Тайная жизнь растений - Питер Томпкинс

За триста пятьдесят лет, прошедших после выхода в свет известной работы Гилберта «Магнит» (De Magnete), было создано множество теорий, объясняющих природу геомагнетизма, но ни одна из них не является исчерпывающей.

То же относится и к современным физикам, которые попросту заменили теорию «эфирных флюидов» на волновую «электромагнитную радиацию». Ее спектр варьируется от громадных макропульсаций, тянущихся несколько сотен тысяч лет с длиной волн в миллионы километров до сверхкоротких пульсаций энергии с частотой в 10 000 000 000 000 000 000 000 циклов в секунду и с бесконечно малой длиной в одну десятимиллиардную сантиметра. Первый тип пульсации наблюдается при таких явлениях, как смена магнитного поля Земли, а второй - при столкновении атомов, обычно гелия и водорода, движущихся с огромной скоростью. При этом выделяется излучение, которому дали название «космические лучи». Между этими двумя крайностями находится бесконечное множество других волн, включая гамма-лучи, берущие начало в ядре атома; рентгеновские лучи, исходящие от оболочек атомов; ряд видимых глазу лучей, называемых светом; волн, используемых в радио, телевидении, радарах и других областях - от исследований космоса до СВЧ-кулинарии.

Электромагнитные волны отличаются от звуковых тем, что могут проходить не только сквозь материю, но и сквозь ничто. Они движутся с огромной скоростью в 300 миллионов километров в секунду сквозь необъятные просторы космоса, заполненные, как считалось раньше, эфиром, а теперь -почти абсолютным вакуумом. Но еще никто толком не объяснил, как эти волны распространяются. Один выдающийся физик жаловался, что «мы просто не можем объяснить механизм этого проклятого магнетизма».

В 1747 г. немецкий физик из Виттенберга рассказал французскому аббату и учителю физики дофина Жану Антуану Нолле (Jean Antoine Nollet) об интересном явлении: если закачать воду в тончайшую трубку и дать ей свободно течь, то она будет вытекать из трубки медленно, по капле. Но если же трубка наэлектризована, то вода вытечет сразу, непрерывной струей. Повторив опыты немца и поставив ряд собственных, Нолле «начал верить, что свойства электричества, если их правильно использовать, могут оказывать замечательное воздействие на структурированные тела, которые в некотором смысле можно рассматривать как гидравлические машины, созданные самой природой». Нолле поставил несколько растений в металлических горшках рядом с проводником и с волнением заметил, что растения стали быстрее испарять влагу. Затем Нолле провел множество экспериментов, в которых скрупулезно взвешивал не только нарциссы, но и воробьев, голубей и кошек. В результате он обнаружил, что наэлектризованные растения и животные быстрее теряют в весе.

Нолле решил проверить, как феномен электричества влияет на семена. Он посадил несколько десятков горчичных семян в два ящика из жести и наэлектризовывал один из них с 7 до 10 утра и с 3 до 8 вечера семь дней подряд. К концу недели все семена в наэлектризованном контейнере проросли и достигли в среднем высоты в 3,5 см. В ненаэлектризо-ванном контейнере проклюнулись всего три семечка, выросшие лишь до 0,5 см. Хотя Нолле так и не смог объяснить причин наблюдаемого явления, в своем объемистом докладе для Французской академии наук он отметил, что электричество имеет огромное влияние на рост живых существ.

Нолле сделал свое заключение за несколько лет до новой сенсации, прокатившейся по Европе. Бенжамин Франклин смог поймать заряд электричества от удара молнии с помощью воздушного змея, которого он запустил во время грозы. Когда молния стукнула в металлический кончик каркаса воздушного змея, заряд прошел вниз по влажной струне и попал в лейденскую банку - накопитель электричества. Этот прибор был разработан в Университете Лейдена и использовался для хранения электрического заряда в водной среде; разрядка же происходила в виде одиночной электрической искры. До сих пор считалось, что в лейденской банке молено хранить лишь статическое электричество, произведенное генератором статического электричества.

Пока Франклин собирал электричество с облаков, блестящий астроном Пьер Шарль Лемонье (Pierre Charles Lemonni-ег), принятый во Французскую академию наук в возрасте 21 года и позднее сделавший сенсационное открытие о наклонении эклиптики, определил, что в атмосфере Земли идет постоянная электрическая активность даже в солнечную безоблачную погоду. Но как в точности это вездесущее электричество взаимодействует с растениями, так и осталось загадкой.

Следующая попытка применить атмосферное электричество для увеличения плодоношения растений была предпринята в Италии. В 1770 г. профессор Гардини натянул несколько проводов над огородом одного монастыря в Турине. Вскоре многие растения стали чахнуть и умирать. Но как только монахи сняли провода над своим огородом, растения тут же оживились. Гардини предположил, что либо растения перестали получать нужную для роста дозу электричества, либо доза полученного электричества была чрезмерной. Однажды Гардини узнал, что во Франции братья Жозеф-Ми-шель и Жак-Этьенн Монгольфье (Joseph-Michel, Jacques-Et-ienne Montgolfier) соорудили огромный шар, заполненный теплым воздухом, и отправили его в воздушное путешествие над Парижем с двумя пассажирами на борту. Тогда шар пролетел расстояние в 10 км за 25 минут. Гардини предложил применить это новое изобретение в садоводстве. Для этого к шару нужно присоединить длинный провод, по которому электричество с высоты пойдет вниз на землю, к садовым растениям.

Ученые того времени не обратили на события в Италии и Франции никакого внимания: уже тогда они скорее интересовались влиянием электричества на неживые предметы, чем на живые организмы. Ученых также не заинтересовала работа аббата Бертолона (Bertholon) который в 1783 г. написал объемистый трактат «Электричество растений» (De l'Elec-tricite des Vegetaux). Бертолон был профессором экспериментальной физики во французских и испанских университетах и полностью поддерживал идею Нолле о том, что, изменяя вязкость, или гидравлическое сопротивление, жидкостной среды в живом организме, электричество тем самым влияет

на процесс его роста. Он ссылался и на доклад итальянского физика Джузеппе Тоальдо (Guiseppe Toaldo), который описал влияние электричества на растения. Тоальдо обратил внимание, что в посаженном ряде кустов жасмина два из них оказались рядом с громоотводом. Именно эти два куста выросли на 10 метров в высоту, тогда как остальные кусты были всего лишь 1,5 метра.

Бертолон, слывший чуть ли не колдуном, попросил садовника перед поливом растений из наэлектризованной лейки вставать на что-нибудь, непроводящее электричество. Он сообщил, что его салаты выросли до невероятных размеров. Он также изобрел, так называемый, «электровегетометр», чтобы собирать атмосферное электричество с помощью антенны и пропускать его через растущие на полях растения. «Этот инструмент, - писал он, - влияет на процесс роста и развития растений, его можно применять в любых условиях, при любой погоде. В его эффективности и пользе могут сомневаться лишь люди малодушные и трусливые, которые, прикрываясь маской благоразумия, панически боятся всего нового». В заключении аббат прямо заявил, что в будущем лучшие удобрения в виде электричества будут бесплатно доставляться растениям «прямо с небес».

Замечательная идея о том, что электричество взаимодействует со всеми живыми существами и даже пронизывает их насквозь, получило свое развитие в ноябре 1780 г. Жена ученого из Болоньи Луиджи Гальвани случайно заметила, что генератор статического электричества вызывает конвульсивные сокращения в отрезанной лапке лягушки. Когда она рассказала об этом мужу, он был очень удивлен и тут же предположил, что электричество имеет животное происхождение. В канун Рождества он решил, что это именно так, и записал в свой рабочий дневник: «Скорее всего электричество является возбудителем нервно-мышечной активности».

В течение последующих шести лет Гальвани изучал влияние электричества на работу мышц, и однажды случайно открыл, что лягушачьи лапки дергаются с тем же успехом и без применения электричества, когда медная проволока с подвешенными лапками прикасается к железному стержню при дуновении ветра. Для Гальвани стало очевидно, что в этой замкнутой электрической цепи источником электричества могли быть либо металлы, либо лягушки. Считая, что электричество имеет животную природу, он заключил, что наблюдаемое явление связано с животной тканью и такая реакция является следствием циркуляции витального флюида (энергии) тел лягушек. Гальвани окрестил этот флюид «животным электричеством».

Вначале открытие Гальвани поддержал его соотечественник Алессандро Вольта (Alessandro Volta), физик в Университете Павии Миланского герцогства. Но при повторении экспериментов Гальвани, Вольта смог вызвать эффект электричества с помощью лишь двух видов металлов. Он писал аббату Томмаселли, что, очевидно, электричество исходило не от лапок лягушки, а просто стало «результатом использования двух металлов с различными свойствами». Углубившись в изучение электрических свойств металлов, в 1800 г. Вольта создал первую электрическую батарею. Она представляла собой стопку чередующихся цинковых и медных дисков с кусочками влажной бумаги между ними. Она моментально заряжалась и могла использоваться как источник тока бессчетное количество раз, а не только единожды, как лейденская банка. Так исследователи впервые перестали зависеть от статического и природного электричества. Вследствие изобретения этой прародительницы современной батарейки было обнаружено искусственное динамическое, или кинетическое, электричество. Идею же Гальвани о существовании особой жизненной энергии в тканях живых организмов почти забыли.