ГЛАВА 2. Чудо — растения
Гуляя в парке или в лесу, мы обычно видим лишь массу зелени, множество листьев и ветвей самой разнообразной и причудливой формы. Во время воскресных прогулок мы никогда не задумываемся над тем, что являемся невольными свидетелями чудес архитектуры, химии, авиации и информатики. Но чудеса эти рядом, стоит только внимательней присмотреться.
Большинство из нас смотрят на растения как на способ украсить гостиную, оживить крыльцо дома, освежить кабинет. Конечно, приятно, когда они рядом, когда они создают фон. Особо мы о них не задумываемся. Не задумываемся, к примеру, над тем, какие сложные процессы обеспечивают такую, на первый взгляд, простую и обычную вещь, как поворот растений за источником света. Мы как будто другого от них и не ждем. «Они поворачиваются к свету? Естественно; он их привлекает. Солнечный свет нужен растениям для жизни, для роста». Но как они это делают? И как им удается проделывать свой технический фокус по прямому превращению света в энергию?
Перед тем как углубиться в жизнь растений, давайте бросим взгляд в небо, на спутник, вращающийся вокруг Земли. Его измерительная и передающая аппаратура работает от солнечных батарей. Эти элементы преобразуют солнечный свет в электричество, по крайней мере, в небольших количествах, по тому же принципу, что и фотоэкспонометр.
Но спутник, вращающийся на околоземной орбите, не всегда повернут к Солнцу под нужным углом. Другими словами, его солнечные батареи большую часть времени бездействовали бы, находясь в тени, если бы ученые не разработали очень сложную систему слежения. Эта система определяет направление солнечных лучей и с помощью специальных приводных моторчиков разворачивает панели солнечных батарей в сторону Солнца.
Это достигается за счет весьма сложных процессов: определения угла падения лучей света, логической обработки данных, выполнения точных манипуляций. Солнечные датчики, компьютерная техника, электронные схемы и приводные моторчики занимают значительную часть от объема спутника.
Заставить солнечную батарею повернуться к свету — не такая простая задача. Но окружающие нас растения решают эту сложную задачу изо дня в день. И во многих отношениях их технология превосходит нашу. Своей изобретательностью они посрамляют даже самых блестящих ученых, занятых в космическом ведомстве США.
Значительная часть информации, которую я использовал в этой главе, заимствована из исследования о жизни растений, выполненного популяризатором науки Феликсом Патури. Он назвал свой труд «Природа — мать изобретений». В этой главе я хочу рассказать о той поразительной изобретательности, которую демонстрирует нам Природа-мать на примере чудо-растений.
Растения — мастера по части так называемого «фототропизма» — движения в направлении источника света. Вся необходимая для этого механика — средства измерения, обработки данных и движения — сосредоточена у них в одном компактном блоке. При этом она невероятно чувствительна. Если растение сутки подержать в темной комнате, оно станет реагировать на световой импульс, длящийся всего две тысячных доли секунды. Отдельные листочки дерева или куста выгибаются и поворачиваются таким образом, чтобы в тени оставалось минимальное их количество и чтобы каждый из них получал достаточное количество солнечного излучения. Растениям удалось решить энергетическую проблему, над которой все еще бьется наш индустриальный мир, и сделали они это блестяще. Энергию они используют эффективно, без вредных отходов. Подумать только! Растения существуют и производят отходы уже тысячи лет, гораздо дольше заводов и фабрик. Но отходы эти не загрязняют окружающую среду. Они попадают в почву и, расщепляясь там на элементы, снова становятся пищей для растений. Воспроизводство и распад взаимосвязаны. Все идет по кругу. Столь четко сбалансированная система может существовать вечно.
Энергия Солнца окрашивает розы в красный, фиалки в синий, а папоротник в зеленый цвет. Неудивительно, что это вдохновило псалмопевца на такие вот строки во славу Иеговы: «Ты произращаешь траву для скота, и зелень на пользу человека, чтобы произвесть из земли пищу…» (Псалом 103:14).
Псалмопевец увидел в чуде растений перст мудрого творца. Насколько же больше оснований для этого у нас с вами. Солнечный свет — неотъемлемая часть чуда, равно как и вода. Давайте же посмотрим, как растения поглощают воду.
Представьте, что вы живете в квартире на седьмом этаже, на высоте около двадцати метров. И, скажем, ваша семья расходует в день 150 литров воды. Для того, чтобы подать эту воду на высоту двадцати метров, необходима сложная система труб и мощный насос. За это вы и получаете каждый месяц счета от коммунальных служб.
Но известно ли вам, что обыкновенная береза за один жаркий летний день проделывает ту же работу? Ежедневно она подает 150 литров воды в свои ветви и листья, не пользуясь ни электричеством, ни газом, ни насосом. Более того, ей не нужна для этого энергия. Все происходит естественным путем.
Испаряясь из листьев, вода постепенно сама создает условие, необходимое для всасывания влаги веточками, ветвями, стволом.
Это возможно благодаря тому, что «водяными насосами» дереву служат многочисленные микроскопически тонкие капилляры. Ни один всасывающий насос, созданный руками человека, еще не смог поднять воду на высоту более девяти метров. Водяные столбы, поднятые выше этой отметки, в обычных трубах неизменно обрушиваются вниз. Но даже самые высокие деревья спокойно обеспечивают влагой самые верхние листочки кроны благодаря капиллярам — микроскопическим трубочкам диаметром в несколько тысячных долей миллиметра.
Сколь же истинны вот эти слова из Псалма 103, стих 16: «Насыщаются древа Господа, кедры Ливанские, которые Он насадил».
Древа, которые Он насадил… Как же, в самом деле, изобретательно они насыщаются. Но это еще далеко не все инженерное искусство, заложенное в растениях. Известно ли вам, что растения еще и незаурядные архитекторы?
В 50-х годах прошлого века архитектор Сэр Джозеф Пакстон решил принять участие в конкурсе на лучший проект здания Всемирной выставки в Лондоне. Ему очень хотелось превзойти своих соперников, предложив что-нибудь необыкновенное. Пакстон задумал возвести здание гигантских размеров, в котором не было бы ни одной тяжелой, громоздкой детали. Его фантазия рисовала сооружение легкое, почти невесомое. Единственная проблема заключалась в том, что в то время такое здание построить было просто невозможно. Крупные сооружения требовали опоры в виде мощных стен. Казалось, нет никакой возможности создать грациозное, воздушное здание, родившееся в воображении Пакстона.
Но тут он вспомнил одно растение, которое часто видел в юности, работая садовником, — королевскую водяную лилию. Огромные плавучие листья этой лилии достигают в диаметре 1,8 метра. Они очень тонки, но несмотря на это обладают достаточной жесткостью, что объясняется сложной системой перегородок на тыльной стороне листа. Перегородки расходятся от центра листа, расчленяясь на множество коротких перемычек.
Водяная лилия дала Пакстону ключ для решения проблем и помогла осуществить его мечту. В архитектурном проекте он использовал несколько несущих опор, соединенных множеством мелких, перемычек. И стал победителем конкурса. Результат — Хрустальный Дворец всемирной выставки, имевший феноменальный успех. Он стал переломным событием в архитектуре. Гордые небоскребы из стали и стекла, столь привычные нашему глазу, по сути, ведут свою родословную от грациозного, воздушного Хрустального Дворца, а точнее, от столь замечательно устроенной королевской водяной лилии.
Растения преуспели и в искусстве воздухоплавания. И сделали это задолго до того, как братья Орвил и Уилберт Райт подняли в воздух свое хрупкое детище. Чаще всего мы это видим, наблюдая, как семена растений путешествуют по воздуху в поисках подходящей почвы.
Если бы деревья роняли семена прямо на землю, то молодым росткам пришлось бы начинать свою жизнь в тени, отбрасываемой родительской кроной, да и задушили бы они друг друга в два счета. Семенам необходимо улететь как можно дальше от родительских корней, и делают они это самыми различными способами.
Обычный одуванчик разносит свои семена с помощью крохотных парашютиков. При этом растение сначала определяет относительную влажность и температуру воздуха, скорость ветра. Оно роняет семена только при благоприятных погодных условиях. Ветер должен быть устойчивым, а не порывистым; воздух же должен быть сухим и теплым, чтобы гарантировать преобладание восходящих потоков. Только при этих условиях семена отрываются от растения и отправляются в свое жизненно важное путешествие. Семена одуванчика, похожие на крошечных парашютистов, способны перелетать на значительные расстояния.
