Оставил богатое наследство в виде научных и научно-популярных работ для потомков. Ключевые исследования ученого по физиологии растений были посвящены изучению процессов фотосинтеза. Он придумал и разработал специальные методики и необходимые аппараты.

К. А. Тимирязев исследовал зависимость фотосинтеза от интенсивности света и его спектрального состава и при этом установил, что из углекислого газа, находящегося в воздухе, растения ассимилируют углерод за счет энергии солнечного света. Им было экспериментально подтверждено, что в красных и синих лучах, которые наиболее полно поглощаются хлорофиллом, процессы проходят эффективнее. Именно Тимирязеву принадлежит идея, что хлорофилл как физически, так и химически принимает участие в процессе фотосинтеза. Далее он развил свою теорию и опубликовал работу «Зависимость усвоения углерода от интенсивности света» в 1889 году. По сути, ученый на практике доказал, что процесс фотосинтеза подчиняется закону сохранения энергии и первому закону фотохимии.

В 1903 году в Лондонском королевском обществе Тимирязев прочитал лекцию под названием «Космическая роль растения», где обобщил собственные исследования в течение многих лет в области фотосинтеза. В ней он привел доказательства того, что фотосинтез, осуществляемый зелеными растениями, является первоисточником органического вещества и энергии, без которых жизнедеятельность растений невозможна. Это открытие стало крупнейшим вкладом в мировое учение о неразрывной связи и единстве живой и неживой материи, которая участвует у непрерывном круговороте как веществ, так и энергии на нашей планете.

Надо отдать должное уважение прозорливому ученому, т.к. он занимался не только чистой наукой, а видел твердую основу для рационального прикладного земледелия. В 1867 году Тимирязев заведовал опытным полем, которое было организованно на средства Вольного экономического общества и располагалось в селе Реньевке Симбирской губернии. Там проводились испытания по применению минеральных удобрений и фиксировались их воздействия на урожай. Далее в 1872 был построен один их первых в Европе вегетационных домиков, где проводятся уникальные для того времени опыты. Благодаря разработкам ученого появлялись новые методы по минимизации влияний засухи на урожай. Для своих исследований Тимирязев создал новую аппаратуру, которая стала прототипом многих современных приборов.

Тимирязев выступал активным пропагандистом внедрения научных достижений на практике. Он считал, что должен не только изучать, описывать и объяснять процессы, происходящие с растениями, но также научиться управлять ими. Он видел грандиозные перспективы в модернизации сельского хозяйства с тем условием, что полезные и необходимые культурные растения будут улучшаться при разумном вмешательстве человека. Например, уже в те годы Тимирязев настаивал на целесообразности выведения новых сортов, которые должны иметь мощную корневую систему или пониженную транспирацию, объясняя это тем, что таким образом повысится продуктивность транспирации при использовании удобрений. Под влиянием ученого в сельском хозяйстве стали применять вегетативный метод и стали создавать заводы для производства селитры. Многие проекты, которые Тимирязев не успел осуществить лично, позже были реализованы его последователями и убедительно доказали правоту великого ученого. Например, Тимирязев был убежден, что выращивание растений при электрическом освещении приобретет производственное значение в масштабах целых государств.

Тимирязев имел уникальное качество – простым доступным языком излагать сложные научные мысли. С ним могли на равных общаться не только высокообразованные специалисты, а также простые крестьяне. Тем более, что они были крайне заинтересованны в советах ученого. Значение работ Тимирязева для науки имеет еще и то значение, что благодаря им наука стала более демократической. Его книга «Жизнь растений» выдержала десятки изданий на русском и многих иностранных языках, при этом она остается интересна как для студентов, преподавателей, так и для популярного чтения всех желающих.

4.7 Биология, ботаника, агрономия

4.7.051 Фотосинтез Тимирязева

Естествоиспытатель, ботаник, химик, физиолог, историк и популяризатор науки; пропагандист дарвинизма, публицист; профессор Петровской с/х академии и Московского университета; заведующий кафедрой анатомии и физиологии растений Московского университета; основоположник русской научной школы физиологов растений; член-корреспондент Петербургской АН (РАН); почетный член университетов Женевы, Глазго, Кембриджа, Лондонского королевского общества; председатель Ботанического общества любителей естествознания, антропологии и этнографии; член Моссовета - Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920) является родоначальником исследований проблемы фотосинтеза, а также биологических основ агрономии.

Тимирязев, по его собственным словам, «работал для науки и писал для народа». Начиная с магистерской и докторской диссертаций «Спектральный анализ хлорофилла» (1871) и «Об усвоении света растением» (1875), ученый на протяжении полувека занимался растениями, хлорофиллом и фотосинтезом, а его книга «Жизнь растения» (1878), переведенная на многие языки мира, и по сию пору привлекает массу читателей.

Тема жизни растения - центральная в творчестве Тимирязева, одна из главнейших и в науке вообще, поскольку именно с нею связано существование жизни на земле. В процессе жизнедеятельности растения хлорофилловые зерна листьев «поедают» углекислый газ, содержащийся в воздухе, вернее - питаются углеродом, выделяемым из углекислоты под действием света.

Это «воздушное питание» растений немецкий ботаник В. Пфеффер и назвал в 1877 г. «фотосинтезом». В цепочке «растения - животные - люди» растения оказываются основой всего живущего, с них начинаются пищевые цепи. Именно растения как передатчики энергии солнца нашей планете (превращая энергию солнечного света в энергию, запасенную в углеводах) гарантируют сохранение жизни на земле.

Фотосинтезом занимались в XIX в. многие естествоиспытатели - Дж. Пристли, Я. Ингенгауз, Ж. Сенебье, Н. Соссюр, Ю. Майер, Д.Г. Стокс, Ю. Сакс и др., исследовавшие зависимость фотосинтеза от освещения, содержание хлорофилла в листе, наличие СО2 в атмосфере, преобразование в растении световой энергии в химическую, роль в этом процессе отдельных участков спектра…

С конца 1860-х гг. изучением этого процесса занялся и Тимирязев.

Эпиграфом к творчеству Тимирязева можно было бы взять слова Дж. Свифта, столь любимые самим физиологом: «Тот, кто сумел бы вырастить два колоса там, где прежде рос один, две былинки травы, где росла одна, заслужил бы благодарность всего человечества». Климент Аркадьевич на славу потрудился на земельных делянках, выращивая колосья и былинки, и давая людям верный рецепт умножения урожайности сельскохозяйственных культур.

Ученый создал первую опытную станцию на опытном поле в с. Реньевке Симбирской губернии, где изучал действие минеральных удобрений на урожай (1867); на территории Петровской с/х академии построил первую теплицу - «вегетационный домик» (1872); организовал на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде первую показательную опытную станцию с таким домиком (1896) и т.д.

В статьях «Земледелие и физиология растений», «Происхождение азота растений» и др. ботаник на основе своих экспериментов, получивших признание в России и в Европе, пропагандировал новейшие достижения агрономической химии и физиологии растений, искусственное орошение и глубокую вспашку в борьбе с засухой, применение минеральных удобрений, севооборот клевера, лесные полезащитные полосы, борьбу с сорняками, использование для посева засухоустойчивых сортов злаковых.

Ботаник настаивал на целесообразности выведения новых сортов с мощной корневой системой или пониженной транспирацией (испарением воды); повлиял на применение в с/х вегетативного метода; инициировал создание заводов для производства селитры; заложил основы выращивания растений при электрическом освещении.

Для Тимирязева его лозунг «Наука должна сделать труд земледельца более производительным» был и главным руководством к действию.

Все свои рекомендации ученый делал на основе изучения им фотосинтеза. Отведя растениям космическую роль посредников между солнцем и жизнью на нашей планете, Тимирязев нашел ответ на вопрос, поставленный немецкими учеными Ю.Р. Майером и Г.Л.Ф. Гельмгольцем, основоположниками закона сохранения энергии, - является ли источником жизни солнце.

Начал ученый с проведения сложнейших и тончайших опытов (не воспроизведенных с тех пор ни одним экспериментатором!) и доказательства того, что реакция разложения углекислоты на кислород, выделяемый в атмосферу, и углерод необходимый растениям, т.е. фотосинтез, прямо зависит от хлорофилла и от энергии поглощаемых лучей.

До Тимирязева эти рассуждения ходили только в качестве гипотезы. Для этих целей физиолог впервые применил особо чувствительные спектроскопы, светофильтры, разработал улавливатели и анализаторы газа, приборы, измеряющие освещенность, усовершенствовал методику газового анализа, позволившую анализировать количество газа с точностью, поражающей современных исследователей.

Показав, что фотосинтез при слабом свете зависит от количества поглощенной энергии, а при сильном освещении достигает светового насыщения, ученый «экспериментально обнаружил, что имеются два максимума поглощения света растением, которые лежат в области красных и синих лучей спектра; доказал приложимость закона сохранения энергии к процессу фотосинтеза». (В.П. Лишевский).

Наиболее благоприятные энергетические условия для разложения углекислоты по Тимирязеву давали красные лучи, а самым совершенным поглотителем энергии являлся сам хлорофилл. Все это было подтверждено позднее открытием квантовой теории и исследованиями фотосинтеза другими учеными.

Впервые доказав, что зеленая окраска хлорофилла специально приспособлена для поглощения солнечной энергии, необходимой для разложения углекислоты, ученый открыл, что именно этот «окрас» хлорофилла позволяет бесцветной углекислоте разлагаться в т.н. хлоропластах.

Тимирязев был первым ботаником, заговорившим о законе сохранения энергии, заменившим слово «свет» выражением «лучистая энергия», и первым высказавшим мысль о том, что «процесс разложения углекислоты должен зависеть от энергии солнечных лучей, а не от их яркости».

Итоги своих 35-летних исследований (по промежуточным этапам имевших яркие публикации) русский ученый подвел в своей блестящей крунианской лекции «Космическая роль растения», прочитанной в 1903 г. в Лондонском королевском обществе.

Мировое научное общество получило исчерпывающие ответы на вопросы, как протекает фотосинтез, какой предположительно химический состав хлорофилла, каков механизм воздействия на него солнечного света, как зависит этот процесс от лучей различной длины волны.

В целом же Тимирязев впервые сформулировал представления о фотосинтезе как процессе аккумуляции солнечной энергии.

Детально разрабатывая теорию фотосинтеза, Тимирязев понимал, что наука на рубеже веков еще не в состоянии была дать полное описание этого процесса.

Об этом ученый не раз писал в своих сочинениях, и при этом он был абсолютно уверен, что совсем скоро «физиологи выяснят в малейших подробностях явления, совершающиеся в хлорофилловом зерне; химики разъяснят и воспроизведут вне организма его процессы синтеза, имеющие результатом образование сложнейших органических тел, углеводов и белков, исходя из углекислоты; физики дадут теорию фотохимических явлений и выгоднейшей утилизации солнечной энергии в химических процессах; а когда все будет сделано, т.е. разъяснено, тогда явится находчивый изобретатель и предложит изумленному миру аппарат, подражающий хлорофилловому зерну, - с одного конца получающий даровой воздух и солнечный свет, а с другого - подающий печеные хлебы. И тогда всякому станет понятно, что находились люди, так настойчиво ломавшие головы над разрешением такого, казалось бы, праздного вопроса: почему и зачем растение зелено?».

Прошло сто лет с тех пор - пока такого аппарата, подающего изумленному миру печеные хлеба, не сделано, но ведь еще не конец света?

P.S. Напоследок процитируем Тимирязева - его слова сегодня обрели еще более глубокий смысл: «Наука не вправе входить в свое святилище, таиться от толпы, требуя, чтобы на слово верили ее полезности. Представители науки, если они желают, чтоб она пользовалась поддержкой и сочувствием общества, не должны забывать, что они слуги этого общества, что они должны от времени до времени выступать перед ним, как перед доверителем, которому они обязаны отчетом».

Профессор Московского университета; род. в Петербурге в 1843 г. Первоначальное образование получил дома. В 1861 г. поступил в Петербургский унив. на камеральный факультет, потом перешел на физико-математический, курс которого окончил в 1866 г. со степенью кандидата и был удостоен золотой медали за сочинение "О печеночных мхах" (не напечат.). В 1868 г. появился в печати его первый научный труд "Прибор для исследования разложения углекислоты", и в том же году Т. был отправлен за границу для подготовления к профессуре. Он работал у Гофмейстера, Бунзена, Кирхгофа, Бертло и слушал лекции Гельмгольца, Клода Бернара и др. Вернувшись в Россию, Т. защитил магистерскую диссертацию ("Спектральный анализ хлорофилла", 1871) и был назначен профессором Петровской сельскохозяйственной академии в Москве. Здесь он читал лекции по всем отделам ботаники, пока не был оставлен за штатом ввиду закрытия академии (в 1892 г.). В 1875 г. Т. доктор ботаники за соч. "Об усвоении света растением", а в 1877 г. приглашен в Московский университет на кафедру анатомии и физиологии растений, которую продолжает занимать и поныне. Читал также лекции на женских "коллективных курсах" в Москве. Кроме того, Т. состоит председателем ботанического отделения Общества любителей естествознания при Московском университете. Научные труды Т., отличающиеся единством плана, строгою последовательностью, точностью методов и изяществом экспериментальной техники, посвящены вопросу о разложении атмосферной углекислоты зелеными растениями под влиянием солнечной энергии и немало способствовали уяснению этой важнейшей и интереснейшей главы растительной физиологии. Изучение состава и оптических свойств зеленого пигмента растений (хлорофилла), его генезиса, физических и химических условий разложения углекислоты, определение составных частей солнечного луча, принимающих участие в этом явлении, выяснение судьбы этих лучей в растении и, наконец, изучение количественного отношения между поглощенной энергией и произведенной работой - таковы задачи, намеченные еще в первых работах Т. и в значительной степени разрешенные в его последующих трудах. К этому следует прибавить, что Т. первый ввел в России опыты с культурой растений в искусственных почвах. Первая теплица для этой цели была устроена им в Петровской академии еще в начале 70-х гг., т. е. вскоре после появления этого рода приспособлений в Германии. Позже такая же теплица была устроена Т. на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде. Выдающиеся научные заслуги Т. доставили ему звание члена-корреспондента Академии наук, почетного члена Харьковского и С.-петербургского университетов, Вольноэкономического общества и многих других ученых обществ и учреждений. Среди образованного русского общества Т. пользуется широкой известностью как популяризатор естествознания. Его популярно-научные лекции и статьи, вошедшие в сборники "Публичные лекции и речи" (М., 1888), "Некоторые основные задачи современного естествознания" (М., 1895) "Земледелие и физиология растений" (М., 1893), "Чарлз Дарвин и его учение" (4 изд., М., 1898) являются счастливым соединением строгой научности, ясности изложения, блестящего стиля. Его "Жизнь растения" (5-е изд., Москва, 1898; переведенное на иностранные языки), представляет собою образец общедоступного курса физиологии растений. В своих популярно-научных произведениях Т. является стойким и последовательным сторонником механического воззрения на природу физиологических явлений и горячим защитником и популяризатором дарвинизма. Список 27 научных работ Т., появившихся до 1884 г., помещен в приложении к его речи "L"etat actuel de nos connaissances sur la fonction chlorophyllienne" ("Bulletin du Congrès internation. de Botanique à St.-Peterbourg", 1884). После 1884 г. появились: "L"effet chimique et l"effet physiologique de la lumière sur la chlorophylle" ("Comptes Rendus", 1885), "Chemische und physiologische Wirkung des Lichtes auf das Chlorophyll" ("Chemisch. Centralblatt", 1885, № 17) "La protophylline dans les plantes étiolées" ("Compt. Rendus", 1889), "Enregistrement photographique de la fonction chlorophyllienne par la plante vivante" ("Compt. Rendus", CX, 1890), "Фотохимическое действие крайних лучей видимого спектра" ("Труды Отделения физич. наук Общества любителей естествознания", т. V, 1893), "La protophylline naturelle et la protophylline artificielle" ("Comptes R.", 1895) и др. Кроме того, Т. принадлежит исследование газового обмена в корневых желвачках бобовых растений ("Труды СПб. общ. естествоисп.", т. XXIII). Под ред. Т. вышло в рус. переводе "Собрание соч." Ч. Дарвина и др. книги.

{Брокгауз}

Тимирязев, Климент Аркадьевич

Рус. естествоиспытатель-дарвинист, выдающийся ботаник-физиолог, талантливый популяризатор и пропагандист научных знаний, чл.-корр. Петербургской АН (с 1890). Родился в Петербурге в прогрессивно настроенной дворянской семье. В 1860 Т. поступил в Петербург. ун-т на камеральный (юридич.) фак-т, но вскоре перешел на естественное отделение физико-математич. фак-та. За отказ подписать обязательство не участвовать в студенческих сходках и организациях в 1862 был исключен из ун-та и вернулся туда лишь через год в качестве вольнослушателя. Будучи студентом, опубл. ряд статей по дарвинизму и на социально-политич. темы ("Гарибальди на Капрере", 1862, "Голод в Ланкашире", 1863, "Книга Дарвина, ее критики и комментаторы", 1864). В 1865 окончил ун-т, получив степень кандидата наук за работу о печеночных мхах; научную деятельность Т. начал под руководством известного рус. ботаника А. Н. Бекетова.

Мировоззрение Т. формировалось в эпоху подъема революционно-демократич. движения в России; научная мысль развивалась блестящей плеядой естествоиспытателей: Д. И. Менделеевым, И. М. Сеченовым, братьями В. О. и А. О. Ковалевскими, И. И. Мечниковым, братьями А. Н. и H. H. Бекетовыми, А. М. Бутлеровым, Л. С. Ценковским, А. Г. Столетовым и др. Об этом времени Т. отзывался как об "эпохе возрождения" рус. естествознания. На Т., как и на всех рус. естествоиспытателей "шестидесятников", сильное влияние оказали работы великих революционных демократов В. Г. Белинского, А. И. Герцена, Н. Г. Чернышевского, Д. И. Писарева, Н. А. Добролюбова, интересовавшихся естествознанием и использовавших его достижения для обоснования материалистич. взгляда на природу. Огромную роль в формировании мировоззрения Т. сыграли труды Сеченова, а также материалистич. эволюционное учение Ч. Дарвина. Т. был одним из первых в России, кто познакомился с "Капиталом" К. Маркса.

В 1868 на 1-м съезде рус. естествоиспытателей и врачей Т. выступил с докладом "Прибор для исследования воздушного питания листьев и применения искусственного освещения к исследованиям подобного рода". Эта работа положила начало его исследованиям в области фотосинтеза растений, к-рым он и посвятил всю свою жизнь. В 1868-70 находился в заграничной командировке и работал в лабораториях крупнейших ученых (в Германии - у физиков Г. Кирхгофа и Г. Гельмгольца, химика Р. Бунзена, ботаника В. Гофмейстера, во Франции - у химика П. Бертло, агрохимика Ж. Буссенго, физиолога К. Бернара). В 1869 Т. был избран преподавателем ботаники в Петровской земледельч. и лесной академии (ныне Моск. с.-х. академия им. К. А. Тимирязева). В 1871 защитил магистерскую дисс. "Спектральный анализ хлорофилла" и стал экстраординарным проф. академии; в 1875 защитил докторскую дисс. "Об усвоении света растением" и получил звание ординарного проф. В академии Т. организовал лабораторию физиологии растений и построил (1872) первый в России (и один из первых в Европе) вегетационный домик для культуры растений в сосудах. В 1877 был избран проф. Моск. ун-та по кафедре анатомии и физиологии растений. Т. пользовался огромной популярностью и любовью у студенчества. Его публичные лекции по физиологии растений, книги по дарвинизму, статьи по истории науки пользовались исключительно большой известностью и пробуждали у широких кругов рус. интеллигенции интерес к вопросам биологии и естествознания в целом.

Т. был материалистом, активным борцом за свободу научного исследования и за демократию. Всю жизнь он боролся против реакционных попыток заставить науку служить укреплению самодержавия и религии; постоянно находился на подозрении у царского правительства и подвергался преследованиям, хотя его имя как крупнейшего физиолога и эволюциониста было известно во всем мире. В 1892 Петровская с.-х. академия ввиду "неблагонадежности" ее проф. и студентов была закрыта и вместо нее организован Моск. с.-х. ин-т; Т. вместе с др. неугодными царскому правительству учеными не был допущен к проф. деятельности и остался "за штатом". В 1898 был уволен из числа штатных проф. Моск. ун-та "за выслугу лет" (30 лет преподавательской деятельности), а в 1902 отстранен и от чтения лекций и оставлен лишь заведующим ботанич. кабинетом. В 1911 покинул ун-т вместе с большой группой профессоров и преподавателей в знак протеста против грубого нарушения министром Кассо университетской автономии. Лишь в 1917 Т. был восстановлен в звании проф. Моск. ун-та, но из-за болезни он уже не мог работать на кафедре.

Признание выдающихся заслуг Т. перед мировой наукой выразилось в избрании его чл. Лондон. королев. об-ва, почетным доктором ун-тов в Кембридже, Глазго и Женеве, чл. Эдинбург. и Манчестер. ботанич. об-в. Т. был почетным чл. многих рус. ун-тов и научных об-в. Однако Петербургская академия наук ограничилась лишь избранием его в члены-корреспонденты.

Т. восторженно приветствовал Великую Окт. социалистич. революцию и все свои силы отдал беззаветному служению молодому социалистич. государству; Т. всегда был горячим патриотом, но особенно это проявилось в годы Советской власти. В знак протеста против английской интервенции в России он отказался в 1919 от звания почетного доктора Кембридж. ун-та. Несмотря на тяжелую болезнь, 75-летний Т. деятельно участвовал в работах Гос. ученого совета Народного комиссариата просвещения РСФСР, помогал в организации Социалистич. (позднее Коммунистич.) академии, членом к-рой он был избран в 1919. В 1920 моск. рабочие избрали его депутатом в Моск. совет. До конца жизни Т. продолжал и научно-литературную работу. Он подготовил к печати сборник "Солнце, жизнь и хлорофилл" (1923), подготовил для отдельного издания свою работу "Исторический метод в биологии..." (1922), написал и опубл. ряд статей. Незадолго до смерти Т. вышел в свет сборник его статей "Наука и демократия" (1920). По поводу этой книги В. И. Ленин в письме к Т. писал: "Я был прямо в восторге, читая Ваши замечания против буржуазии и за Советскую власть" (Соч., 4 изд., т. 35, стр. 380).

В ночь с 27 на 28 апреля 1920 великий ученый скончался. Похоронен Т. на Ваганьковском кладбище. Советский народ глубоко чтит его память. В Москве Т. сооружен памятник и создан мемориальный музей-квартира; его имя присвоено Моск. с.-х. академии, Ин-ту физиологии растений АН СССР. Именем Т. назван один из районов Москвы и улицы по многих городах СССР. АН СССР присуждает премию имени Т. за лучшие работы по физиологии растений и ежегодно проводит т.н. Тимирязевские чтения. По постановлению Совета Народных Комиссаров СССР были изданы "Сочинения" Т. в 10 томах (1937-40).

Роль Тимирязева в развитии физиологии растений. Т. был одним из наиболее крупных физиологов растений 2-й половины 19 и начала 20 вв.; его осн. заслуга как физиолога заключается в экспериментальной и теоретич. разработке проблемы фотосинтеза растений. Работы по изучению зависимости фотосинтеза от интенсивности и качественного состава света, из к-рых наиболее важными являются "Спектральный анализ хлорофилла" (1871) и "Об усвоении света растением" (1875), до сих пор имеют огромное значение и сделали его имя бессмертным. Т. удалось показать, что при высоких интенсивностях освещения, близких к полному солнечному, интенсивность фотосинтеза достигает определенной величины и далее не изменяется, т. е. им были открыты явления светового насыщения фотосинтеза ("Зависимость усвоения углерода от интенсивности света", 1889), в настоящее время признанного одним из осн. показателей, характеризующих зависимость фотосинтеза от количества света. До исследований Т. считалось, что фотосинтез проходит с наибольшей интенсивностью в желто-зеленых лучах солнечного спектра, очень слабо поглощаемых хлорофиллом, и даже высказывались соображения о том, что хлорофилл не имеет отношения к фотосинтезу (Н. Прингсгейм). Это представление было окончательно опровергнуто блестящими опытами Т., показавшими, что использование света для образования органич. веществ растений является сущностью фотосинтеза. Т. прочно установил, что солнечный свет не может быть использован для химич. работы, совершающейся в зеленом растении, если он не будет поглощен сенсибилизирующим пигментом - хлорофиллом, главный максимум поглощения к-рого лежит в красных лучах спектра. Т. о. он экспериментально доказал приложимость закона сохранения энергии и первого закона фотохимии к процессу фотосинтеза. Т. первым применил к фотосинтезу понятие о сенсибилизации, впоследствии широко использованное при изучении световых реакций фотосинтеза. Дальнейшие исследования привели Т. к открытию второго максимума поглощения света хлорофиллом (и второго максимума фотосинтеза), расположенного в области синих лучей спектра ("Фотографическая регистрация усвоения углерода хлорофиллом на живом растении", 1890).

Успех исследований Т. в области фотосинтеза в значительной степени объясняется вниманием, к-рое он неизменно уделял разработке новых, более совершенных методов изучения физиологич. процессов у растений; предложил высокочувствительный прибор для газового анализа и целый ряд др. приспособлений для изучения поглощения зеленым листом растения различных лучей солнечного спектра.

Не меньшую ценность, чем экспериментальные работы Т., представляет высказанная им идея о необходимости применения принципов дарвинизма, в первую очередь естественного отбора, к объяснению физиологич. процессов у растений. Используя историч. метод, он сделал попытку объяснить, почему именно хлорофилл, обладающий описанными выше оптич. свойствами, получил универсальное распространение у автотрофных растений и почему эволюция растений привела к такому совершенному способу использования солнечной энергии для осуществления фотосинтеза. С современной точки зрения это происходило потому, что именно красные лучи, преимущественно поглощаемые хлорофиллом, несут наибольшее число квантов, имеющих запас энергии, достаточный для осуществления фотосинтеза. Следовательно, они могут обеспечить наибольшее фотохимич. действие с наиболее высоким полезным коэффициентом. Т. поставил проблему эволюции фотосинтеза, получившую широкое развитие в современной науке. Он придавал важное значение исследованию фотосинтеза растений в природной обстановке и разработал для этого специальную аппаратуру, представляющую собой прототип многих современных приборов. В известной т. н. крунианской лекции, прочитанной в Лондон. королев. об-ве - "Космическая роль растения" (1903, в рус. пер. 1904), Т. подвел итоги своей тридцатилетней работы по фотосинтезу. Само приглашение прочесть эту лекцию говорило о мировом признании Т. как крупнейшего ученого в области физиологии растений. Т. высказывал ряд теоретич. положений и по др. разделам физиологии растений: о водном режиме, минеральном питании и иных вопросах жизни растений.

Большое значение имела деятельность Т. как популяризатора достижений в области физиологии растений и активного борца за их внедрение в практику рус. с. х-ва. Задачей ботаника-физиолога он считал не только описание и объяснение явлений жизни растений, но и управление процессами их жизнедеятельности ("Земледелие и физиология растений", 1906, "Наука и земледелец", 1906). Одним из осн. принципов работы Т. было изучение физиологии растений в связи с земледелием. Напр., он считал целесообразным выведение сортов с мощно развитой корневой системой или пониженной транспирацией, обосновал возможность повышения продуктивности транспирации при помощи удобрений; указывал на необходимость использования вегетационного метода в с. х-ве, создания заводов по произ-ву селитры; предсказывал производственное значение выращивания растений при искусственном электрич. освещении.

Роль Тимирязева в защите и развитии дарвинизма. Еще студентом-первокурсником Т. познакомился с книгой Ч. Дарвина "Происхождение видов" (1859). В эволюционной теории Дарвина он сумел увидеть гениальную общую теорию развития органич. мира и понять ее философскую материалистич. основу. Т. стал одним из первых и самым талантливым пропагандистом дарвинизма в России. С 1864 он начал помещать в прогрессивном для того времени журнале "Отечественные записки" статьи по дарвинизму. Обобщив их, выпустил в следующем году книгу "Краткий очерк теории Дарвина" (1865), явившуюся предшественницей знаменитого произведения "Чарльз Дарвин и его учение", выдержавшего 15 изданий в период с 1883 по 1941. Серия статей была опубл. Т. (1908-10) в связи с 50-летием выхода в свет книги Дарвина "Происхождение видов". Пропаганде идей дарвинизма в значительной мере посвящены и другие произведения Т. - "Жизнь растения" (1878, 15 изд. 1949) и "Исторический метод в биологии" (опубл. посмертно, 1922) и др.

Теория Дарвина была восторженно встречена передовыми учеными, видевшими в ней одно из важнейших открытий 19 в., знаменующее переворот в биологии, и яростными нападками на нее со стороны реакционных ученых и церковников, пытавшихся сохранить учение о постоянстве видов, учение о конечных причинах, о заложенных в организмах тенденциях к совершенствованию и т. п. идеалистич. концепции, к-рые приводили к признанию божественной воли творца всего живущего. Т. был воинствующим материалистом, отстаивавшим науку от проникновения в нее идеализма в любой форме. Он неизменно подчеркивал, что наука ведет свое происхождение от практики и что она развивается под давлением запросов хозяйственной деятельности человека. Т. всю свою жизнь был атеистом, никогда не соглашался с тем, что с наукой так или иначе можно примирить религию. В России антидарвинизм в 19 в. наиболее резко выразился в выступлениях Н. Я. Данилевского, H. H. Страхова, В. С. Соловьева и ряда др. реакционеров. В защиту дарвинизма от нападения на него религиозно-идеалистич. реакции немедленно, со свойственной ему страстью, выступил Т. со своими блестящими публичными лекциями и статьями - "Опровергнут ли дарвинизм?" (1887), "Бессильная злоба антидарвиниста" (1889), "Странный образчик научной критики" (1889), "Некоторые основные задачи современного естествознания" (2 чч., 1895-1904). Не менее страстно выступал Т. в защиту дарвинизма в начале 20 в., когда англ. генетик У. Бетсон объявил, что генетика может заменить собой дарвинизм ("Отповедь виталистам" и "Отбой мендельянцев", 1913). В борьбе с антидарвинизмом Т. последовательно защищал учение Дарвина как прогрессивную материалистич. теорию развития.

Пропагандируя дарвинизм, Т. вместе с тем развивал его, преодолевая слабые стороны теории Дарвина и поднимая ее на более высокую ступень. Дарвин, как известно, не только ошибочно использовал реакционную "теорию" Мальтуса о перенаселении как одну из отправных точек в цепи доказательств данного им правильного объяснения эволюции путем борьбы за существование и естественного отбора в животном и растительном мире, но и признавал, что прогрессивное развитие человека также идет под воздействием естественного отбора. Т. всю жизнь ожесточенно боролся против любых форм т. н. социал-дарвинизма. Понимая, что социальные явления не могут быть объяснены биологич. законами, Т. заявлял, что учение о борьбе за существование останавливается на пороге культурной истории и что "закон Мальтуса грозен только для бессознательных существ" (Соч., т. 3, 1937. стр. 31).

Дарвин дал материалистич. объяснение историч. развития органич. мира. Т. поставил в качестве ближайшей задачи науки изучение вопроса о физиологич. природе изменчивости, видя в этом залог успеха активного вмешательства человека в процесс формообразования. Поэтому он с такой энергией боролся за развитие экспериментальной морфологии, к-рая должна, по его мнению, осуществить разработку методов управления природой растения.

Т. дал глубокий анализ факторов эволюции - изменчивости, наследственности и естественного отбора в их взаимосвязи, и, развивая учение Дарвина, внес немало своего собственного в понимание каждого из элементов этой триады.

Более определенно, чем Дарвин, он говорил о роли среды в изменчивости организмов; считал, что исходной причиной изменения организмов является непосредственное или посредственное (косвенное) действие внешних условий и только затем идет действие вторичных влияний, таких, как корреляции в развитии органов и т. д.

Т. дал определение наследственности как свойства организмов сохранять влияние прежде действовавших условий, как свойства сохранять сходство в силу преемственной передачи особенностей организации и отправлений. Для нахождения путей к пониманию физиологии наследственности рекомендовал изучать явление "последействия", при к-ром в течение нескольких поколений проявляется действие отсутствующей, но существовавшей в прошлом причины.

Особенное внимание Т. уделял естественному отбору, развивая и углубляя эту "характеристическую сущность дарвинизма", подчеркивая творческую роль отбора. Это связано у Т. с совершенно четким пониманием, что эволюционный процесс не может быть сведен к изменчивости и наследственности. Он писал: "Среда изменяет, но изменять не значит совершенствовать. Наследственность усложняет, но усложнение - еще не усовершенствование. Из всех нам известных естественных факторов совершенствует только то критическое начало, которое из этого измененного и усложненного материала сохраняет полезное, устраняет вредное. Совершенствует организмы то сочетание безграничной производительности и неумолимой критики, которое мы иносказательно называем естественным отбором" (Соч., т. 5, 1938, стр. 139-140). В непонимании этого основного положения дарвинизма Т. видел коренной порок антидарвинистич. эволюционных теорий, против к-рых он боролся.

В понимание вида Т. также внес большую ясность по сравнению с Дарвином. Дарвин неоднократно отмечал, что "вид" - это произвольное понятие, придуманное ради удобства для обозначения группы близко между собой схожих особей. В то же время анализ работ Дарвина показывает, что на самом деле он признавал вид реально существующим в течение определенного отрезка времени. Т. четко говорил о том, что вид есть и отвлеченное общее понятие (категория общего по отношению к единичному - особи) и реально существующий факт. Вместе с тем живая природа, совокупность органич. существ, по Т., представляет "несомненную цепь, но именно цепь из отдельных звеньев (видов - ред.), а не непрерывную нить" (Соч., т. 8, 1939, стр. 115). Т. гносеологически правильно увидел основу проблемы вида в единстве прерывного и непрерывного в процессе развития природы.

Заслугой Т. является развитие им историч. метода как обязательного звена в научном познании мира. Являясь первоклассным экспериментатором и неустанным пропагандистом экспериментального метода, борясь за сближение биологии с "точными науками", прежде всего с физикой и химией, Т. тем не менее понимал недостаточность этого метода в приложении к анализу закономерностей эволюционного процесса. В этом анализе у Т. наряду с описательным и экспериментальным методами ведущее место приобретает историч. метод - "ни морфология, со своим блестящим и плодотворным сравнительным методом, ни физиология, со своим еще более могущественным экспериментальным методом, не покрывают всей области биологии, не исчерпывают ее задач; и та, и другая ищет дополнения в методе историческом" (Соч., т. 6, 1939, стр. 61).

Тимирязев как историк и популяризатор науки. Все характерные черты материалистич. мировоззрения Т., его страстность в борьбе за свободную научную мысль полностью проявились в многочисленных его работах по истории науки. Каждое выступление Т. по истории науки носило полемич. характер, являлось составной частью единой борьбы за науку и демократию. Им написаны обобщающие работы: "Столетние итоги физиологии растений" (1901), "Основные черты истории развития биологии в XIX столетии" (1907), "Пробуждение естествознания в третьей четверти века" (1907; в 1920 вышла под названием "Развитие естествознания в России в эпоху 60-х годов"), "Успехи ботаники в XX веке" (1917; в 1920 вышла под названием "Главнейшие успехи ботаники в начале XX столетия"), "Наука. Очерк развития естествознания за 3 века (1620-1920)" (1920) и др. С гордостью отмечая достижения науки в России, пропагандируя работы выдающихся рус. естествоиспытателей и подчеркивая их вклад в мировую науку, Т. был чужд национализму. Он отдавал должное зарубежным прогрессивным ученым, писал о том влиянии, к-рое оказали их идеи на развитие науки в России. Защищал мысль об интернациональном характере подлинной науки и об огромной роли науки в борьбе за мир. В 1917 Т. писал: "...Наука и демократия по самому существу своему враждебны войне. Наука тождественна с истиной; вне истины она не существует, просто немыслима, потому-то она и едина" (Соч., т. 9, 1939, стр. 252).

Популяризация науки была для Т. настоящей потребностью. Он писал: "С первых шагов своей умственной деятельности я поставил себе две параллельные задачи: работать для науки и писать для народа, т. е. популярно" (там же, стр. 13-14). Популяризацию научных знаний он рассматривал как путь, на к-ром соединяются наука и демократия. Все статьи и книги Т. написаны ясным и простым языком - они стоят на высоком научном уровне и в то же время по характеру изложения доступны самым широким кругам. Предельная ясность его образного и темпераментного языка, яркость и богатство сравнений, примеров, сопоставлений, а в особенности умение раскрыть логику научного исследования, показать пути научного открытия, описать картину развития науки в ее борьбе за истину ставят научно-популярные работы Т. на одно из первых мест в мировой научной литературе.

В лице Т. наука в России имела не только великого ученого, но и мыслителя-материалиста, поднимавшегося в своих работах до глубоких философских обобщений.

Изучая процесс фотосинтеза и видя в нем прямое доказательство единства органич. и неорганич. природы, разрабатывая историч. метод в биологии и пользуясь им в своих исследованиях и обобщениях, активно участвуя в общественной жизни на стороне прогрессивных сил общества и беззаветно служа народу, Т. шел "через данные своей науки" от революционного демократизма к научному коммунизму, к диалектич. материализму. Т. нельзя назвать да конца последовательным диалектиком-материалистом, но его философские высказывания и научные обобщения, особенно в последний период жизни, когда он ближе познакомился с марксизмом и, в частности, с работами В. И. Ленина, сыграли огромную роль в развитии сов. биологии. Т. был первым из крупных рус. ученых, принявших Великую Окт. социалистич. революцию. Незадолго до смерти он говорил: "...Большевики, проводящие ленинизм, - я верю и убежден, - работают для счастья народа и приведут его к счастью".

Соч.: Сочинения, т. 1-10, М., 1937-40; Избранные сочинения, т. 1-4, М., 1928-49; Избранные сочинения, т. 1-2, М., 1957.

Лит.: Памяти К. А. Тимирязева. Сборник докладов и материалов сессии... посвященной 15-летию со дня смерти К. А. Тимирязева. 1920-1935, под ред. П. П. Бондаренно [и др.], М.-Л., 1936; Климент Аркадьевич Тимирязев. Сборник, М., 1940 (Моск. с.-х. акад. им. Тимирязева); Великий ученый, борец и мыслитель. Сборник, под ред. акад. Л. А. Орбели, М.-Л., 1943; Комаров В. Л., Максимов Н. А. и Кузнецов Б. Г., Климент Аркадьевич Тимирязев, М., 1945 (имеется библиография работ о Т., вышедших до 1945 г.); Корчагин А. И., К. А. Тимирязев. Жизнь и творчество, М., 1948; Новиков С. А., К. А. Тимирязев , под ред. А. К. Тимирязева, М., 1948; Платонов Г. В., Мировоззрение К. А. Тимирязева, 2 изд., М., 1952 (имеется библиография работ о Т., вышедших в 1945-52 гг.); Цетлин Л. С., К. А. Тимирязев, 2 изд., М., 1952; Платонов Г. В., Климент Аркадьевич Тимирязев, М., 1955 (Деятели русской агрономии).

(1843-1920) русский естествоиспытатель-дарвинист

Климент Аркадьевич Тимирязев родился 22 мая 1843 г. в Петербурге в дворянской семье. Первоначальное образование получил в семье, а в 1860 г. поступил на естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета. Но вскоре был из него исключен за отказ подписать заявление о том, что студенты обещают не заниматься антиправительственной деятельностью. Но университет он все же окончил, правда не студентом, а вольнослушателем, и за выпускную работу ему присудили золотую медаль.

По окончании университета Климент Тимирязев уехал за границу, сначала в Германию, а позже во Францию, где работал в лабораториях выдающихся ученых: Германа Гельмгольца , Г. Кирхгофа, П. Бэртло. Весной 1871 г. ученый защитил в Петербургском университете магистерскую диссертацию «Спектральный анализ хлорофилла» и стал руководителем кафедры ботаники в Петровской земледельческой и лесной сельскохозяйственной академии в Москве (ныне Московская сельскохозяйственная академия имени Климента Аркадьевича Тимирязева).

Позже он был приглашен Московским университетом на кафедру анатомии и физиологии растений.

Более 30 лет посвятил Климент Тимирязев разработке важнейших вопросов биологии, например, роли солнечного света в создании земным растением органического вещества. В результате длительного изучения спектра поглощения у зеленого пигмента хлорофилла ученый установил, что наиболее интенсивно поглощаются красные и несколько слабее сине-фиолетовые лучи. Кроме того, выяснилось, что хлорофилл не только поглощает свет, но и химически участвует в самом процессе фотосинтеза. Современная наука окончательно подтвердила выводы ученого.

Однако главная научная заслуга Климента Тимирязева заключается в доказательстве того, что величайший закон природы - закон сохранения энергии - распространяется и на процесс фотосинтеза, а следовательно, и на живую природу. Разработав методику необычайно точного исследования, Тимирязев установил, что только поглощаемые растением лучи производят работу, т. е. осуществляют фотосинтез. Зеленые лучи, например, не поглощаются хлорофиллом, и в этой части спектра фотосинтез не происходит. Кроме того, он отметил, что существует прямая пропорциональность между количеством поглощенных световых лучей и произведенной работой. Хлорофилл больше всего поглощает красные лучи, поэтому в красных лучах фотосинтез идет интенсивнее, чем в синих или фиолетовых, которые поглощаются слабее.

Выясняя, почему растения зеленые, Тимирязев исходил из принципов дарвинизма. Зеленый цвет он рассматривал как закономерный результат приспособления растений в процессе эволюции (естественного отбора). По его мнению, в результате естественного отбора выжили те формы растений, которые приспосабливались с помощью хлорофилла.

Много лет прошло после появления работ Климента Тимирязева о фотосинтезе. Теперь точно известен химический состав хлорофилла и даже расположение всех атомов в его сложной молекуле. Известно также, что энергия светового луча разлагает воду, а не углекислый газ. Тем не менее результаты работ ученого остаются прочным основанием, на котором базируется современное учение о процессе создания органического вещества из углекислого газа и воды под действием солнечного света.

Климент Аркадьевич Тимирязев гармонически сочетал в своем творчестве единство теории и практики. В статьях под общим заглавием «Земледелие и физиология растений» он пропагандировал определенные агрономические мероприятия, такие, например, как широкое использование солнечных лучей. Достичь этого можно более ранними сроками сева, правильным распределением растений в поле, применением удобрений, созданием наиболее урожайных сортов и т. д. Тимирязев придавал большое значение популяризации науки. Его книга «Жизнь растений», изданная впервые в 1878 г. , выдержала десятки изданий на русском и иностранных языках. Он читал курс общедоступных лекций «Жизнь растения», выступал с воскресными народными беседами в Политехническом музее.

Климент Тимирязев был одним из первых пропагандистов дарвинизма в России. Еще в студенческие годы будущий ученый напечатал в журнале «Отечественные записки» свои статьи о теории Чарльза Дарвина , а на последнем курсе университета издал их в виде отдельной книги «Краткий очерк теории Дарвина». Из этих статей впоследствии вырос его замечательный труд - книга «Чарлз Дарвин и его учение». Отличающаяся глубиной и ясностью трактовки основ дарвинизма, эта работа сыграла выдающуюся роль в пропаганде идей Дарвина среди научной общественности России.

В 1877 г. Тимирязев посещает английского естествоиспытателя в его имении Даун. Беседа с ним еще больше воодушевила ученого и убедила в правильности собственных взглядов на эволюционную теорию.

В 1911 г. Климент Тимирязев был вынужден покинуть Московский университет вместе с 125 профессорами и доцентами в знак протеста против увольнения реакционным министром Кассо ректора и двух его помощников, боровшихся с произволом полиции в стенах университета. К этому времени ученый уже был стар и болен, но сохранилась его работоспособность, и он не прекращал своей научной и публицистической деятельности.

Заслуги Климента Аркадьевича Тимирязева признаны во всем мире. Он являлся членом Лондонского королевского общества, почетным доктором многих университетов, членом-корреспондентом Эдинбургского ботанического общества. Тимирязев восторженно принял Октябрьскую революцию, считая, что теперь сможет свободно осуществлять свои идеи. В начале 1920 года ученый выпустил книгу «Наука и демократия», в которой показал, что настоящий научный прогресс возможен только в демократическом обществе.

Большой вклад Тимирязева в изучение фотосинтеза . До работ К. А. Тимирязева господствовало мнение, что процесс фотосинтеза быстрее всего протекает в желтых, наиболее ярких лучах солнечного спектра. Однако желтые лучи незначительно поглощаются хлорофиллом и поэтому сохраняют свойственную им энергию даже после прохождения через лист растения.

Процесс фотосинтеза в различных участках светового спектра

Представление о большей скорости фотосинтеза в желтых лучах не соответствовало закону сохранения энергии. К. А. Тимирязев доказал неправильность этого положения путем более точного определения фотосинтеза растений в различных участках светового спектра. Для этого он пропускал солнечный свет через призму с узкой щелью (что позволило получить монохроматический свет) и отбрасывал его на лист гортензии. Монохроматический свет. Оказалось, что на участке листа, освещенном красным светом, наблюдалось обильное образование крахмала, много крахмала было также и в сине-фиолетовой части спектра, т. е. там, где идет наиболее интенсивное поглощение света хлорофиллом. Этот опыт показал, что закон сохранения энергии распространяется и на процесс фотосинтеза: чем интенсивнее идет поглощение энергии, тем больше усваивается углекислого газа. Разработанная физиками квантовая теория света объяснила максимальную интенсивность фотосинтеза в красных лучах. В настоящее время установлено, что свет распространяется в виде сгустков энергии - квантов. Величина кванта зависит от длины волны: чем больше длина волны, тем меньше величина, кванта. Длинноволновые красные лучи имеют малую величину квантов, но их количество больше, чем в коротковолновых (сине-фиолетовых) лучах, имеющих более крупные кванты. Таким образом, красная часть спектра, несущая большое число квантов в единицу времени на единицу поверхности, будет фотохимически более продуктивна, чем всякая другая часть спектра. Исследования К. А. Тимирязева показали также, что не вся падающая на лист энергия полностью им поглощается: часть ее отражается или проходит без поглощения через лист (зеленые и крайне-красные лучи спектра). Количество отраженного и прошедшего без поглощения света у разных растений различно.
Количество поглощенного и отраженного света у разных растений различное. Оно зависит от свойств отражающей свет кутикулы листа, от толщины листа и интенсивности его зеленой окраски, (подробнее: ). В среднем можно принять, что лист поглощает около 85- 90% падающей на него энергии. Но не вся поглощенная хлорофиллом энергия полностью используется в процессе фотосинтеза. Большая часть поглощенной энергии (до 90% и более); переходит в тепловую, способствуя переходу воды в парообразное состояние в процессе транспирации или повышая температуру листа. Коэффициент использования лучистой энергии на образование органического вещества невелик и составляет 1- 5%, лишь в исключительных случаях достигая 10%.