Фотосинтез
Основные положения фотосинтеза:
— растения поглощают углекислоту и выделяют кислород в равном объёме;
— процесс фотосинтеза происходит только на солнечном свету;
— фотосинтез характерен лишь для зелёных частей растения, т.е. частей, содержащих хлорофилл;
— процесс выделения кислорода происходит только при наличии в воздухе углекислоты;
— чем больше в воздухе углекислоты, тем больше выделяется кислорода.
Английский химик Джозеф Пристли обнаружил, что зелёные растения способны якобы «исправлять» испорченный животными воздух и делать его вновь пригодным для дыхания. Он попытался получить аналогичные результаты в опытах на крупных, активно растущих растениях. Однако, во всех таких опытах растения, подобно животным «портили» воздух.
Голландский естествоиспытатель Ян Ингенхауз обнаружил, что способность растений «исправлять» воздух связана с воздействием солнечного света. Он
определил, что это делают зелёные растения. Они «исправляют» воздух лишь на солнечном свету. В темноте они ведут себя точно так же, как остальные части растений, то есть загрязняют воздух своим дыханием.
В дальнейшем учёные определили, что растение на свету усваивает углерод из углекислоты воздуха с выделением в равном объёме кислорода. Однако до сих пор остаются загадки в процессе фотосинтеза.
— отсутствует единое мнение относительно химической стороны процесса фотосинтеза.
— отсутствует убедительное объяснение связи двух противоположных и взаимоисключающих процессов – дыхания и фотосинтеза.
— почему отсутствует зависимость увеличения биомассы растений от интенсивности процесса фотосинтеза?
— почему в атмосфере с повышенным содержанием углекислоты отсутствует ускорение роста растений?
Голландский естествоиспытатель Ван-Гельмонт был первым учёным, количественно показавшим значение воды для жизнедеятельности растений. Он посадил ивовую ветвь в глиняный сосуд с почвой.
Ван-Гельмонт в течение пяти лет поливал её дождевой и дистиллированной водой. Через пять лет растение и почва были им взвешены. Ива за это время прибавила в весе около 75 кг (без учёта веса листьев, потерянных ивой за четыре осени). Почва потеряла всего 57 грамм.
Ван-Гельмонт пришёл к выводу, что растительная масса ивы была создана исключительно за счёт воды, которой её поливали. Было проведено много опытов и других физиологов. Выяснилось, что растение могло существовать лишь за счёт дистиллированной воды с маленькой добавкой минеральных солей. При этом оно значительно прибавляло в весе, хорошо развивалось, давало цветы и плоды. То есть весьма энергично увеличивало своё углеродное содержание. Этот взгляд держался более ста лет.
По данным К.А. Тимирязева, в ста весовых частях сухого растительного вещества содержится: углерода – 45%, водорода – 6,5%, азота – 1,5%, кислорода – 42%, золы – 5%. Т.е. почти половина всего состава растительного вещества приходится на углерод. Возникает вопрос: откуда растение берет такое количество углерода? Исходя из результатов опытов Ван-Гельмонта, углерод следовало бы искать в воде.
Затем Лавуазье обнаружил, что вода состоит всего из двух простых элементов: водорода и кислорода. Авторитет Лавуазье – перевесил. Учёные вынуждены были обратить свои взоры на единственную оставшуюся среду, откуда растение могло бы ещё черпать углерод для своего питания. Опыты Лавуазье отвергли почву и воду. Остался один только воздух. Отсюда эта логическая цепочка: воздух – листья – фотосинтез.
Теория фотосинтеза возникла, как ответ на вопрос – откуда растение берет углерод. Оно из него строит свою растительную массу. Предположения, на которых строится теория фотосинтеза, должны вытекать из опыта, законов физики или химии. Однако их вынуждены подгонять под сложившиеся взгляды в отношении химического состава воды и атмосферы.
С точки зрения теории фотосинтеза возникают странности в растениеводстве.
1. Агрохимия игнорирует концентрацию углекислоты в воздухе. Растению нужны тепло, влага и удобрение. Правильное сочетание и чередование этих трёх элементов постоянно даёт устойчивые и обильные урожаи.
2. При очень низком содержании углекислоты в воздухе (ниже 0,03%) фотосинтез прекращается.
3. Растение нормально развивается в атмосфере, вообще лишённой углекислоты (откуда тогда оно берет углерод?).
4. Все успехи сельского хозяйства в выращивании богатых урожаев были достигнуты игнорируя теорию фотосинтеза.
5. Интенсивность процесса фотосинтеза значительно колеблется в зависимости от содержания в воздухе углекислоты, освещённости, смены дня и ночи, сезонности. От тех же причин должно зависеть и меняться в равной мере и содержание кислорода в воздухе.
С точки зрения теории фотосинтеза является загадкой постоянство процентного состава воздуха. Состав атмосферы постоянен в любое время года, в любое время суток. Отсутствует зависимость от природных условий, как в районах с богатой растительностью, так и в пустынях, над океанами.
Процентное содержание кислорода и углекислоты в воздухе различается на порядки. Как могут 0,03% углекислоты поддерживать постоянство 21% кислорода в воздухе? Поглощение CO2 и выделение О2 идет в равных объёмах. Откуда берётся избыток кислорода? Он постоянно расходуется в больших количествах на окислительные реакции. Они требуются, как для жизни, так и её уничтожения.
На высотах до 70-80 км обнаружено сохранение процентного соотношения между содержанием кислорода и азота. В атмосфере содержится 79% азота. Углекислого газа – всего лишь 0,03%. Возникает загадка. Растения научились усваивать углекислоту, находящуюся в ничтожной дозе в воздухе. Однако у них отсутствует способность усваивать азот. Он им очень нужен и составляет 4\5 объёма воздуха.
Исследования показали, что синтез сложных органических соединений происходит в корневой системе растений (вместо листьев). Изучался состав пасоки. Это сок растения в месте среза стебля, выделяющийся из его коневой части. Пасока богата органическими соединениями (органическими кислотами, аминокислотами, белком).
Откуда в корнях растения берутся органические вещества? Согласно теории, единственным их источником является углекислота воздуха. Она «всасывается» листьями и там превращаемая в органические соединения.
Наука объясняет, что органические соединения синтезируются из углекислоты в листьях. Затем они следуют в корневую систему. Там происходит новый синтез спустившихся с высоты органических соединений с минеральными веществами, всосанными через корни. Затем всё это заново вместе с пасокой поднимается наверх к листьям.
Процесс выделение пасоки может продолжаться много часов с постоянной интенсивностью. При этом пасока всё время остаётся богатой органическими соединениями. Это имело место и в том случае, когда растения во время проведения опытов вообще были лишены своей надземной части вместе с листьями.
Органические вещества образуются в корнях. Хлорофилл поднимает их к кроне. Транспирация – процесс, при котором вода переходит из жидкого состояния в газообразное. Для этого изменения фазового состояния воды требуется затратить энергию, равную теплоте парообразования.
Условием транспирации является приток внешней энергии к испаряющей поверхности. Зелёная пигментация служит средством аккумуляции листьями растений солнечной и световой энергии для превращения её в энергию парообразования. А затем в энергию движения тока воды снизу-вверх. С этой точки зрения становится понятным тот факт, что более богатые хлорофиллом тёмно-зелёные листья растений способны и более интенсивно испарять влагу со своей поверхности.
Источником кислорода для огромного воздушного океана может быть только другой океан – водный. Только так можно объяснить стабильность % состава атмосферы. Ведь в ней постоянно идут процессы окисления. Как и в случае с углеродом – пришли к воде, как к наиболее вероятному источнику.
По материалам книги Э.А. Позднякова «Извечные загадки науки глазами дилетанта».
P.S. Жизнь существует благодаря углероду и кислороду. Вода – источник жизни. У теории фотосинтеза отсутствует подтверждение. Она так и осталась теорией. Возможно, это связано с тем, что отсутствует возможность познать механизм фотосинтеза. Вероятно, Лавуазье совершил ошибку в опытах с водой. Может быть, науку намеренно направили по ложному пути, используя авторитет Лавуазье.


