Оглавление 163 164 165 166 167 — — — 270 

Круговорот углерода в природе. При сжигании различных видов топлива и вообще при горении органических веществ, а также при гниении остатков растений и животных весь содержащийся в них углерод переходит, в конце концов, в углекислый газ — вещество, не способное уже больше гореть, лишенное той энергии, которая заключалась в органических веществах. Если, несмотря на горение, в природе все-таки существуют органические вещества, существуют животные и растения, то, очевидно, где-то должен происходить процесс, обратный горению, при котором из углекислого газа вновь образуются органические вещества. Этот процесс, как известно, совершается в растениях, в их листьях, в тех зеленых крупинках, которым листья обязаны своим цветом и которые называются хлорофилловыми зернами.

Растения поглощают из воздуха углекислый газ, выделяя обратно в атмосферу такой же объем кислорода. В присутствии хлорофилла углекислый газ взаимодействует с водой, превращаясь в более сложные углеродистые соединения, например углеводы. Схематично процесс образования углеводов может быть представлен уравнением

6СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2

Одновременно образуется крахмал и различные другие вещества, из которых состоят растения. Эти вещества служат пищей животным и главным источником энергии, потребляемой человеком.

Таким образом, в природе происходит круговорот углерода: углекислый газ поглощается из атмосферы растениями и превращается в органические вещества; при горении и гниении этих веществ, а также при дыхании людей и животных вновь образуется углекислый газ, поступающий в атмосферу, откуда его опять извлекают растения, и т. д.

Климент Аркадьевич Тимирязев

Климент Аркадьевич Тимирязев (1843—1920)

Однако превращение углекислого газа и воды в органические соединения не может происходить иначе, как с поглощением энергии извне. Источником этой энергии является солнце. Солнечные лучи, падающие на зеленые растения, поглощаются в их клеточках хлорофилловыми зернами и обусловливают те превращения, о которых мы говорили выше. Так как этот процесс происходит под влиянием света, то он получил название фотосинтеза.

Разъяснением процесса образования органических веществ в растениях, от которого зависит существование всего органического мира, наука обязана русскому ученому К. А. Тимирязеву, посвятившему свою жизнь решению проблемы воздушного питания растений. 

До работ Тимирязева зеленой окраске растений не придавалось особенного значения. Тимирязев, в результате продолжительного и упорного труда, впервые доказал, что весь процесс питания растений тесно связан именно с зеленой окраской хлорофилловых зерен. Исследуя влияние различных лучей спектра на разложение углекислого газа растениями, Тимирязев установил, что этот процесс идет наиболее интенсивно в красных лучах, т. е. в тех лучах, которые целиком поглощаются зеленым хлорофиллом и обладают наибольшей энергией. Наоборот, в лучах, не поглощаемых хлорофиллом, разложения углекислого газа почти не происходит.

Произведенные Тимирязевым весьма тщательные и точные опыты не оставляли никакого сомнения в том, что усвоение углекислого газа растениями происходит благодаря поглощению ими солнечной энергии, которая превращается при этом в химическую энергию образующихся органических веществ. Таким образом вся энергия, которой мы пользуемся, употребляя органические вещества в пищу или сжигая их в виде топлива, заимствована, в конечном счете, от солнца.

Выяснив основы процесса воздушного питания растений, установив роль хлорофилла в этом процессе, Тимирязев показал, что закон сохранения энергии применим также и к явлениям живой природы. Тем самым было решительно опровергнуто реакционно-идеалистическое учение о «жизненной силе» , преграждавшее путь к глубокому исследованию процессов, совершающихся в живых организмах.

164 165 166

Вы читаете, статья на тему Круговорот углерода в природе