Всемирно известный русский физиолог растений К. А. Тимирязев одним из первых обратил внимание на исключительно важную, поистине космическую роль зеленого растения и на протяжении всей своей научной деятельности стремился глубоко раскрыть и обосновать его значение как посредника между Солнцем и Землей, между живой и неживой природой. По образному выражению К. А. Тимирязева, растение — это истинный Прометей, похитивший огонь с неба. Такое на первый взгляд неожиданное сравнение с могучим Прометеем — героем древнегреческих легенд, который согласно мифу похитил огонь с неба у богов и научил людей пользоваться им, основано на том, что зеленое растение способно улавливать энергию солнечного луча и запасать ее в органических веществах, образующихся при фотосинтезе.
К. А. Тимирязев постоянно стремился возможно ярче и нагляднее показать роль фотосинтеза как процесса усвоения солнечной энергии для жизни на Земле вообще и для деятельности человека в частности. В одной из публичных лекций, прочитанных еще в 1875 г., вот как красочно он описал превращения солнечной энергии в организме человека:
«Когда-то, где-то на землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез… В той или другой форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы. И вот теперь атомы углерода стремятся в наших организмах вновь соединиться с кислородом, который кровь разносит во все концы нашего тела. При этом луч солнца, таившийся в них в виде химического напряжения, вновь принимает форму явной силы. Этот луч солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу».
С этими высказываниями очень созвучны образные слова известного индийского ученого Д. Ч. Бозе, относящиеся к 1924 г.: «Когда мы стоим у камина с пылающим углем, мы греемся на солнышке каменноугольной эпохи».
Да, основным источником энергии для человека было и до сих пор остается зеленое растение, поглощающее солнечные лучи и консервирующее их в виде угля, нефти и горючих газов, запасы которых и поныне являются кладовой Солнца.
В начале XX в. концепция о космической роли растений стала общепризнанной. Приведем некоторые данные, которые помогут составить представление о поистине космических масштабах фотосинтеза, коренным образом преобразующего лик нашей планеты.
В ранние геологические периоды теплый и влажный климат, а также относительно высокое содержание СО2 в атмосфере Земли содействовали пышному расцвету фотосинтезирующих растений с сильным преобладанием процессов новообразования органических веществ над их распадом. При этом все большее количество углерода из СО2 воздуха переходило в состав органических веществ, которые затем в течение длительного времени превращались в залежи каменного угля, нефти, торфа, почвенного перегноя и т. п. За многие миллионы лет, прошедших с момента появления зеленых растений на Земле, накопились огромные запасы углерода, входящего в состав различных ископаемых, а также в состав всех живых организмов и их остатков. Эти запасы достигают, по приблизительным подсчетам, 6∙1015 г. Причем, только в таких горючих ископаемых, как каменный уголь, нефть и газы, запас углерода составляет, по последним и, вероятно, не полным еще сведениям, около десяти тысяч миллиардов тонн (1013 т).
Кроме того, космическая роль зеленого растения заключается в существенных изменениях условий жизни на Земле, приведших в свою очередь к возникновению новых форм самой жизни, С появлением и расселением фотосинтетиков происходило изменение состава атмосферы, она постепенно обеднялась углекислым газом и вместе с тем обогащалась молекулярным кислородом, в результате чего бескислородные, или иначе, анаэробные, условия сменились аэробными. В настоящее время в атмосфере Земли имеется около 20% свободного кислорода, необходимого для дыхания большинства живых организмов. По подсчетам А. А. Ничипоровича, фактическое содержание свободного кислорода в атмосфере, равное 1,5∙1015 г, весьма близко к тому количеству, которое должно выделиться при образовании огромных запасов восстановленного углерода (6∙1015 г), накопившихся на Земле благодаря деятельности фотосинтетиков. Это может служить одним из доказательств того, что практически весь свободный кислород нашей атмосферы имеет биологическое происхождение.
От состава атмосферы (в частности, от содержания в ней СО2) в большой степени зависят, в свою очередь, тепловой режим и климатические условия. Ведь атмосферная углекислота вместе с парами воды поглощает инфракрасные (тепловые) лучи, испускаемые Землей, и таким образом задерживает тепло, которое наша планета рассеивает в космос. Некоторые ученые считают, что одна из важнейших причин изменения климатических условий — образования ледников и значительного похолодания — как раз и заключается в обеднении атмосферы углекислотой в результате длительной фотосинтетической деятельности растений.
Источник: Н.Н. Овчинников, Н.М. Шиханова. Фотосинтез. Пособие для учителей. Изд-во «Просвещение». Москва. 1972