17 августа 2021 года исполнилось ровно 255 лет с того момента, как Джозеф Пристли первым опытным путём показал: растения способны «оживить» воздух. С тех пор слово фотосинтез стало краеугольным камнем биологии, экологии и даже космонавтики. Ниже, хронологический путеводитель по главным вехам, когда учёные, не прибегая ни к гадалкам, ни к алхимическим «философским камням», шаг за шагом разгадывали тайну самого важного на планете процесса.
1600-е: Ван Гельмонт и «вода как всё»
В начале XVII века фламандский врач Ян Батист Ван Гельмонт посадил в кадку с 90 кг почвы небольшое дерево и 5 лет поливал его только дождевой водой. По окончании эксперимента почва потеряла лишь 50 г, тогда как дерево выросло на… 75 кг. Гельмонт решил, что «всё вещество растения состоит из воды». Роль света и воздуха он упустил — но заложил первый камень в «здании» фотосинтеза: внешнее вещество действительно превращается во внутреннее.
1771: Джозеф Пристли — «воскрешение» воздуха
- 17 августа 1771 года (точная дата указана в труде Пристли «Опыты и наблюдения разных видов воздуха»).
- Пристли поместил под стеклянный колпак мышь и свежесорванный веточку мяты.
- Через несколько дней мышь выжила, а воздух вновь стал годен для дыхания — если присутствовал свет.
1817: Хлорофилл выходит на сцену
Французские химики П. Пеллетье и Ж. Каванту выделили из листьев зелёное вещество и дали ему имя хлорофилл (от греч. «хлорос» — зелёный и «филлон», лист). Теперь учёные точно знали: именно хлорофилл — «антенна», ловящая солнечные лучи.
1877: Вильгельм Пфеффер — рождается термин
Немецкий ботаник Вильгельм Пфеффер обобщил все накопленные эксперименты и впервые употребил слово «фотосинтез» для описания процесса поглощения CO₂ и воды с образованием органических веществ при участии света.
1897-1905: Фредерик Блэкман и «закон ограничивающего фактора»
Блэкман показал, что скорость фотосинтеза определяется наиболее дефицитным фактором: светом, CO₂ или температурой. Он же открыл, что процесс делится на световую и темновую фазы, что впоследствии стало ключом к пониманию фотофосфорилирования.
XX век: от закона сохранения энергии до атомных реакций
- Юлиус Роберт Майер и закон сохранения энергии: фотосинтез подчиняется общему энергетическому балансу Вселенной.
- 1930-е: К.А.Тимирязев точно измерил количество энергии, запасаемое растениями.
- 1941-1950-е: Мелвин Кальвин с помощью радиоактивного С¹⁴ раскрыл цикл превращений углерода (нобелевская премия 1961).
Зачем это нужно сегодня
- Кислород: 70 % кислорода в атмосфере — продукт фотосинтеза океанических водорослей.
- Климат: Леса и фитопланктон — главные «губки» для CO₂.
- Космос: В биорегенеративных системах МКС и будущих марсианских базах фотосинтез будет «живым кондиционером».
Контакты для обращений
- Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12
Тел.: +7 (495) -39-10-00
E-mail: dekanat@bio.msu.ru - Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН
127276, г. Москва, ул. Ботаническая, д. 35
Тел.: +7 (495) -17-08-00
E-mail: info@ippras;ru - Федеральный центр «Фундаментальные основы биотехнологии»
119071, г. Москва, Ленинский просп., д. 33
Горячая линия: +7 (495) -54-90-00
Подать вопрос онлайн: biotech.gov.ru/contacts
Самое главное помнить: фотосинтез — это не просто «процесс растений». Это солнечный двигатель жизни на Земле, который люди начали разгадывать без магии, лишь с помощью любопытства, точных весов и кропотливого опыта больше пяти веков назад. И мы до сих пор учимся у природы, как превращать свет в жизнь.