пустыми промежутками. Именно благо­даря этим заполненным возду­хом

межклетникам лепестки сильно отражают свет и по­тому кажутся белыми. А если

раздавить такой лепесток меж­ду пальцами, то на месте сдав-ливания появится

прозрачное пятно: здесь воздух будет вы­теснен из межклетников.

И все же в природе есть белая краска, например, ею окрашена в нарядный белый

цвет кора нашей любимой березы. Это красящее веще­ство так и называется —

бетулин, от латинского назва­ния березы — Betula.

Заблуждаются те, кто счи­тает, что береза — единствен­ное растение с белой

корой. Это не так. В Австралии про­израстает эвкалипт зато­пляемый. Он назван

так потому, что растет в руслах пересы­хающих рек и в сезон дож­дей

оказывается стоящим в воде. Стволы этих эвкалиптов имеют чисто-белый цвет,

эф­фектно выделяющийся на фоне окружающих зеленых зарос­лей.

У треххвойной сосны Бунге также белая кора. Это редкий вид, встречающийся в

природе в основном в горах Центрально­го Китая. Растение разводит­ся по всей

стране возле двор­цов и храмов. Белоствольные сосны производят неизглади­мое

впечатление.

Еще много интересного мож­но было бы рассказать об окраске растений и о

расти­тельных пигментах, которые давно привлекают внимание исследователей

всего мира. Более 30 лет назад известный индийский ученый Т. Р. Сешадри,

много занимавшийся изучением природных крася­щих веществ, писал: «Музыка

красок более сложна и из­менчива по своей природе, нежели музыка звуков.

Воз­можно даже, что в действи­тельности она еще более утонченна, чем мы

предпола­гаем...»

12. Зеленые животные — реальность или фантазия!

В произведениях фантасти­ческого жанра нередко можно прочитать о

человекоподобных существах зеленого цвета. Зе­леная окраска этих организ­мов,

обусловленная хлорофил­лом, позволяет им самостоя­тельно синтезировать

органи­ческие вещества из неоргани­ческих за счет энергии света. Возможно ли

такое в природе?

Прежде всего следует заме­тить, что на Земле имеются животные, питающиеся

подоб­ным образом. Например, хоро­шо известная всем биологам эвглена зеленая,

часто встре­чающаяся в застоявшихся лу­жах. Ботаники считают эв­глену

водорослью, а зоологи до сих пор по традиции от­носят ее к животным. В чем

дело?

Эвглена свободно передви­гается в воде при помощи жгутика. Такой способ

пере­движения характерен как для ряда простейших животных, так и для

некоторых ботани­ческих объектов, например зооспор отдельных видов

во­дорослей. Эвглена содержит хлорофилл, поэтому при ин­тенсивном ее

размножении во­да в лужах приобретает изум­рудно-зеленую окраску. На­личие

хлорофилла позволяет ей питаться углекислым газом подобно всем зеленым

расте­ниям. Однако, если водоросль перенести в воду, содержа­щую некоторые

органические вещества, то она теряет зе­леную окраску и начинает, подобно

животным, питаться готовыми органическими ве­ществами.

Эвглену все-таки нельзя назвать типичным животным, поэтому поищем других

пред­ставителей. питающихся, по­добно растениям, при помощи хлорофилла.

Еще в середине XIX века немецкий зоолог Т. Зибольд обнаружил в телах

пресновод­ной гидры и некоторых чер­вей хлорофилл. Позднее он был найден в

организмах и других животных: гидроидных полипов, медуз, кораллов, гу­бок.

коловраток, моллюсков. Выяснено, что некоторые мор­ские брюхоногие моллюски,

пи­тающиеся сифоновыми во­дорослями, не переваривают хлоропласты этих

растений, а длительное время содержат их в организме в функциональ­но-

активном состоянии. Хло­ропласты сифоновых водорос­лей кодиума хрупкого и

кодиума па­утинистого , попадая в организм моллюс­ков, не перевариваются, а

ос­таются в нем.

Попытки освободить мол­люсков от хлоропластов, по­местив их в темноту на

полто­ра месяца, оказались безус­пешными, равно как и выве­дение их из яиц.

Бесхлоропластные личинки моллюсков погибали на ранней стадии развития.

Внутри животной клетки хлоропласты плотно упакова­ны и занимают значительный

объем. Благодаря им моллюс­ки, не имеющие раковины, оказываются окрашенными в

интенсивно зеленый цвет.

Почему же сифоновые водо­росли «полюбились» моллюс­кам? Дело в том. что в

отли­чие от других зеленых водорос­лей они не имеют клеточного строения. Их

крупное, часто причудливое по форме тела представляет собой одну ги­гантскую

«клетку». Слово «клетка» я взял в кавычки не случайно. Хотя клеточные

стенки в теле сифоновых водо­рослей отсутствуют, вряд ли можно назвать их

одноклеточ­ными организмами, скорее это конгломерат не вполне разде­лившихся

клеток. Подтвер­ждением тому служит нали­чие не одного, а множества клеточных

ядер. Такое строе­ние назвали сифонным, а сами водоросли — сифоновыми.

Отсутствие клеточных стенок, безусловно, облегчает процесс поглощения

водоросли живот­ными клетками.

Ну а каковы хлоропласты этого растения? В теле водо­росли содержатся один или

несколько хлоропластов. Если их много, они имеют дисковидную или

веретеновидную форму. Одиночные обладают сетчатым строением. Ученые считают,

что сетчатая струк­тура создается в результате соединения мелких

хлороплас­тов друг с другом.

Многие ученые наблюдали усвоение углекислого газа хлоропластами,

находящими­ся в животных клетках. У све­жесобранных моллюсков, эли­зии

зеленой интенсивность фотосинтети­ческого усвоения углекислого газа

составляла 55—67 % величины, определен­ной для неповрежденной водоросли

кодиума хрупкого, из которого моллюсками были «приобретены» хлоропласты.

Любопытно, что и содержание хлорофилла на 1 грамм сырой массы ткани у

водоросли и животного было сходным.

Благодаря фотосинтезу мол­люски фиксировали углекис­лый газ на протяжении

всех 93 дней опыта. Правда, ско­рость фотосинтеза постепенно ослабевала и к

концу экспери­мента составляла 20—40 % от первоначальной.

В 1971 году ученые наблю­дали выделение кислорода в ходе фотосинтеза

хлоро­пластов, налюдящихся в клет­ках тридакны. Тридакны—типичные обитатели

тропических морей. Особенно широко они рас­пространены на коралловых рифах

Индийского и Тихого океанов. Великаном среди моллюсков выглядит тридакна

гигантская, достигающая иногда длины 1,4 метра и общей массы 200 килограммов.

Тридакны интересны для нас своим сим­биозом с одноклеточными во­дорослями.

Обычно они так располагаются на дне, чтобы их полупрозрачная мантия,

выступающая между створка­ми раковины, была обращена вверх и сильно

освещалась солнцем. В ее межклеточном пространстве в большом коли­честве

поселяются зеленые водоросли. Несмотря на зна­чительные размеры, моллюск

питается только теми вещест­вами, которые вырабатывают водоросли-симбионты.

В Средиземном море и у бе­регов Франции в Атлантике встречается червь

конволюта, у которого под кожным покровом также оби­тают зеленые водоросли,

осу­ществляющие синтез органи­ческих веществ из неоргани­ческих. Благодаря

активности своих «квартирантов» червь не нуждается в дополнитель­ных

источниках пиши, поэто­му желудочно-кишечный тракт у него атрофировался.

Во время отлива множество конволют покидает свои норы для того, чтобы принять

сол­нечные ванны. В это время водоросли под их кожей ин­тенсивно

фотосинтезируют. Некоторые виды этих червей находятся в полной зависи­мости

от своих поселенцев. Так, если молодой червь не «заразится» водорослями, то

погибнет от голода. В свою очередь водоросли, поселив­шиеся в теле конволюты,

теряют способность к сущест­вованию вне его организма. «Заражение» происходит

с по­мощью «свежих», не живших еще в симбиозе с червями водорослей в момент,

когда личинки червя выходят из яиц. Эти водоросли, по всей вероятности,

привлекаются какими-то веществами, выде­ляемыми яйцами червей.

В связи с рассмотрением вопроса функционирования хлоропластов в клетках

жи­вотных чрезвычайно большой интерес представляют опыты американского

биохимика М. Насса, в которых было по­казано, что хлоропласты си­фоновой

водоросли каулерпы, харовой водоросли нителлы, шпината и африканской фиал­ки

захватываются клетками соединительной ткани (так называемыми фибробластами)

мышей. Обычно в фибробластах, заглотавших инородное тело (этот процесс ученые

называют фагоцитозом), во­круг поглощенной частицы образуется вакуоль.

Посте­пенно чужеродное тело пере­варивается и рассасывает­ся — исчезает.

Когда же в клетки ввели хлоропласты, ва­куоли не возникали, а фибробласты

даже не пытались их переварить.

Пластиды сохраняли свою структуру и способность к фотосинтезу на протяжении

трех недель. Клетки, ставшие из-за их присутствия зелеными, нормально

делились. При этом хлоропласты стихийно распределялись по дочерним клеткам.

Пластиды, находив­шиеся в фибропластах около двух дней, а затем вновь

выделенные, оставались непо­врежденными. Они усваивали углекислый газ с такой

же скоростью, с какой фотосинтезировали свежие хлороплас­ты, выделенные из

растений.

Предположим, что в ходе эволюции возникнут такие су­щества или их обнаружат

на других планетах. Какими они должны быть? Ученые полагают, что в та­ком

животном хлорофилл бу­дет сосредоточен в коже, куда свободно проникает свет,

необходимый как для синтеза зеленого пигмента, так и для образования

органических ве­ществ. «Зеленый человек» должен делать кое-что наобо­рот:

днем, подобно сказочно­му королю, ходить в невиди­мой для всех одежде, а

ночью, напротив, одеваться, чтобы согреться.

Проблема заключается в том, сможет ли такой орга­низм получать с помощью

фотосинтеза достаточно пищи. Исходя из максимально воз­можной интенсивности

фото­синтеза растений в самых благоприятных условиях су­ществования, можно

подсчи­тать, сколько органического вещества сможет образовать зеленая кожа

этого человека. Если принять, что 1 квадрат­ный дециметр зеленого расте­ния

за 1 час синтезирует 20 миллиграммов Сахаров, то 170 квадратных дециметров

человеческой кожи, доступной солнечным лучам, смогут об­разовать за это время

3,4 грамма. За 12-часовой день количество органического ве­щества составит

40,8 грамма. В этой массе будет концентри­роваться около 153 калорий энергии.

Такого количества явно недостаточно для удов­летворения энергетических

по­требностей человеческого ор­ганизма, которые составляют 2000—4000 калорий

в сутки.

Примем во внимание, что «зеленому человеку» не нужно думать о пропитании и

быть слишком деятельным, посколь­ку пища сама поступает в его организм из

хлоропластов ко­жи. Нетрудно прийти к заклю­чению, что отсутствие физи­ческой

нагрузки и малопод­вижный образ жизни сделают его похожим на обычное

рас­тение. Иначе говоря, «зелено­го человека» весьма трудно будет отличить от

опунции.

Расчеты исследователей по­казывают: для того, чтобы об­разовать достаточное

коли­чество органического вещест­ва, «зеленый человек» в ходе эволюции должен

в 20 раз увеличить поверхность своей кожи. Это может произойти за счет

возрастания числа складок и отростков. Для это­го ему необходимо будет

об­завестись подобием листьев. Если это произойдет, то он станет совсем

малоподвиж­ным и еще более похожим на растение.

Таким образом, существова­ние крупных фотосинтезирующих животных и человека

на Земле и в космосе едва ли возможно. Ученые полагают, что в любой

биологической системе, хотя бы отдаленно напоминающей биосферу Зем­ли,

обязательно должны су­ществовать растительноподобные организмы,

обеспечиваю­щие пищей и энергией как самих себя, так и животных.

13. Заключение

Во второй половине XIX столетия было установлено, что энергия солнечного

света усваивается и трансформи­руется при помощи зеленого пигмента

хлорофилла.

На основе проведенных опытов можно сказать что, зеленая окраска хлорофилла

опреде­ляется наличием в нем ато­ма металла вне зависимости от того, будет ли

это маг­ний, медь или цинк.

Современная наука под­твердила правильность взгля­дов К. А. Тимирязева

относи­тельно исключительной важ­ности для фотосинтеза именно красных лучей

солнечного спектра. Оказалось, что коэф­фициент использования крас­ного света

в ходе фотосинтеза выше, чем синих лучей, которые также поглощаются

хлорофиллом. Красные лучи, по представ­лениям К. А. Тимирязева, играют

основополагающую роль в процессе мироздания и созидания жизни.

Как известно растения поглащают углекис­лый газ, который присоединяется к

пятиуглеродному веществу под названием рибулезодифосфат, где потом он в

дальнешем участвует во многих других реакциях.

Изучение особенностей фо­тосинтеза у разных растений, безусловно, будет

способство­вать расширению возможнос­тей человека в управлении их

фотосинтетической деятель­ностью, продуктивностью и урожаем. В целом

фотосинтез это один из основополагающих процессов жизни, на котором основана

большая часть современной растительной фауны на поверхности земли.

14. Список использованных источников

1. Б. Дижур «Зеленая лабо­ратория» — М.: Детгиз, 1954.

2. Артамонов В. И. «Занимательная физиология растений». – М.:

Агропромиздат, 1991

3. Сергеев И. И. «История фотосинтеза». – М.: Наука, 1989

4. Пчелов А. М. «Природа и ее жизнь». – Л.: Жизнь, 1990

[1] Б. Дижур. Зеленая лабо­ратория. — М.: Детгиз, 1954. С. 6.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6