К.А.Тимирязев и его учения о питании растений. Тимирязев Климент Аркадьевич - биография
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».
К.А. Тимирязев известен как пламенный борец за торжество материалистического мировоззрения, как блестящий экспериментатор и смелый ученый-демократ.
Климент Аркадьевич Тимирязев родился 22 мая 1843 г. в Петербурге в дворянской, но демократически настроенной семье. В 1860 г. Тимирязев поступил на естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета.
Много времени и труда посвятил Тимирязев разработке важнейшего вопроса биологии: какова роль солнечного луча в создании зеленым 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, он выяснил, что хлорофилл не только поглощает свет, но и химически участвует в самом процессе фотосинтеза. Современная наука окончательно подтвердила эти выводы ученого.
Однако главная научная заслуга Тимирязева заключается в доказательстве того, что величайший закон природы - закон сохранения энергии - распространяется и на процесс фотосинтеза, а следовательно, и на живую природу. Большинство исследователей тех лет, в особенности немецкие ботаники Ю. Сакс и В. Пфеффер, отрицали эту связь. К.А. Тимирязев показал, что его противники допустили ряд экспериментальных ошибок. 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. Иными словами, чем больше световой энергии поглощено хлорофиллом, тем интенсивнее идет фотосинтез. Хлорофилл больше всего поглощает красные лучи, поэтому в красных лучах фотосинтез идет интенсивнее, чем в синих или фиолетовых, которые поглощаются слабее. Наконец, Тимирязев доказал, что на фотосинтез затрачивается не вся поглощенная энергия, а лишь некоторый ее процент (1-3%). Только после классических опытов К.А. Тимирязева наши знания о фотосинтезе получили прочный фундамент.
Также огромное влияние на развитие русской агрономической науки оказала доступно и интересно написанная Тимирязевым книга "Земледелие и физиология растений". Этот научный труд не утерял значения и в наше время.
Гликолитический путь ресинтеза АТФ
Этот путь ресинтеза, так же как и креатинфосфатный, относится к анаэробным способам образования АТФ. Источником энергии, необходимой для ресинтеза АТФ, является мышечный гликоген, концентрация которого в саркоплазме колеблется в пределах...
Автономная нервная система
Автономная (вегетативная) нервная система обеспечивает регуляцию внутренних органов, усиливая или ослабляя их деятельность, осуществляет адаптивно-трофическую функцию, регулирует уровень метаболизма (обмен веществ) в органах и тканях.
Ав...
Органеллы клетки
В цитоплазме клеток грибов различимы рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи и ядра. Протопласт грибов окружен цитоплазматической мембраной – плазмалеммой.
Между клеточной стенкой и цитоплазматической мембраной располагаются ломасомы – ме...
Тимирязев Климент Аркадьевич (1843, Петербург - 1920, Москва) – выдающийся русский ботаник и физиолог. Выясняя зависимость фотосинтеза от интенсивности света и его спектрального состава, Тимирязев установил, что ассимиляция растениями углерода из углекислоты воздуха происходит за счёт энергии солнечного света, главным образом в красных и синих лучах, наиболее полно поглощаемых хлорофиллом. Тимирязев впервые высказал мнение, что хлорофилл не только физически, но и химически участвует в процессе фотосинтеза, предвосхитив этим современные представления.
Тимирязев Климент Аркадьевич (1843, Петербург - 1920, Москва) – выдающийся русский ботаник и физиолог.
Родился в большой дворянской семье начальника Петербург, таможенного округа. Получил серьезную домашнюю подготовку и воспринял либеральные, республиканские взгляды отца. Поступив в Петербургский университет, Тимирязев был исключен из него в 1861 за участие в студенческих волнениях; образование продолжил в качестве вольнослушателя и в 1866 окончил ун-т. Еще студентом выступал в печати на социально-политические темы. В 1868 был командирован за границу для приготовления к профессорскому званию, работал в лабораториях крупных химиков, физиологов.
В 1870 - 1892 преподавал в Петровской земледельческой академии, защитив в 1871 магистерскую, а в 1875 докторскую диссертацию. С 1878, наряду с прежней должностью, Тимирязев совмещал профессорство в Московском университете. В 1890 он стал членом-корреспондентом Петербургской академии наук; входил в число членов многих иностранных и отечественных научных обществ и университетовтов.
Выясняя зависимость фотосинтеза от интенсивности света и его спектрального состава, Тимирязев установил, что ассимиляция растениями углерода из углекислоты воздуха происходит за счёт энергии солнечного света, главным образом в красных и синих лучах, наиболее полно поглощаемых хлорофиллом. Тимирязев впервые высказал мнение, что хлорофилл не только физически, но и химически участвует в процессе фотосинтеза, предвосхитив этим современные представления. Он показал, что интенсивность фотосинтеза пропорциональна поглощённой энергии при относительно низких интенсивностях света, но при их увеличении постепенно достигает стабильных величин и далее не меняется, то есть им были открыты явления светового насыщения фотосинтеза ("Зависимость усвоения углерода от интенсивности света", 1889). Таким образом, Тимирязев опытным путём доказал приложимость к процессу фотосинтеза закона сохранения энергии и первого закона фотохимии.
В так называемой крунианской лекции, прочитанной в Лондонском королевском обществе и названной "Космическая роль растения" (1903, в рус. пер. 1904), Тимирязев обобщил свои многолетние исследования в области фотосинтеза. Он осветил значение фотосинтеза, осуществляемого зелёными растениями, как первоисточника органического вещества и запасаемой энергии, необходимых для жизнедеятельности всех организмов. Открытие Тимирязевым энергетической закономерности фотосинтеза явилось крупным вкладом в учение о единстве и связи живой и не живой материи в процессе круговорота веществ и энергии в природе.
В физиологии растений, наряду с агрохимией, Т. видел основу рационального земледелия. В 1867 по предложению Менделеева Т. заведовал организованным на средства Вольного экономического общества опытным полем в с. Реньевке Симбирской губернии, где проводил опыты по действию минеральных удобрений на урожай. В 1872 по его инициативе на территории Петровской с.-х. академии был построен первый в России вегетационный домик. В 1896 Тимирязев организует на Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде показательную опытную станцию с вегетационным домиком. В лекции "Физиология растений как основа рационального земледелия" (1897) Тимирязев показывает эффективность применения минеральных удобрений.
В лекции "Борьба растения с засухой" (1892, опубликована в 1893), прочитанной в связи с вызванным засухой 1891 неурожаем, Тимирязев обобщил имевшиеся в то время данные по вопросам водного режима и засухоустойчивости растений, рекомендовав практические меры для уменьшения причиняемого земледелию вреда засухой.
Тимирязев - один из первых пропагандистов дарвинизма в России. Эволюционное учение Дарвина он рассматривал как крупнейшее достижение науки 19 в., утверждающее материалистическое мировоззрение в биологии. Обобщив свои статьи по дарвинизму, публиковавшиеся с 1864 в журнале "Отечественные записки", Т. выпустил книги "Краткий очерк теории Дарвина" (1865), в 1832 - "Чарльз Дарвин и его учение" (15-е издание - 1941). В связи с 50-летием выхода в свет книги Дарвина "Происхождение видов" Т. опубликовал серию статей (1908-10), в которых пропагандировал дарвинизм и защищал его от нападок консервативных учёных и церковников, выступал с публичными лекциями. Творческую разработку учения Дарвина Тимирязев даёт в цикле своих лекций под общим заглавием "Исторический метод в биологии..." (опубликованы в 1922), где определяет задачи морфологии и физиологии и показывает пути их решения на основе изучения исторического процесса возникновения формы и функции. С позиций дарвинизма, и в первую очередь учения о естественном отборе, Тимирязев объяснял и эволюцию функций у растений, в частности эволюцию фотосинтеза и универсальное распространение хлорофилла у автотрофных растений.
Тимирязев неоднократно подчёркивал, что современные формы организмов - результат длительной приспособительной эволюции; на любом виде ныне живущих организмов лежит печать, с одной стороны, приспособленности к условиям обитания, с другой, - всей предшествующей эволюции. Исходя из этого, Тимирязев считал, что для правильного понимания законов биологии, разнообразных проявлений жизни и возможности управления ими необходим исторический метод, то есть последовательный эволюционный подход к изучению организмов. Он писал: "... 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, с. 61).
Популяризация науки - одна из характерных и блестящих особенностей многогранной деятельности Тимирязев Он писал: "С первых шагов своей умственной деятельности я поставил себе две параллельные задачи: работать для науки и писать для народа, то есть популярно." (там же, т. 9, с. 13-14). Популяризацию научных знаний он рассматривал как путь, на котором соединяются наука и демократия.
Классический пример популяризации науки - книга Тимирязева "Жизнь растения" (1878), выдержавшая десятки изданий на русском и иностранном языках. Сочетание глубокого анализа современных проблем естествознания с доступным и увлекательным их изложением характерно и для др. произведений Тимирязева: "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), биографических очерков, воспоминаний и некрологов, посвященных выдающимся деятелям мировой науки (Дарвину, Л. Пастеру и др.). Тимирязев защищал мысль об огромной роли науки в борьбе за мир.
В 1911 году Тимирязев в числе более 100 профессоров и преподавателей демонстративно покинул университет в знак протеста против нарушения университетской автономии министром просвещения Л.А. Кассо. Горячо приветствовал победу Октябрьской революции, участвовал в работе Наркомпроса РСФСР и Социалистической академии общественных наук; в 1920 был избран депутатом Моссовета.
Климентий Аркадьевич Тимирязев (1843-1920)
Тимирязев (Климент Аркадьевич) - профессор Московского университета, родился в Петербурге в 1843 г. Первоначальное образование получил дома. В 1861 г. поступил в Петербургский университет 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 напечатано). В 1868 г. появился в печати его первый научный труд ""Прибор для исследования разложения углекислоты"" и в том же году Тимирязев 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, Тимирязев 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 в виду закрытия академии (в 1892 г.). В 1875 г. Тимирязев доктор ботаники за сочинение ""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, Тимирязев состоит председателем ботанического отделения общества любителей естествознания при Московском университете. Научные труды Тимирязева, отличающиеся единством плана, строгой 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 Тимирязева и в значительной степени разрешенные в его последующих трудах. К этому следует прибавить, что Тимирязев 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 годов, т. е. вскоре после появления этого рода приспособлений в Германии. Позже такая же теплица была устроена им в Петровской академии еще в начале 70-х годов, т. е. вскоре после появления этого рода приспособлений в Германии. Позже такая же теплица была устроена Тимирязевым на всероссийской выставке в Нижнем Новгороде. Выдающиеся научные заслуги Тимирязева доставили ему звание члена-корреспондента Академии Наук, почетного члена харьковского и Санкт-Петербургского университетов, вольноэкономического общества и многих других ученых обществ и учреждений. Среди образованного русского общества Тимирязев пользуется широкой известностью, как популяризатор естествознания. Его популярно-научные лекции и статьи, вошедшие в сборники ""Публичные лекции и речи"" (Москва, 1888), ""Некоторые основные задачи современного естествознания"" (Москва, 1895), ""Земледелие и физиология растений"" (Москва, 1893), ""Чарльз Дарвин и его учение"" (4 изд., Москва, 1898) являются счастливым соединением строгой научности, ясности изложения, блестящего стиля. Его ""Жизнь растения"" (5-е изд., Москва, 1898; переведенное на иностранные языки), представляет собой образец общедоступного курса физиологии растений. В своих популярно-научных произведениях Тимирязев является стойким и последовательным сторонником механического воззрения на природу физиологических явлений и горячим защитником и популяризатором дарвинизма. Кроме того, Тимирязеву принадлежит исследование газового обмена в корневых желвачках бобовых растений (""Труды Санкт-Петербургского Общества Естествоиспытателей"", т. XXIII). Под редакцией Тимирязева вышло в русском переводе ""Собрание сочинений"" Ч. Дарвина и другие книги.
ТИМИРЯЗЕВ, КЛИМЕНТ АРКАДЬЕВИЧ (1843–1920) – выдающийся русский ботаник и физиолог, исследователь процесса фотосинтеза, сторонник и популяризатор дарвинизма.
Родился 22 мая (3 июня) 1843 в Петербурге, в дворянской семье. Его родители, сами придерживающиеся республиканских взглядов, передали своим детям свободолюбие и демократические идеалы. К.А.Тимирязев получил прекрасное домашнее образование, позволившее ему в 1860 поступить на юридический факультет университета, с которого он вскоре перевелся на естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета.
Его юные годы были овеяны революционными идеями 60-х, которые высказывались Герценом, Чернышевским, Добролюбовым, Писаревым, что объясняет безоговорочное принятие ученым Октябрьской революции.
Среди его учителей в университете были ботаник-систематик А.Н.Бекетов и химик Д.И.Менделеев. О своих первых опытах над воздушным питанием растений К.А.Тимирязев сделал доклад в 1868 на I съезде естествоиспытателей в Петербурге. В этом докладе он уже тогда дал широкий план исследования фотосинтеза.
После окончания университета Тимирязев работал в лабораториях Франции у химика П.Э.Бертло и физиолога растений Ж.Б.Буссенго, и в Германии – у физиков Г.Р.Кирхгофа и Бунзена и у одного из создателей спектрального анализа, физиолога и физика Г.Л.Гельмгольца. Позже у него состоялась встреча с Ч.Дарвиным, чьим горячим сторонником Тимирязев был всю свою жизнь.
По возвращении из-за границы Тимирязев защитил в Петербургском университете диссертацию Спектральный анализ хлорофилла и начал преподавать в Москве в Петровской сельскохозяйственной академии, ныне носящей его имя. Позднее стал профессором Московского государственного университета, из которого ушел в отставку уже на склоне лет, в 1911.
Ученый приветствовал Октябрьскую революцию. Несмотря на возраст и тяжелую болезнь, он стал депутатом Московского Совета.
Тимирязев всю свою жизнь работал над разрешением проблемы воздушного питания растений, или фотосинтеза.
Эта проблема далеко выходит за пределы физиологии растений, так как с фотосинтезом связано существование не только растений, но и всего животного мира. Мало того, в фотосинтезе растение берет и усваивает не только углекислоту воздуха, но и энергию солнечных лучей. Это дало право Тимирязеву говорить о космической роли растения как передатчика энергии солнца нашей планете.
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, он выяснил, что хлорофилл не только поглощает свет, но и химически участвует в самом процессе фотосинтеза и закон сохранения энергии распространяется и на процесс фотосинтеза, а следовательно и на всю живую природу. Большинство исследователей тех лет, в особенности немецкие ботаники Ю.Сакс и В.Пфефер, отрицали эту связь. Тимирязев показал, что они допустили ряд экспериментальных ошибок. Разработав методику очень точного исследования, К.А.Тимирязев установил, что только поглощаемые растением лучи производят работу, т.е. осуществляют фотосинтез. Зеленые лучи, например, не поглощаются хлорофиллом, и в этой части спектра фотосинтеза не происходит. Кроме того, он отметил, что существует прямая пропорциональная связь между количеством поглощенных лучей и произведенной работой. Иными словами, чем больше световой энергии поглощено хлорофиллом, тем интенсивнее идет фотосинтез. Хлорофилл больше всего поглощает красные лучи, поэтому в красных лучах фотосинтез идет интенсивнее, чем в синих или фиолетовых, которые поглощаются слабее. Наконец, Тимирязев доказал, что на фотосинтез затрачивается не вся поглощенная энергия, а лишь 1–3 ее процента.
Основные труды К.А.Тимирязева: Чарльз Дарвин и его учение
; Жизнь растения
; Исторический метод в биологии
; Земледелие и физиология растений
.