые же французы той поры, оскорбленные реставрацией Бурбонов, боготворили его. Как императорский титул носил он звание «El Libertador» - «Освободитель», присвоенное народом, восставшим против испанского владычества.
К нему-то и направился Жан Батист. Их встреча состоялась в палатке главнокомандующего. Кругом грохотали пушки, трещали ружейные выстрелы, а Боливар недоуменно крутил в руках письмо Гумбольдта.
«Ко мне уже присылают горных инженеров! – смеясь, вскликнул он. - Значит, скоро конец войне! – и тут же серьезно добавил. – Месье, мне легче предложить вам, офицерский чин, нежели работу по специальности».
Кто из выпускников французских колледжей мог мечтать о большем?
«Я ваш!» - ответил Буссенго!
Годы бивуачной жизни не прошли зря. Природа незнакомой, совершенно неизученной страны будоражила воображение ученого. Он поднимался в горы на высоту пять тысяч метров, наблюдал изменение температур от их подножий до вершин. Записывал, делал зарисовки, как менялась растительность на склонах. Именно тогда, у него возникла крамольная мысль: травы и деревья очень чувствительные организмы… и с ними не трудно вести «беседы» на самые различные темы. О погоде, климате, почвах…
Но, пожалуй, самое сильное впечатление на Жана Батиста произвели залежи чилийской селитры. (О ней уже шел разговор в главе «Империи крови».) Горный инженер впервые увидел бесценное месторождение, явившееся не из недр земных, а созданное многовековыми напластованиями гуано, птичьего помета.
Этот минерал обладал поразительным свойствам. Даже небольшая его добавка к безжизненным пескам, превращала их в плодородные поля, дарившие людям богатые урожаи кукурузы.
Как Буссенго удалось соорудить у себя в палатке лабораторию, до сих пор остается тайной. Но именно там он определяет: природное удобрение почти целиком состоит из нитратов натрия!? Выходит, азот возрождает плодородие земли!
Много позже, в своем имении Бехельбронн, Жан Батист проведет сотни опытов с зернами, плодами, листьями и корнями. Он не отступит от
общепринятой манеры того времени. Все будет определено и взвешенно с аптекарской точностью. Только растения испепелят не огнем, а кислотами в закрытых сосудах, чтобы не утратить ни минералов, ни паров, ни газов.
«Вы, говорите числом и мерой, господа? – как бы полемизировал он с мизантропами от науки. - Ну, тогда добавьте к сим понятиям еще и аккуратность, иначе, чистоту эксперимента». И, сводя «дебет с кредитом», Буссенго провозгласит: «Наилучшее снадобье для растений то, что содержит больше азота!»
Азот! Многие «светила» того времени с удивлением узнают о пользе этого элемента. Ведь его считали исключительно прерогативой животного организма, а не царства флоры. Оттого-то Либих и придавал ему столь малое значение. Но французский агрохимик, открывший растительные белки считал иначе.
Растения - аппарат, полагал он, где все элементы восстанавливаются. Углекислый газ в углерод, соли аммиака и азотной кислоты в азот. Животные тратят и избавляются от его излишков, а травы и деревья обходятся с ним крайне бережно и не отдают окружающей среде.
«Но откуда это известно? - возражали химики, а в их числе и Либих. – Все анализы доказывают: растениям нужны минеральные вещества. Они есть в золе, азота же там нет».
«А вы спросили растения?» - возражал Буссенго. И получал в ответ лишь снисходительные улыбки. Действительно, кому могло прийти в голову, что глаз агронома более чувствительный прибор, нежели инструменты химика.
Французский ученый действительно выглядел «старомодным». Его лаборатория, уставленная сосудами с горохом, овсом, пшеницей, дикими травами, скорее напоминала кабинет алхимика-колдуна. Здесь он научился понимать язык растений и убедился: знаменитый Юстус Либих далеко не всегда безупречен в своих суждениях.
Первый спор, между ними, разгорелся из-за кремния. Доказательства немецкого химика уже известны: растение нуждается в том, что содержится в их золе. В результате, его чудо-порошок представлял собой невообразимую, с точки зрения современной науки смесь. Нашлось в нем место и для кремниевой кислоты. «Раз этот элемент есть в злаках. Значит, он им необходим»,- полагал упрямый Юстус.
Ответ Буссенго оказался на удивление прост. В два горшочка, заполненные прокаленной садовой землей без крупинки перегноя, посадили семена подсолнуха.
В один горшок добавили золу, в другой золу, смешанную с кремниевой кислотой. Наблюдения велись каждый день. До созревания плодов. Когда же опыт окончился, никакой разницы между взрослыми растениями отметить не удалось. Вывод напрашивался сам собой: кремний никак не влияет на рост трав и деревьев.
Но Либих не унимался. «Быть может кремневая кислота и не обязательна, - нехотя соглашался он, - а так ли нужны добавки азота?».
Пришлось доказывать и это. Все происходило, как и в предыдущем случае. Те же цветочные горшочки, те же прокаленные и отмытые добела земли. Правда, на этот раз в один из них вместе с семечками добавили селитру. И результаты оказались иными.
Через три месяца в сосуде с удобрениями росли два огромных цветка с мясистыми и сочными листьями. А рядом над бесплодной почвой возвышались хилые, тщедушные растеньица. Карлики тоже цвели. Но их цветы напоминали маленькие маргаритки.
Подобная картина развеяла все сомнения. Азот необходим растениям. Они получают его из почвы.
И тут опыты в Бехельбронне неожиданно спутали все карты. «Элемент жизни», содержавшийся в урожае, на много превосходил то, что внесли в землю с удобрениями. Более того, в самом плодородном слое его ничуть не убавилось, а местами даже стало больше! Выходило: избыточный азот пришел из атмосферы. Но как?
Опять в дело пошли цветочные горшки, бесплодная, прокаленная пемза, семена. Один источник азота (почва) устранен полностью. Дело за водой. Ведь даже чистейшая родниковая влага содержит примеси. Поэтому и вода проходит через дистиллятор. Оставался воздух. Главный источник этого элемента. И тогда ученый принимает решение провести опыт в замкнутой атмосфере, поместить растения под стеклянный колпак. А чтобы отсутствие кислорода и углекислоты не погубило их, газы закачивались из баллонов.
За три года удалось провести шестнадцать опытов с фасолью, люпином, кресс-салатом и овсом. Все подопытные экземпляры уродились хилыми. Нигде в них не удалось найти даже микроскопической прибавки азота, зато везде отмечалась его потеря.
Но противники не унимались. «Саженцы не могли нормально развиваться, - возражали они, - вы их загнали под душный колпак. Они росли в слишком спертом воздухе».
Пришлось опровергать и эти нелепые утверждения. Буссенго повторил опыт. Только теперь он примешал к пемзе немного селитры. И через несколько месяцев под «душными колпаками» выросли прекрасные, крепкие растения. Выходило, азот воздуха растениям не нужен, да и попадает он в почву совершенно иными путями.
Тогда-то Жана Батиста и обвинили в фальсификации. «Буссенго смошенничал! – заявил профессор Жорж Вилль. – Растения прекрасно усваивают азот из воздуха!»
Этот ученый, протеже Наполеона Третьего, только что занял кафедру агрономии и химии, оставленную нашим героем. Император французов, как известно слыл полной противоположность своего сомнительного родственника, Наполеона Первого. И, если в чем и превосходил последнего, то лишь мелочностью интриг. На почве коих и сошлись царственная особа и новый заведующий.
«Ваши растения не усваивают азот воздуха, - со злорадством в голосе вещал Вилль, - вследствие ненормальных условий роста. Мои же опыты доказали в постоянно обновляемой атмосфере, при ежедневной поливке и введение углекислоты происходит обратное».
Буссенго проводит опыт за опытом, уже по «методу профессора Вилля». И опять приходит к выводу: азот воздуха не нужен. Но у оппонента своя правда, свои доказательства: горшки с пышно разросшимся кресс-салатом.
Парижская академия во все времена не отличалась поспешностью суждений. А потому создается специальная комиссия. Под ее наблюдением Жорж Вилль взялся повторить опыты. И что же? Результаты опять превосходны.
Вердикт не заставляет себя ждать. «Эксперименты, произведенные поименованным лицом, согласны с выводами, сделанными им из предыдущих работ». Точка!
Так кто же тогда Буссенго? Мошенник, неудачник? Ничуть не бывало. Как выяснилось позже, наблюдатели весьма халатно отнеслись к заданию академии. И всю работу, следить за растениями Вилля, свалили на химика, по имени Клоез. Но и у Клоеза нашлись дела, вынудившие надолго покинуть Париж. Остался его помощник.
В один прекрасный день исчез и этот. Правда, прежде чем оставить лабораторию он проинструктировал … сторожа: «Поливай их во время, делай так-то и так-то, за мной не пропадет».
И… опыт удался. Лишь много лет спустя, болтливый страж Жюно пожаловался Буссенго. Мол, уже никто в академии не просит его приглядеть за работой. «А вот, когда вы, месье, поспорили с Жоржем Виллем, мне перепадало по пять франков в день. А всего-то дел, полить из шланга растения».
Тут опального ученого и осенило. Вряд ли Жюно пользовался дистиллированной водой! Скорее всего, он брал ее из… Ну, конечно же, из водопровода! Грузный, неповоротливый Жан Батист с невероятной для его возраста прытью помчался в лабораторию. В тот день он проверил десятки склянок воды. Прозрачной, приятной на вкус, но… содержавшей столько аммиака, что один полив растений надолго обеспечивал их жизненно важным элементом.
Правда, с некоторым запозданием, восторжествовала. Стало ясно: азот воздуха недоступен растениям, а вода из водопровода - опасна для здоровья. Аммиак, знаете ли, образуется при гниении органических веществ в отсутствии кислорода. И для современных санитарно-эпидемиологических станций даже ничтожные концентрации подобных соединения в ней – повод перекрыть кран.
Ну, а Буссенго продолжал заниматься поисками «мостика», через который азот воздуха попадает в почву. «Быть может, в плодородном слое существует некий механизм, накопитель азота, - размышлял он, - или существуют растения, вопреки всем законам поглощающие сей элемент прямо из атмосферы». Тут-то он вспомнил о клевере. Еще древние индийцы знали о его способности помогать другим растениям (если не успели прочитать об этом, то вернитесь к главе «Тень Шамбалы»).
И французский агрохимик ставит новый опыт. В чистый песок высаживаются четыре растения: клевер, горох, пшеница и овес. Через три месяца под клевером накапливается 42 миллиграмма азота, под горохом 55 миллиграмм. Пшеница же не дала ничего, а овес «умудрился» воспользоваться даже теми крохами, которые не удалось вытравить из «почвы» ни кислотами, ни огнем.
Значит, все-таки существуют растения, «поедающие» азот воздуха?!
Но как они это делают? Четверть века Буссенго пытался получить ответ. Но тайна так и осталась нераскрытой.
Примерно, в те же годы на одной из опытных станций Пруссии немецкий агрохимик Гельригель проводил самые незатейливые эксперименты, которые знает наука. Его интересовало, сколько надо внести в почву азота, фосфора и калия, чтобы получить хороший урожай.
Он высаживал семена в прокаленную землю и песок. Подмешивал в нее то те, то другие соли, увлажнял почву самыми разнообразными растворами и наблюдал. Наблюдал не день, ни два, а более тридцати лет. И постоянно замечал одну и ту же картину. Стоило овсу или пшенице не додать азотистых солей, они становились хилыми и чахлыми. Когда же их место занимал горох, начиналось что-то невообразимое, непредсказуемое. Иногда, получались великолепные урожаи, а чаще хуже, чем у овса. Капризное растение. Но и Гельригел оказался упрям. Он забрасывает опыты со злаками. И начинает наблюдать за горохом, фасолью и другими бобовыми.
Вскоре, ученый заметил: бобовые не реагируют на селитру. Случалось, при хорошей дозе азотных удобрений урожай растения просто гибли, а бывало и наоборот. Гельригель перебирает все возможные комбинации. Тщетно. Ни одно объяснение не подходило. И тут … «Эврика»! МИКРОБЫ!
ОХОТА ЗА НЕВИДИМКАМИ.
Трофеи Бертло. Ловушка для азота.
Провинциалы из Гренобля.
Неловкость Мюнца. Испорченный эксперимент.
Жаром и хлороформом. «Диковинный зверь».
Творец чилийской селитры.
О них знали давно. Еще в 17 веке старый ворчун Левенгук наблюдал через увеличительные стекла, как живут и размножаются в дождевой воде забавные, микроскопические существа. Но никто до Пастера, то есть до середины 19 столетия, не принимал «малюток» всерьез.
Никому и в голову не приходило, что микробы могут убить человека, превратить молоко в простоквашу, а виноградный сок в вино. Когда же об этом стало известно, на них развернулась настоящая охота. Медики искали их в больницах, частных домах, воде, воздухе, в желудках животных.
Французский же химик Пьер Эжен Бертло нашел бактерии в почве. В его открытии не было ничего удивительного, если бы не способности, которыми обладали организмы. А они умели извлекать азот из воздуха. Поселив их в чистом кварцевом песке, Бертло обнаружил: в бесплодном грунте появились соли азота.
«Очевидно, коллега открыл те самые микробы, что помогают гороху и другим бобовым заимствовать этот элемент из атмосферы», - решил Гельригель. Предположение нуждалось в проверке. И немецкий агрохимик ставит новые опыты. Уже в который раз горшки наполняются песком и «заражаются» землей с гороховых грядок.
В почву высевают семена пшеницы, овса, гороха. Прошел месяц, другой. Догадка подтверждена. Пшеница и овес уродились худосочными, а горох чувствовал себя прекрасно. Выходило, бобовые обладают каким-то особым механизмом, усиливающим действие микробов во много раз. А у пшеницы и других злаков ничего подобного нет.
И тут на глаза ученому попадается журнал «Берлинский ботанический вестник». Перелистывая страницы, Гельригель неожиданно находит сообщение русского исследователя Михаила Семеновича Воронина о… горохе. «На корнях бобовых растений есть желвачки, - писал ботаник. – Они содержат в себе великое множество микробов». И все…
Воронин даже не попытался объяснить: зачем эти наросты, растениям. Почему в них скапливается такое множество микроорганизмов?
Выводы за него пришлось делать прусскому агрохимику. Оказалось в желвачках скрыта вся сила бобовых культур. Они – ловушки, в которые попадает азот воздуха. Но, что происходит дальше, выяснить ему так и не удалось.
Со времен Лавуазье многие понимали: селитра – главная азотистая пища растений. Буссенго раскрыл ее состав. Показал: она рождается при окислении органических веществ и аммиака. Тут-то цепочка и обрывалась. Дальше… неведомое. По другую сторону, которого призрачно маячили исследования Гельригеля, утверждавшего: азот воздуха захватывается бактериями. Долгое время никому не удавалось перекинуть мостик между их открытиями. Создать теорию круговорота азота в природе.
Попадались ученые, полагавшие, будто дело вовсе не в микробах, а в простых химических превращениях. Мол, аммиак, попадая в почву вместе с дождями и удобрениями, соединяется с кислородом и разлагается на простые соли. И приводили в подтверждение своей догадки пример «селитряного инея», часто появлявшегося на стенках погребов и конюшен. Хотя Пастер и пытался убедить всех: медленное окисление не обходится без микроорганизмов.
Увы, логика порой не способна противостоять слепой вере. А потому уверения великого микробиолога не принимались в серьез. Лишь пятнадцать лет спустя, случайность помогла признать могущество царства невидимок.
В 1878 году из Гренобля в Париж по приглашению члена Парижской академии Пьера Дегерена прибыли два никому неизвестных химика Шлезинг и Мюнц.
«Не возьметесь ли, господа, - обратился он к ним, - избавить наш город от зловоний? Найдите, хотя бы способ очистки сточных вод».
Оба ученых неплохо разбирались в геологии. И потому решили: самый надежный фильтр для стоков – земля. Ведь влага родников всегда чиста и свежа. Они заказали несколько двухметровых труб. И когда те доставили в лабораторию, заполнили их почвой с полуострова Женвилье, где располагались столичные поля орошения.
Почему двухметровых, и зачем такая грязная начинка? Во-первых, экспериментаторы не без основания считали: на такой глубине в природе вскрываются незамутненные водные жилы. Во-вторых, - для очистки они выбрали землю, «привычную» к клоачным стокам, где, по их расчетам, должны содержаться все ингредиенты для очистки воды.
Расчеты оказались верны. Темная и густая жидкость медленно просачивалась сквозь почвенную толщу. Все твердые частицы осаждались в ней. А из труб вытекала прозрачная влага без цвета и запаха, что нельзя было сказать о той, что заливали сверху.
Цель достигнута, но ученые не успокоились. «Хорошо ли система справляется с очисткой?» - задумались Шлезинг и Мюнц. Химические анализы стоков показали: в них полно аммиачных солей – результат брожения останков растений и животных. В отфильтрованной же воде они исчезли, зато появлялась азотная кислота! Нетрудно сообразить, пока влага просачивалась сквозь землю, аммиак окислялся. Его слагающие, азот и водород, присоединив кислород, создавали два самостоятельных вещества кислоту и чистую воду.
Ничего нового. И возможно, на этом все опыты и закончились бы. Но в один из дней Мюнц проявил неловкость. Опрокинул на кучу испытуемой земли склянку с хлороформом. По лаборатории стал разливаться дурманящий, сладковатый запах. Пришлось открыть окна и спасться бегством. Ведь действие этого препарата мало чем отличается от боевых отравляющих газов.
Вернулся он лишь на второй день. И первое, что увидел – совершенно растерянного Шлезинга. Его коллега недоумевал. Уже который раз он пропускал очередную порцию нечистот сквозь почвенный фильтр, но они и не думали избавляться от аммиака. Не требовалось даже химических анализов, чтобы понять: их система перестала работать! Стакан наполнялся слегка посветлевшей влагой с прежним, отвратительным запахом.
Тут-то Мюнца и осенило. Хлороформ усыпляет крупных животных и людей. Микроорганизмы же он просто убивает. Значит, влагу от аммиака очищали микробы. Они же и превращали его в азотную кислоту.
Но, может быть, хлороформ не усыпил бактерии? А произвел какую-нибудь реакцию в почве? Так или иначе, ученые решаю проверить свое открытие, избавившись от микробов другим способом. Они прокаливают почву до ста двадцати градусов. И опять их фильтр перестает работать. Безжизненная земля практически не очищает стоки. Но стоит смешать ее с сырой почвой, и, некоторое время спустя, она обретает былую способность.
Все так. Только ни один микробиолог никогда не поверит в существование того или иного микроорганизма, пока не разглядит его под микроскопом. Шлезингу и Мюнцу такое оказалось не по силам. Да, и не им одним. Многие ученые с мировым именем признали нитрозный микроб … неуловимым. Провал, следовал за провалом.
Но, пожалуй, больше всего натерпелся от него русский микробиолог Сергей Николаевич Виноградарский. Пришлось поставить сотни опытов. Испытать столько же неудач. И лишь годы спустя, наконец, обхитрить существо, долго дурачившее Бертло, приводившее в отчаяние Буссенго, не клюнувшее на изысканные приманки самого Пастера. Как и предполагал Виноградский, «жирные бульоны», полные органических остатков, не возбуждают аппетит нитромонады (так он назвал свой трофей). А вот соли калия и магния, да еще аммиак способны привлечь ее внимание.
Наконец-то, удалось получить раствор, в котором, похоже, находился «диковинный зверь». «Оставалось, - писал он в своем дневнике, - выманить его из логова. Десятки раз приступал я к анализам растворов, но нитромонада как будто насмехалась надо мною. Два раза на минуту или две в растворах появлялось легкое помутнение, что свидетельствовало о ее присутствии. Но стоило добавить еще одну дозу соли аммиака, и «легкое облачко» тут же таяло на глазах».
Виноградарский решил более не испытывать судьбу. И, против всех правил, стал наносить на предметное стекло микроскопа едва помутневший раствор. Тут же выяснилось. В минеральном «бульоне» появились бесчисленные орды овальных, похожих на веретено существ.
«Они резвились с четверть часа, пока муть затягивала, словно туманной пеленой, жидкость в стакане, - вспоминал ученый. – Но их подвижность скоро пошла на убыль. Микроскопические существа утихомирились и стали опускаться на дно, где лежал слой углекислой магнезии».
Странно! Живые, а потребляют углерод из минеральных веществ. В ту пору все выглядело неправдоподобным. Выходило, теория минерального питания, открытая Либихом, верна не только для растений.
Впрочем, в мире микроорганизмов все происходит гораздо сложнее. Грибки, простейшие, бактерии живут за счет растений, животных и человека. Паразитируют, иногда убивают, но никогда не успокоятся пока не съедят своих «кормильцев» без остатка.
Нитромонада же оказалась отщепенкой. Она получала свой углерод из угольной кислоты крайне «хитроумным» способом. Обычно, этот элемент может быть отобран с помощью внешней энергии, например, солнечных лучей. Но в лаборатории, а тем более в почве их мало. Требовался дополнительный источник. И им стал водород, входящий в состав аммиака. Нитромонада набрасывалась на этот элемент, «поджигала» его. В результате выделялось тепло, расщеплявшее углекислоту, и микроб получал необходимое пропитание.
Так удалось открыть одно из недостающих звеньев в круговороте азота, а вместе с ним и механизм превращения минерального вещества в органическое. Но Виноградарский решил поближе познакомиться со столь «изобретательными» бактериями. И вскоре убедился: рождение нитратов, солей азотной кислоты в почве протекает не в одну, как думали раньше, а в две стадии. Первая связана с уже знакомой нитромонадой. Но она слишком слаба для полного разложения аммиака и потому делает только часть работы. В результате образовывалась не азотная, а лишь азотистая кислота. Разница между ними понятна и школьнику. У последней на один атом кислорода меньше. А, значит, и возможности невелики. Вот тогда-то и выступает на сцену азотобактер. Он добавляет «полуфабрикату» не достающий атом кислорода, и в плодородном слое рождается полноценная азотная кислота, растворяющая соединения кальция, магния и других элементов. Так появляются нитратные или азотные соли, столь любимые растениями.
Последний штрих в теорию круговорота азота внес ученик Виноградарского Василий Омелянский, выследив бактерию разрушающую белки и поставляющую аммиак нитромонадам. Цепь замкнулась. Тайны накопления азота в почве более не существовало.
БЛАГОРОДНАЯ РЖАВЧИНА.
Почва во весь рост.
Словесный портрет чернозема.
Постулаты Фаллу. Противная позиция.
Следы былых биосфер.
Король дипломатов и император французов.
Кому владеть почвой? «Открытие» Мурчисона.
Почему он такой? Вопрос ботанический.
Открытия химиков и микробиологов казалось не оставляли надежды прославиться представителям других наук. Триумфаторы беззастенчиво вторгались в святая святых медицины и агрономии. И каждое посягательство на их вотчины приводило к ниспровержению старых истин, к обновлению науки.
Плодородный слой не избег общей участи. В тоже время он раскрыл далеко не все тайны. Да и могли ли «кудесники лабораторного стола» претендовать на безраздельное владение почвой, видя в ней лишь порошок, растертый в ступке и просеянный сквозь сито, ставя знак равенства, между пахотным слоем и «четвертым царством» природы?
Ни Либих, ни Буссенго, ни Виноградарский даже не подозревали, что имели дело лишь с его верхушкой, «головой». Они работали в мягком и влажном климате Центральной и Западной Европы. Случись им попасть в сухие степи, то заметили бы, какие «фокусы» выкидывают нижние горизонты, которые не принималась химиками и биологами в расчет. Вода, пропущенная сквозь природный фильтр, стала бы соленной. «Магнитная сила» в подвалах биосферы притягивала бы только натрий. Малая толика влаги, извлеченная из них солнечными лучами, поражала бы пахотный горизонт бесплодием.
Иначе смотрели на почву геологи. Их интересовали все «слои земные», породы и минералы. Правда, поначалу, они мало интересовались самым верхним из них. Но вскоре догадались: секрет происхождения «руд и каменьев» не всегда скрыт в недрах. Иногда «на наших глазах проистекает сие великое таинство, медленно и незримо оно превращает скалы в песок, песок в глину, глину в почву». Так писал русский исследователь Василий Михайлович Севергин.
Среди коллег он слыл домоседом и занудой. Ну, какой землевед той поры не побывал в Сибири, на Урале, в Средней Азии и на Кавказе? Василий Михайлович же кочевал между Чудским озером и Дерптом (ныне Тарту), делая скучные пометки в своем дневнике: «почва темно-серая, при осязании грубая, под воздействием кислоты не вскипает, перемешена с мелкими зернышками бело-серого кварца». Какого романтика вдохновят подобные записи?
Севергин не подозревал об обмене элементами между растениями и плодородным слоем, не имел не малейшего представления о деятельности микроорганизмов. До их открытий еще оставались десятки лет. Но разглядел новое «царство естества» таким, как его описывал Ломоносов в
«Слоях земных», и первым начал собирать коллекцию почв. Ведь они заслуживали внимания не меньше, а, пожалуй, и больше многих других даров природы.
Русский геолог преследовал вполне практическую цель. «Привести знания о земле в такой порядок, дабы единым взглядом обозреть все доселе в Российской империи открытое». Трудность состояла в том, что добиться такого порядка оказалось совсем нелегко. Названий не счесть. В западных губерниях почвы величали и по белоруски, и по польски, и по немецки, и по латыни.
Ох, уж эта латынь. «Ученые немцы», засевшие в Дерптском университете, почитали святыней язык древних римлян. Но сведения, полученные от крестьян при опросе и чиновников при составлении «ревизской сказки» совсем не вязались с заумными «solum, solus». Приходилось прибегать к натяжкам. А Севергин, ставивший точность превыше всех добродетелей, терпеть их не мог. Поэтому у него чернозем уже не един в трех лицах, как у Ломоносова. А лишь богатая перегноем почва. «Сложная земля, -признает он, делая очередную запись,- вся переплетена корнями, вся из тлена рожденная и сама есть тление. Да, и не так ужо она черна. В сухом виде буровата, вид имеет тусклый, руки марает».
Словесный портрет не очень-то удается ученому. Не существовало еще в русском языке ни четких формулировок, ни цветной палитры, с помощью которой сегодня создаются яркие описания плодородного слоя. И Василий Михайлович возлагает надежды на эксперимент. Испытывает чернозем огнем. Высушенная почва «медленно тлеет, при опускании в воду бухнет, при перегонке дает воду, масленый, вонючий спирт и толику красноватого масла». Те же продукты получаются и перегонке растений. Значит, «сия земля соединяет минеральное царство с царством произрастаний». Знакомый вывод, увы, не каждый геолог в начале девятнадцатого столетия соглашался с ним.
«Живой классик» Ф.Фаллу утверждал совершенно обратное: «Почва не имеет ничего общего с растениями, ни с любыми другими органическими веществами. Она может быть сравнима лишь с неорганическими минералами».
Тогда же отчего плодородный слой так неоднороден? То он тонок, то лежит на поверхности толстым слоем, то «жирен» от перегноя, то сер, то сух и безжизнен. Фаллу молчал. Он не знал ответа. И лишь бубнил старую, как мир «истину»: «Почва – лоно, в коем развиваются нежные растения. Вся жизнь ее обязана пустотам и физическому состоянию. Почва – легкий налет пыли на поверхности планеты, «ржавчина», самая благородная ржавчина, которая может образоваться в природе».
А как же открытия Либиха, Буссенго, Виноградарского? Геология, увы, мало интересовалась сельским хозяйством. Ее не касались ожесточенные споры между агрономами и химиками, химиками и микробиологами. У геологов хватало своих забот. Молодая наука о строении нашей планеты искала свое «место под солнцем». Потому-то и заявляла свои «исключительные права» то на недра, то на почвы. Глубины земные у нее по праву старших оспаривали горняки. На верхние горизонты претендентов нашлось еще больше. И среди прочих, биологи. Ее представители заняли во всем противную геогнозии позицию. Почва у них была «живой», «вопросом ботаническим». Хотя встречались и оппортунисты.
Профессор Фердинанд Зенфт из Иеннского университета решил проверить «постулат» Фаллу о «благородной ржавчине». «Ведь ни пыль, ни ржавчина не появляются сами по себе», - справедливо рассудил он. К тому же ученый справедливо подозревал: на Земле ничто не происходит без влияния живых организмов. Здесь он был солидарен с Пастером. Но, чтобы подозрения превратились в уверенность, нужны наблюдения! И Зенфт начинает пристально следить за изменения на склоне Хесельбергской горы близ Эйзенаха.
Лет за пять то этого громадный оползень обнажил ее западный и южный склоны. Дожди смыли с них последние частички почвы. Перед ученым предстал «лунный ландшафт», голые камни. Кругом ни травинки, ни лишайника, ни деревца.
В течение 60 лет(!) зимой и летом, весной и осенью приходил он сюда. Брал образцы, вел записи, делал зарисовки. И в 1888 году опубликовал свои впечатления. «Часть склона, состоявшая из пустынного камня, - говорилось в них, - покрылась на моих глазах лесом и кустарником. Отнимая у камней, а затем у рыхлых наносов известные вещества, каждое из поколений настолько изменило свое место обитания, что уже само не находило в нем всего необходимого. Таким образом, каждое растительное поселение само себе вырывало могилу и подготавливало удобное местопребывание другим».
На первый взгляд не очень оригинальное заключение. «Подумать только, - вероятно, иронизировали его современники, - целых шестьдесят лет лазать на гору, чтобы признать то, что и без того ясно».
Прошло еще тридцать лет и выяснилось: простота выводов Зенфта только кажущаяся. Все сказанное им, многим геологам той поры представлялось совершенно невероятным. Особенно утверждение, будто каждый пласт земной коры некогда служил обиталищем растений и организмов, а стало быть, и создан при непосредственном их участии. Что ж тогда говорить о почве?
А он ней говорили и спорили не только ученые. В начале 19 века сведениями о плодородии земель пестрели сводки гражданских и военных ведомств. В 1807 году перед самым заключением Тильзитского мира Талейран с бухгалтерской точностью рассчитавший, что должно отойти Франции, а что остаться за Россией, страстно убеждал Наполеона Бонапарта включить в главные условия договора вывод русских войск из Придунайских княжеств. «Их земли превосходны»,- пояснял мотивы требования «король» дипломатов императору французов.
Александру Первому пришлось долго сопротивляться, маневрировать, обещать и не выполнять подписанные с победителем соглашения. И не в последнюю очередь «из-за каких-то черноземов», в коих и его министры знали толк.
Как видите в политике вопрос о владении той или иной почвой решался довольно просто. Другое дело наука. В середине позапрошлого столетия плодородный слой стал той «ничейной территорией», за владение которой боролись химики и агрономы, геологи и ботаники. Сражение Либиха с «меглинцами» и виталистами - лишь частный эпизод в войне, получивший название «дискуссия о черноземе». Та наука, которая дала бы правильный ответ, и стала его полноправной хозяйкой.
Конфликт то затухал, то вспыхивал с новой силой. Сначала всех, вроде бы, устраивало мнение: «Чернозем – продукт ежегодно умирающей и возобновляющейся растительности». И, вдруг, у него появился противник. Знаменитый английский геолог Ричард Мурчисон. Обнаружив на севере России черные сланцевые глины, с удивительным для британца пылом, он стал доказывать, будто «сия почва принесена талыми водными потоками ледника».
Разоблачение наступило незамедлительно. Выяснилось «чернота» глин севера совершенного иного свойства. Причиной тому – угольная пыль. Так неужели дело в сгнивших растениях? Нет, с этим ни один геолог, веривший, будто история Земли – цепь нескончаемых катастроф, согласиться не мог.
Стали искать компромисс. «Чернозем – морской ил, оставшийся при отступлении Черного и Каспийского морей»,- полагали одни.
Другие, ссылаясь на Геродота, называли царь-почву порождением «мхов и тундры». Эллин, оказывает, утверждал, будто Скифия в его время представляла страну непроходимых болот.
Третьи осторожно отстаивали … «потоп», как первопричину рождения почвы. Ну, ни сланцы принес. Торф. Какая разница?
Доспорились до того, что геологов вообще стали поднимать на смех с их фантастическими гипотезами. Ботаникам тоже не очень-то везло. Их плодородный слой оказался лишь частью «царства произрастаний». Химики и агроному видели в почве своего раба, которого следовало лучше кормить, дабы его силы не иссякли.
Споры не утихали. И, вдруг, в них включились зоологи!!!
ЧЕРВЬ СОЗИДАЮЩИЙ.
Причуды великих.
Таинственное исчезновение мергеля.
Пытки холодом, жарой и… музыкой.
Архитекторы почвы.
Кварцевый песок и прочие фокусы.
Ночь на римской вилле.
Казалось бы, зачем специалистам, изучающим жизнь слонов, носорогов, тигров и львов, почва? Понятно, этим она не нужна. Однако далеко не все увлекались гигантами. Были и такие, кто предпочитает изучать быт и поведение миниатюрных созданий, например, червей. Эти понимали: плодородный слой – дом, убежище для многих мелких тварей.
Главное же в этом курьезе то, что их поддержал создатель теории эволюции Чарльз Дарвин. Он справедливо рассудил, каждый хозяин создает себе жилище по собственному вкусу. И чем больше таких строителей, тем грандиознее получается сооружение.
Подобное заключение и заставило его выступить в 1837 году в Лондонском геологическом обществе с докладом «Об образовании почвенного слоя деятельностью дождевых червей». Дарвин прямо заявил: «Название почвы «растительным слоем» неподходяще, вернее было бы заменить ее «слоем животным»».
Многие собравшиеся в зале геологи также не одобряли претензии ботаников, ибо считали почву «слоем минеральным». Впрочем, докладчик слыл известным натуралистом. А, выдающимся личностям, особенно, если они англичане, свойственны причуды. Сообщение приняли к сведению. Продолжать старый спор и перечить гостю сочли неуместным. И после вялого обсуждения перешли к другой теме.
Даже много лет спустя, об этом заявлении вспоминали, как о забавном случае. И лишь француз д’Арчиак в своей «Истории геологии», решив посочувствовать Дарвину, заметил: «Сия теория имеет отношение лишь низким и сырым долинам». Но, по общему мнению, черви были не в состоянии исполнить подобную работу.
Одна строчка за много лет. Современники явно не оценили наблюдательность сэра Чарльза, его способность проникать в суть явлений. Еще в 1836 году, вернувшись из плавания на корабле «Бигль», натуралист был озадачен одним, казалось незначительным, открытием. Дождевые черви … вездесущи. Они встречались во всех частях света, на самых отдаленных островах, затерявшихся в океане. И в сложенной базальтами Исландии, и в жаркой Вест – Индии, и в Новой Каледонии, и на Таити, и даже на одиноком острове Кергелен. Уже само присутствие нежных созданий на любом осколке суши наталкивало на мысль об их непременном участии в создании плодородного слоя.
Когда Дарвин выступал в Лондонском геологическом обществе, у него явно не хватало доказательств. Ссылки на таинственное исчезновение мелких кусочков мергеля и шлаков с поверхности лугов Англии и их нахождение на глубине нескольких дюймов вызывали недоумение у слушателей. А утверждение, будто губчатый слой, покрывающий в лесу опавшие листья, не что иное, как извержения червей, выглядело не убедительно.
Недоверие лишь раззадорило натуралиста. Если Буссенго предлагал своим оппонентам, прежде, чем выносить решения, спросить «мнение» растений, то Дарвин решает провести «собеседование» с …червями.
Его лаборатория заполняется цветочными горшками с жирной землей и чистым кварцевым песком. В маленьких убежищах помещаются дождевики. Наблюдения ведутся каждый день. Их цель разглядеть, как «жильцы» благоустраивают свои квартиры, а, за одно, выявить их… интеллект.
Прежде, Дарвин проверил выносливость и поведение своих подопечных в экстремальных ситуациях. Он помещал их в сухую комнату с задраенными окнами и дверьми. Оставлял под холодной и теплой водой на несколько часов, дней, недель.
Несчастные существа гибли от недостатка влаги, тонули, умирали от удушья. Но ученый оставался безжалостным. Он даже придумал новую изощренную «пытку» музыкой. Понятно, черви глухи. Но должны же они реагировать на вибрации. И на рояль в гостиной ставится один из горшков с испытуемыми.
Бедные животные еще ничего не подозревают. И потому беспечно выползают на поверхность. Но «экзекутор» берет ноту «СИ» в басовом ключе. Черви быстро прячутся в норы. «Через некоторое время они снова показались на поверхности, - сообщают записи,- и, когда взята нота «СИ» в скрипичном ключе, поспешно удаляются».
Выяснив «терпеливость», «чувствительность» и «музыкальные дарования» червей, Дарвин принимается за исследование их… умственных способностей.
«Горшки, наполненные землей, покрыли листьями, - рассказывал он. – Таким образом, чтобы увидеть, как черви увлекают их в свои закрома».
Здесь стоит заметить, некоторое время натуралист выдерживал подопытных в чистейшем кварцевом песке, полагая, что голод обострит их интеллект...
Но вернемся к нашим горшкам. «Обыкновенно они схватывали край листа своим ртом, - пишет он.- Совершенно иначе поступают черви, когда им нужно захватить широкие предметы». Изощренность голодных животных приводит в восторг ученого. Оказывается, они прекрасно различают форму предметов. Знают массу приемов, как затащить пищу в свои норки.
«Черви поступают так же, как человек, которому необходимо заткнуть цилиндрическую трубку, - с удовлетворением заключает английский натуралист, - они хватают предметы за заостренный конец».
Дарвину приятно осознавать: его гипотеза получает все больше и больше подтверждений. Черви не только вездесущи и многочисленны. Они разумны и изобретательны. Кто мог подозревать о таких способностях у жалких презираемых существ?
Но причем здесь плодородный слой? Дело в том, что великий естествоиспытатель произвел червя в «архитекторы» почвы. «Разве качество и внешний вид дома не зависят от их созидателей?» - спрашивает он. И тут же замечает: «Параллель с человеком – отнюдь не преувеличение. Червям свойственна индивидуальность и сообразительность. Они регулируют температуру почвы, затаскивая в нее бесконечно большое количество листьев и прочих остатков растений, чтобы затыкать ходы». У земледельцев такой прием называется мульчированием.
Кроме того, листья, втянутые в норки разрываются на тысячи микроскопических кусочков. Частично они перевариваются и смешиваются с землей. Такая смесь и составляет черный роскошный перегной. Подобного искусства в переработке растений человек не достиг и ныне. Мы лишь неумело подражаем червям, «заквашивая» компосты и внося их в землю. Их доведением до необходимого состояния также занимаются подземные жители».
Дарвину удалось пронаблюдать и за подобными метаморфозами. В горшки с белым кварцевым песком, покрытый листьями, он впустил чету дождевиков. Шесть недель спустя, однообразный слой песка в один сантиметр превратился в перегной. Расчеты показали: животные способны переработать в своих желудках десятки тонн земли. Так что весь поверхностный слой почв Англии съедается и извергается ими обратно всего за несколько лет.
Представить подобное оказалось не по силам многим. И ученому возражали. Ведь дождевики - нежные создания и, навряд ли, способны стереть обломки скал в порошок, песок, превратить их в глины. Но упрямый англичанин стоял на своем. «Почвенные животные, особенно черви, великая сила, - утверждал он. – Из года в год они не только пропускают сквозь себя почву, но и создают в ней бесчисленные галереи».
А дальше? Дальше их строения рушатся, песчинки трутся друг о друга. И так продолжается миллионы и миллиарды лет. За такой срок можно перетереть в пыль не один, а не исчислимое количество осколков горных пород. И лишь земля, выносимая на поверхность, атакуется солнечными лучами, водой и углекислотой. Таким образом, желудки червей, в которых мелкие камешки играют роль жерновов, есть главная сила разрушения на планете!
«Возможно, вы увлеклись коллега, - возражали ему. – Большие камни, плиты не по силам маленьким животным».
Но Дарвин уверен в богатырской силе малюток. В этом он убедился, наблюдая за раскопками древнеримской виллы. «Я предположил, - рассказывал он, - что земля, покрывавшая ее, нанесена водой и ветром. И вот рабочие аккуратно вымели все ее остатки и не оставили ни единой песчинки. На ночь античное строение прикрыли брезентом. Наутро мы обнаружили горки земли, приподнятые животными из семи неизвестно откуда взявшихся ходов. На третий день ходов стало двадцать пять. А через месяц - более двух сотен».
Казалось, хватит говорить о силе и достоинствах червей, но английский натуралист не унимался. По его наблюдениям выходило: дождевики искусные земледельцы. Они постоянно проветривают почву, просеивают ее, готовят плодородный слой для самых капризных растений...
Что и говорить, опровергнуть Дарвина не удается даже сегодня. Будь это эволюционная теория или «теория» возникновения почв в желудках червей. Похоже он выиграл пари. Но наука не спор. Вряд ли стоит наделять нежных и бесспорно полезных существ исключительными правами, выдавать им «патент» на изобретение плодородного слоя.
ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ...
© «Стихи и Проза России»
Рег.№ 0209392 от 21 августа 2015 в 16:47
Рег.№ 0209392 от 21 августа 2015 в 16:47
Другие произведения автора:
Рейтинг: 0Голосов: 0501 просмотр
Нет комментариев. Ваш будет первым!
