Ученых давно интересовало, как развиваются растения.

Интерес этот был выражен в двух вопросах, сформулированных в свое время Р. Майером и Г. Гельмгольцем – основателями закона сохранения энергии. «Действительно ли тот свет, который падает на живое растение, получает иное потребление, чем тот свет, который падает на мертвые тела?» И – «Точно ли живая сила исчезающих при поглощении их листом солнечных лучей соответствует накопляющемуся запасу химических сил растения?»

На оба вопроса дал ответ Тимирязев.

Многочисленные предшественники Тимирязева, занимавшиеся проблемой синтеза органического вещества в растениях, установили, что образование в растениях органического вещества из неорганического идет главным образом в листьях – при помощи наполняющих их микроскопических хлорофилловых зерен, а необходимый для создания органического вещества углерод растения черпают прямо из воздуха, в котором всегда присутствует углекислый газ. Последний под действием света разлагается на кислород и углерод. Выделившийся чистый кислород уходит в атмосферу, а вот углерод идет на постройку вещества растения, таким образом – через растение – питая весь животный мир.

«…Я был первым ботаником, заговорившим о законе сохранения энергии, – писал Тимирязев в книге „Солнце, жизнь и хлорофилл“, – и соответственно с этим заменившим слово „свет“ выражением „лучистая энергия“. Став на эту точку зрения учения об энергии, я первым высказал мысль, что логичнее ожидать, что процесс разложения углекислоты должен зависеть от энергии солнечных лучей, а не от их яркости».

Процесс, изученный Тимирязевым, был назван фотосинтезом.

Долгое время было неясно, как, собственно, протекает фотосинтез, каков химический состав хлорофилловых зерен, какие лучи сложного солнечного света и как действуют при этом?

Основная заслуга Тимирязева заключается как раз в экспериментальной и теоретической разработке фотосинтеза. Он первый показал, что интенсивность протекающего процесса пропорциональна поглощенной энергии при относительно слабом свете, а при сильном освещении достигает определенной величины и уже более не растет. То есть, Тимирязев открыл явление светового насыщения фотосинтеза; он экспериментально обнаружил, что имеются два максимума поглощения света растением, которые лежат в области красных и синих лучей спектра и доказал приложимость закона сохранения энергии к процессу фотосинтеза. В то время у Тимирязева еще не было возможности провести полный физический и химический анализ хлорофилла, однако данные, полученные во время опытов, позволили ему сделать ряд смелых заключений и высказать гипотезы, впоследствии получившие подтверждение.

Тимирязев первый предположил, что хлорофилл может находиться в растениях в двух формах – в восстановленной и в окисленной. При этом и та и другая форма в процессе фотосинтеза могут переходить одна в другую. Окисленная форма хлорофилла, реагируя с углекислым газом воздуха, выделяет кислород и образует соединения хлорофилла с окисью углерода, превращаясь в восстановленную форму хлорофилла. А последняя взаимодействует с водой, окисляется и дает первый продукт синтеза – формальдегид, который затем превращается в крахмал, и переходит в первоначальную окисленную форму.

Конечно, в действительности это более усложненный процесс, но Тимирязев верно построил модель, в которой хлорофилл всегда служит своеобразным передатчиком углерода растению, подобно тому, как кровь служит для передачи кислорода животному организму. Кстати, на схожести указанных процессов построен сюжет прекрасного научно-фантастического романа рано погибшего талантливого уральского писателя Ю. Ярового «Зеленая кровь».

Тимирязев мечтал, что когда-нибудь «…физиологи выяснят в малейших подробностях явления, происходящие 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, то есть 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 себе головы над разрешением такого, казалось бы, праздного вопроса: почему и зачем растение зелено?»

Исследования, посвященные фотосинтезу, принесли Тимирязеву мировую славу. Он был избран членом Лондонского королевского общества, почетным доктором Кембриджского, Женевского университетов, а также университета Глазго, действительным членом Эдинбургского и Манчестерского ботанических обществ. Только в России Тимирязев остался всего лишь членом-корреспондентом Петербургской академии наук.

Впрочем, дело тут заключалось в политике.

Даже из Петровской академии, преобразованной Тимирязевым в Сельскохозяйственный институт, его уволили за неуступчивость и пропаганду дарвинизма. А в 1898 году его уволили и из числа штатных профессоров Московского университета.

Некоторое время Тимирязев читал лекции внештатно, но в 1902 году навсегда оставил преподавательскую деятельность, взяв на себя лишь заведование ботаническим кабинетом.

В 1911 году, вместе с другими профессорами, Тимирязев окончательно покинул Московский университет в знак протеста против реакционной политики тогдашнего министра просвещения.

Оказавшись вне стен научных учреждений, Тимирязев полностью отдался делу популяризации. Иногда он превращал в книгу цикл прочитанных лекций, иногда объединял в книгу различные статьи. Все его работы отличались несомненным талантом, а такие книги, как «Чарльз Дарвин и его учение», «Жизнь растения», «Солнце, жизнь и хлорофилл», «Земледелие и физиология растений», «Наука и демократия», читаются и сейчас.

В 1903 году, выступая в Лондонском королевском обществе, Тимирязев так начал лекцию «Космическая роль растения»:

«Когда Гулливер в первый раз осматривал академию в Лагадо, ему прежде всего бросился в глаза человек сухопарого вида, сидевший, уставив глаза на огурец, запаянный в стеклянном сосуде. На вопрос Гулливера диковинный человек пояснил ему, что вот он уже восемь лет как погружен в созерцание этого предмета в надежде разрешить задачу улавливания солнечных лучей и их дальнейшего применения. Для первого знакомства я должен откровенно признаться, что перед вами именно такой чудак. Более тридцати пяти лет провел я, уставившись, если не на зеленый огурец, закупоренный в стеклянную посуду, то на нечто вполне равнозначное – на зеленый лист в стеклянной трубке, ломая себе голову над разрешением вопроса о запасании впрок солнечных лучей!.».

С 1864 года Тимирязев постоянно выступал в защиту дарвинизма.

Он сразу понял, что выход в свет знаменитой книги Чарльза Дарвина «О происхождении видов путем естественного отбора, или сохранение приспособленных (благоприятствуемых) рас в борьбе за существование» открыл новую эпоху в истории мировой науки.

Кстати, на русский язык «Происхождение видов» перевел именно Тимирязев.

Что же касается сущности собственного научного метода, прочно связанного с дарвинизмом, Тимирязев объяснял его так:

«…Я главным образом стараюсь объяснить взаимные отношения, в которых должны находиться два основные метода исследования живых существ: метод экспериментально-физиологический и историко-биологический. Непониманием взаимного отношения этих двух путей исследования, служащих опорой и продолжением один другому, грешат еще многие современные натуралисты, как у нас, так и на Западе. Между биологами можно еще встретить таких, которые думают, что раз произнесено слово борьба за существование, то этим все объяснено, и готовы с негодованием или глумлением, только обнаруживающими их незнание, отнестись ко всякому применению к живым существам физических методов исследования. Точно так же между физиологами можно встретить таких, которые полагают, что раскрытие приспособлений живого организма выходит из пределов строго научного исследования. С самых первых шагов своей научной деятельности я пытался доказать односторонность этих точек зрения, взятых в отдельности, и плодотворность их гармонического слияния в одно стройное целое. Где кончается задача непосредственно физиологического опыта, перед физиологией открывается обширная область историко-биологического исследования, и, наоборот, всякое историко-биологическое исследование в качестве необходимых начальных своих посылок должно основываться на фактах, добытых всегда более точным экспериментально-физиологическим путем».

Тимирязеву принадлежат многие фундаментальные работы по истории человеческой мысли: «Основные черты истории развития биологии в XIX веке» (1908), «Развитие естествознания в России в эпоху 60-х годов» (1908), «Пробуждение естествознания в третьей четверти века» (1907), «Наука. Очерк развития естествознания за три века» (1920), «Главнейшие успехи ботаники в начале XX столетия» (1920). Огромное число статей было написано им для энциклопедического словаря братьев Гранат.

«…Что касается обязанностей профессора, раз что и о них зашла речь, – не без юмора писал Тимирязев в „Отповеди антидарвинистам“, – то я замечу, что всякое ремесло, в том числе и профессорское, имеет свои тяжелые и свои священные обязанности. К числу тяжелых обязанностей профессора относится обязанность читать книги толстые и книги глупые, что бывает вдвойне тяжело, когда толстые книги оказываются в то же время и глупыми. К числу же самых священных обязанностей профессора относится обязанность облегчать своим слушателям чтение толстых и глупых книг, снабжать этих слушателей компасом, при помощи которого они могли бы пробиться через самые непроходимые схоластические дебри, не рискуя в них окончательно заблудиться».

После революции Тимирязев продолжил научную и просветительскую деятельность. Не мало сил отдал он и деятельности общественной. Став членом Московского Совета рабочих, крестьянских и красноармейских депутатов, он прямо ответил на упреки некоторых бывших друзей: «…Можно обвинить большевиков в утопизме, в желании использовать так дорого стоившую русскому народу революцию до конца, сразу осуществить последнее слово социального строительства, но всякий беспристрастный русский человек не может не признать, что за тысячелетнее существование России в рядах правительства нельзя было найти столько честности, ума, знания, таланта и преданности своему народу, как в рядах большевиков».

В марте 1920 года, уже пережив удар, мужественно борясь с болезнью, Тимирязев отправил приветственное письмо Московскому совету, ярко выразившее его отношение к действительности.

«…Избранный товарищами, работающими в вагонных мастерских Московско-Курской железной дороги, – писал он, – я прежде всего спешу выразить свою глубокую признательность и в то же время высказать сожаление, что мои годы и болезнь не позволяют мне присутствовать на сегодняшнем заседании. А вслед за тем передо мной встает вопрос: а чем же я могу оправдать оказанное мне лестное доверие, что могу я принести на служение нашему общему делу?

После изумительных, самоотверженных успехов наших товарищей в рядах Красной Армии, спасших стоявшую на краю гибели нашу Советскую республику и вынудивших тем удивление и уважение наших врагов, – очередь за Красной Армией труда. Все мы – стар и млад, труженики мышц и труженики мысли – должны сомкнуться в эту общую армию труда, чтобы добиться дальнейших плодов этих побед. Война с внешним врагом, война с саботажем внутренним, самая свобода – все это только средства; цель – процветание и счастье народа, а они созидаются только производственным трудом.

Работать, работать, работать!

Вот призывный клич, который должен раздаваться с утра до вечера и с края до края многострадальной страны, имеющей законное право гордиться тем, что она уже свершила, но еще не получившей заслуженной награды за все свои жертвы, за все свои подвиги. Нет в эту минуту труда мелкого, неважного, а и подавно нет труда постыдного. Есть один труд – необходимый и осмысленный. Но труд старика может иметь и особый смысл, вольный, не обязательный, не входящий в общенародную смету, – этот труд старика может подогревать энтузиазм молодого, может пристыдить ленивого. У меня всего одна рука здоровая. Но и она могла бы вертеть рукоятку привода, у меня одна нога здоровая, но и это не помешало бы мне ходить на топчаке. Есть страны, считающие себя свободными, где такой труд вменяется в позорное наказание преступникам, но, повторяю, в нашей свободной стране в переживаемый момент не может быть