Что это? Растения используют солнечный свет для преобразования углекислого газа из воздуха в новый растительное вещество. Кто открыл фотосинтез? Ян Ингенхауз
Почему это одно из 100 величайших открытий?
Фотосинтез — это процесс, который обеспечивает произрастание растений по всей Земле. Он также обеспечивает большую часть кислорода, содержащегося в нашей атмосфере и необходимого нам для дыхания. Растения и фотосинтез являются ключевыми элементами критического (для человека и других млекопитающих) планетарного круговорота кислорода.
Открытие Яном Ингенхаузом процесса фотосинтеза значительно расширило наши базовые знания о функционировании растений на этой планете и помогло науке лучше понять два важных атмосферных газа: кислород и углекислый газ. Современная инженерия растений и агрономия обязаны своим становлением открытию Яна Ингенхауза.
Как это было обнаружено?
Ян Ингенхаус родился в Бреде, Нидерланды, в 1730 году. Он получил образование врача и обосновался, чтобы начать свою медицинскую практику дома в Бреде.
В 1774 году Джозеф Пристли открыл кислород и экспериментировал с этим новым, невидимым газом. В одном из таких экспериментов Пристли вставил зажжённую свечу в банку с чистым кислородом и дал ей гореть, пока весь кислород не израсходовался и пламя не погасло.
Не допуская поступления свежего воздуха в банку, Пристли поместил веточки мяты, плавающие в стакане с водой, чтобы посмотреть, погибнет ли мята в этом загрязненном воздухе. Но мята процветала. Через два месяца Пристли поместил в банку мышь.
Она также выжила, доказав, что мята восстановила кислород в воздухе банки. Однако этот эксперимент не всегда работал. Пристли признал, что это загадка, и затем перешёл к другим исследованиям.
В 1777 году Ингенхаус прочитал об экспериментах Пристли и был ими очарован. Он не мог сосредоточиться ни на чём другом и решил исследовать и объяснить загадку Пристли.
В течение следующих двух лет Ингенхауз провел 500 экспериментов, пытаясь объяснить
Он учел все возможные переменные и непредвиденные обстоятельства. Он разработал два способа улавливания газа, выделяемого растением. Один из них заключался в помещении растения в герметичную камеру. Другой — в погружении растения в воду.
Ингенхауз использовал обе системы, но обнаружил, что проще собирать и изучать газ, собранный под водой в виде мельчайших пузырьков. Каждый раз, собирая газ, выделяемый растением, он проверял, поддерживает ли он пламя (содержание кислорода) или тушит (содержание углекислого газа).
Ингенхауз был поражён красотой и симметрией своего открытия. Люди вдыхали кислород и выдыхали углекислый газ. Растения же действовали ровно наоборот, почти наоборот. Растения на солнце поглощали углекислый газ из отходов жизнедеятельности человека и производили свежий кислород, которым мы дышим. Однако растения в глубокой тени или ночью (в темноте) действовали прямо противоположным образом. Они действовали подобно людям, поглощая кислород и выделяя углекислый газ.
После сотен экспериментов Ингенхауз установил, что растения вырабатывают гораздо больше кислорода, чем поглощают. Растения, погруженные в воду, под прямыми солнечными лучами выделяли постоянный поток мельчайших пузырьков кислорода. Образование пузырьков прекращалось ночью.
Растения, оставленные на длительное время в темноте, выделяли газ, который гасил пламя. Когда он поместил то же растение под прямые солнечные лучи, оно выделяло газ, превращавший тлеющие угли в пылающий ад. Растение снова начало вырабатывать кислород.
Ингенхауз показал, что образование этого газа зависит от солнечного света. Он продолжил свои эксперименты и показал, что растения не производят новую массу (лист, стебель или ветку), поглощая вещество из почвы (как считали другие). Земля не теряет массу по мере роста растения.
Ингенхауз показал, что рост новых растений должен происходить под действием солнечного света. Растения поглощают углерод из углекислого газа воздуха и преобразуют его в новые растительные вещества под действием солнечного света.
Ингенхауз открыл процесс фотосинтеза. Он доказал, что растения создают новую массу из воздуха, связывая углерод с помощью солнечного света. В 1779 году он опубликовал свои результаты в книге «Эксперименты с овощами». Название «фотосинтез» появилось несколько лет спустя и происходит от греческого слова, означающего «соединяться под действием света».
Интересный факт: установлено, что некоторые виды бамбука вырастают со скоростью до 91 см (3 фута) в день. За их ростом можно практически наблюдать!
Больше для изучения
Аллен, Дж. Ф. и др. (ред.). Открытия в области фотосинтеза. Нью-Йорк. Springer-Verlag, 2006.
Азимов, Айзек. Как мы узнали о фотосинтезе? Нью-Йорк. Walker & Ко., 1993.
Форти, Г. Фотосинтез два столетия спустя после его открытия. Нью-Йорк. SpringerVerlag, 1999.
Ингенхаус, Ян. Ян Ингенхаус. Физиолог растений. Лондон. Chronica Botanica. 1989.
