Яблони на Марсе
Шрифт:
«Вне всяких сомнений, стоит тот факт, что „короткие“ ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 290 нм вызывают гибель всякого растительного организма, будь то гриб или высшее растение. Речь может идти лишь о большей или меньшей устойчивости тех или иных видов растений. Несомненно, что данное явление находится в связи и с поглощением „коротких“ ультрафиолетовых лучей белками протоплазмы и денатурацией белков под влиянием квантов, превышающих 4 эВ. Мы предлагаем назвать эти лучи витацидной радиацией, несущей смерть всякому живому организму», — так писал Алексей Федорович Клешнин в 1954 году.
Так нет же! Растения не только не погибали, но как бы набирались новых сил, в ряде случаев развивались заметно лучше тех растений, которые не получали летальных доз радиации.
— Понятно, реакция растений на ультрафиолет индивидуальна, — рассказывал Соколов. — Одни виды, скажем фасоль, С- и даже В-лучи угнетают, другие же растительные формы получают мощный стимул для развития. Возьмем столовую свеклу. Ее листья под лампой приобретают синеватый оттенок, становятся волнистыми и более толстыми, покрываются сверху блестящим белесоватым налетом. Изменения есть, однако по всему заметно: растения вполне приспособились к столь необычному для них радиационному режиму и даже извлекают для себя при этом немалую пользу. А рекордсменом выносливости стал тут овес, уж он-то, кажется, ведет свое начало от черта! Выдерживает чудовищные дозы ультрафиолета С. Все выгорело вокруг, а овес вывернул лист наизнанку, белой стороной, и ему хоть бы что. Он может погибнуть от нагрева лампой, но не от ультрафиолета…
Более 2 тысяч смертоносных доз витацидной радиации, случалось, получали растения и не гибли! Поразительное явление, оно просто обязано было иметь простую причину.
Раскрыть секрет помогли прямые опыты.
Прежде всего Гурский и Соколов решили убедиться в правильности обычных представлений о губительности С-лучей. Для этого часть растений облучали по ночам ртутно-кварцевой лампой, а днем ростки затеняли от солнечных лучей непрозрачным экраном. И вот на этот раз, через несколько суток после того, как их листья покрылись оранжевыми пятнами ожогов, растения погибли.
Слава создателю! Хоть здесь-то все было по правилам. И совсем не заблуждались Клешнин и другие работающие с ультрафиолетом биологи, те, кто вел эксперименты в лабораториях, оранжереях, на открытых площадках равнин. Они были правы всюду, но только не на Памире, где действовали иные закономерности.
Какие? Постепенно это стало понятным. Продолжая опыты, Гурский и Соколов решили облучать растения ртутно-кварцевыми лучами ночью, как и прежде, но днем оставлять их открытыми. Не затенять, что они делали до этого, а дать к растениям доступ памирскому свету. И на этот раз растения развивались как ни в чем не бывало.
Значит?.. Значит, памирский свет может как-то нейтрализовать вредоносное воздействие как В-, так и С-лучей!
Этот вывод-гипотеза в конце концов превратился в факт науки. Впрочем, схожие явления ученым были известны и получили особое название — «фотореактивация». Вспомним хотя бы про эффект Гершеля. Если обычную фотопластинку с зафиксированным на ней световым изображением облучать инфракрасными лучами, изображение полностью стирается.
Грубо говоря, фотореактивация у высших растений имеет, по-видимому, ту же природу. (Соколов назвал комбинированное воздействие на растения длинноволнового и коротковолнового ультрафиолета «Ф-режимом».) Внешне явление выглядит так, будто ультрафиолет А сглаживает, парализует, и часто не без пользы для растений, негативное влияние ультрафиолета В и С. Скорее всего главную роль в этих превращениях играют растительные пигменты-каротиноиды, они-то, видимо, и умеют защищать зеленые клетки от ультрафиолетовых разрушений.
— Это древнейшее свойство растений, — комментировал в беседе со мной свое понимание фотореактивации Соколов. — Она была для них крайне важна в далекие эпохи, при переселении живых организмов из океана на сушу. Кислорода тогда еще в атмосфере было маловато, оголенную Землю облучали мощнейшие потоки ультрафиолета. И растения вынуждены были выработать у себя защитную реакцию. Не оттого ли на том этапе растительной жизни планета была покрыта гигантскими папоротниками и хвощами.
Позднее они исчезли: сами же растения, увеличив содержание кислорода в атмосфере, дали возможность образоваться слою озона, полностью поглощавшему опасный ультрафиолет С и большую часть ультрафиолета В. Необходимость в фотореактивации — ее рудименты все же сохранились в растениях и проявляют себя в условиях, близких к памирским, — отпала, а сами растения стали значительно меньше в размерах…Ф-режим. Он проясняет многое. Льет свет и на понимание первой части нашего долгого рассказа. Вот теперь-то науке (и нам) становится понятным истинный смысл открытий Вавилова. Подлинная причина того, что центры происхождения культурных растений находятся не где-нибудь, а именно в горах. Только здесь ультрафиолет может продемонстрировать свою творческую силу. И необычный вид памирской флоры связан именно с этим. Ультрафиолетовые лучи могут уродовать растительность, угнетать ее, но они же способны и подстегивать жизнедеятельность растений, вызывать мутации и давать начало новым, невиданным в равнинных областях сортам.
В свете добытых Гурским и Соколовым фактов и Бонье теперь можно было реабилитировать. Видимо, открытые им закономерности исправно работают только во влажных — гумидных горах, там, где в воздухе много водяных паров. Пары хорошо поглощают ультрафиолетовые лучи, низводя радиацию до равнинных норм, ультрафиолет может поглощаться и частицами пыли. Грубо говоря, во влажных горах коротковолновый ультрафиолет отсутствует. Здесь доминирует температурный фактор. И все идет по Бонье: с высотой растительность вырождается в карликовую и совсем исчезает.
Не та картина в сухих, аридных горах типа памирских, где с подъемом вверх интенсивность коротковолновой ультрафиолетовой радиации (В-лучи) растет. Ультрафиолетовые лучи повышают жизненный тонус растений, их стимулирующее воздействие частично гасит негативный температурный эффект, но, понятно, лишь до какого-то предела: на больших высотах уже настолько холодно, что вынести это не под силу никаким растениям. Да и ультрафиолетовое излучение начинает действовать в основном угнетающе: ведь даже на высоте 3 тысячи метров на Памире суммарная облученность ультрафиолетом А и В достигает огромной величины — 800–850 микроватт на квадратный сантиметр поверхности.
Так вот и возникает в аридных горах оптимальная для жизни растений зона. В ней идет усиленное цветение, плодо- и семяобразование, наработка крупных подземных (клубни, корнеплоды) хранилищ запасенных питательных веществ. Поэтому издревле (центры Вавилова!) люди и находили в сухих горах самые подходящие условия для собирательства, селекции и разведения съедобных растений.
Опыт ботаников показал: на Памире область наиболее активного развития растений расположена на высотах 2000–2500 метров над уровнем моря. Выше растениям становится слишком холодно, ниже слабеет воздействие ультрафиолета. Естественно, в разных горных областях мира зона оптимума может сдвигаться в ту или иную сторону. В Гималаях она выше, чем на Памире. Однако всюду: и в Андах, и в других высоких сухих горных местностях она есть.
Недаром в некоторых тропических странах сахарный тростник для оздоровления периодически перемещают в горные районы. А в Индии выращивание здорового картофеля для посадок сосредоточено теперь в высокогорном поясе, до этого семенной картофель ввозился в Индию из горных областей Италии.
Исследования роли ультрафиолета в жизни растений продолжаются. В нашей стране они, вероятно, скоро примут общегосударственный размах. Сейчас, одним из инициаторов этого стал Соколов, создается научный проект «Ультрафиолет». Участие в нем примут Институт физиологии растений, Институт биофизики, Институт общей генетики (все академические учреждения), Тимирязевская сельскохозяйственная академия, Институт атомной энергии. Работа будет вестись в теоретическом и в практическом аспектах. Самое важное понять, как удается растениям обратить вред — удары ультрафиолетовой дубинки — себе во благо.