Исследования XX в. дополнили картину. Происходит сложная цепь химических реакций, которые для наглядности можно разбить на две стадии – реакции световой фазы и реакции темновой фазы. В первом случае хлорофилл расщепляет молекулы воды, используя энергию солнца. Атомы водорода и энергия, полученные в ходе этой реакции, затем передаются дальше и используются в реакциях темновой фазы, в результате которых молекулы углекислого газа превращаются в сахара́.
Пузырьки на листьях подводных растений, таких как элодея канадская, – это кислород, произведенный в ходе фотосинтеза.
Натуралисты
Интерес к естественной истории расцвел в 1700-х гг., и зачастую лучшими натуралистами были увлеченные любители. Английский священник Гилберт Уайт – знаменитость среди них.
Почти всю жизнь Уайт прожил там, где и родился, – в деревне Селборн на юге Англии. Здесь он изучил все особенности местной фауны и флоры. Многие годы он вел переписку с такими же любителями о своих наблюдениях и выводах, а позже его письма были опубликованы в книге, ставшей классической, – «Естественная история и древности Селборна» (1789). Уайт верил, что необходимо проводить тщательные личные наблюдения, а не полагаться на память или на написанное другими. «Бич нашей науки – это сопоставление одного животного с другим на память», – написал он однажды. Он первым описал несколько видов млекопитающих и птиц и исследовал миграции последних. Работа Гилберта Уайта и его коллег-натуралистов помогла лучше понять живую природу, и таким образом они внесли свой вклад в развитие таких дисциплин, как этология, физиология животных и экология.
Вид на Селборн, где жил Гилберт Уайт. Ученый в полной мере использовал богатство природы в окрестностях деревни.
Гилберт Уайт увидел змею. Иллюстрация из ранних изданий его работ.
Животное электричество
Важным в науке XVIII в. стало открытие тесной связи электричества и тела.
Ранние эксперименты в этой области захватили воображение публики и в итоге привели к пониманию механизма работы нервов и мышц.
Роль нервной системы в контролировании организма заметили еще в древности при вскрытиях и опытах с живыми животными. Но связь между нервами и электричеством установили только в 1700-х гг. Проводить первые опыты было непросто, поскольку стабильного напряжения добиться не удавалось, пока в 1800 г. итальянец Алессандро Вольта не изобрел электрическую батарею. Посему в распоряжении имелись только короткие разряды статического электричества – например, от молниеотвода в грозу. Из нескольких ученых-первопроходцев, занимавшихся «животным электричеством», самым успешным считают Луиджи Гальвани (1737–1798). Публику поразили его детально описанные эксперименты, в том числе заставлявшие шевелиться мертвых лягушек. Некоторые опыты, на первый взгляд, доказывали, что электричество производят сами животные. Гальвани, сам того не понимая, превращал лягушек в электрический накопитель, прилаживая к ним проволоку из разных металлов.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СКАТ
Один из видов животного электричества был хорошо известен с древности – разряды электрических рыб, в том числе скатов. При помощи видоизмененных мышечных клеток эти родственники акулы вырабатывают электрический ток. Научное название отряда Torpediniformes восходит к латинскому глаголу torpēre – «быть в оцепенении». Именно это произойдет с вашей рукой, если потрогать ската. Рыбу когда-то назначали в качестве лекарства от головной боли. Некоторые тропические пресноводные рыбы, в том числе электрические угорь и сом, также производят высоковольтные разряды.
ФРАНКЕНШТЕЙН
Мэри Шелли, автор знаменитого романа «Франкенштейн, или Современный Прометей», опубликованного в 1818 г., описывая, как доктор Франкенштейн оживил свое чудовище, электричество не упоминала, хотя в некоторых экранизациях показывают именно такой способ. Тем не менее позже писательница признала, что ее вдохновили опыты Луиджи Гальвани и Джованни Альдини – особенно эксперименты последнего с казненными преступниками.
Последующие достижения
Гальвани думал, что «животное электричество» отличается от прочих видов. Но когда была изобретена электрическая батарея, от идеи использовать животных отказались, поскольку это было не так сподручно. Тем не менее термин «гальваническое электричество», то есть такое, которое было получено химическим способом, носит имя исследователя. Вскоре после смерти Гальвани его племянник Джованни Альдини произвел сенсацию в Лондоне, пропустив ток от электрической батареи через бездыханное тело повешенного убийцы, и тот стал двигать конечностями и корчить страшные рожи – в зависимости от того, куда Альдини присоединял контакты.
Впоследствии ученые продолжили работу Гальвани и Альдини. Немецкий физиолог Эмиль Дюбуа-Реймон показал в 1843 г., что импульс действительно действует на живой нерв и что электрический заряд проходит по нему подобно волне, или нервному импульсу. Если нерв соприкасается с мышцей, импульс заставляет ее сокращаться. Идея о том, что клетки – это кирпичики организма, также сыграла положительную роль. Ученые поняли, что нервные волокна состоят из множества похожих на проволоку нервных клеток, расположенных параллельно. В ХХ в. было найдено объяснение биохимическим причинам электричества – потенциалу действия.
Один из опытов Гальвани показывает, как реагируют лапки лягушки в зависимости от того, куда экспериментатор присоединяет металлические электроды.
Вымирание
Когда-то идея о вымирании многим казалась невероятной. Однако французский зоолог Жорж Кювье доказал всем, что вымирание действительно происходило и происходит.
В начале XIX в. Кювье начал заниматься позвоночными животными и стал изучать их скелеты. Так он заинтересовался окаменелостями, найденными в районе Парижа. Постепенно ученые пришли к согласию в том, что окаменелости – это свидетельства прошедшей жизни. Но они не могли договориться, о чем именно они свидетельствуют. Многие относились к идее о вымирании скептически. Почему Бог создал некоторые виды животных, а потом убил их? Еще до появления людей. Согласно исследованию Кювье, окаменевшие кости, обнаруженные близ французской столицы, явно принадлежали слонам и носорогам. Более того, он показал, чем они отличаются от аналогичных видов, обитающих на Земле сегодня, намекая, что парижские носороги вымерли.
