Что открыл тимирязев в биологии
Климент Аркадьевич Тимирязев и его вклад в науку
Фотосинтез — уникальный процесс, значение которого для жизни на Земле огромно. Это настоящее природное чудо. В процессе фотосинтеза в листьях растений из двух неорганических веществ — углекислого газа и воды — возникают углеводы (крахмал, сахар и другие), жирные кислоты (из них уже синтезируются жиры) и аминокислоты (из них строятся белки) и чистый кислород. Поэтому можно сказать, что именно фотосинтез поддерживает жизнь на нашей планете, создавая самые важные органические вещества, необходимые человеку и животным.
Ученые стали немного понимать этот процесс лишь с конца XVIII века, само же слово «фотосинтез» появилось в 1877 году, а немного раньше было установлено, какие вещества участвуют в реакциях фотосинтеза и образуются в зеленых растениях. Однако лишь в наше время о фотосинтезе стало известно почти все, а над разгадкой этого «почти» до сих пор бьются десятки исследователей во всем мире.
В начале XIX века ученые имели несколько смутное представление о том, какие процессы происходят в растениях. Сначала стало известно, что растения выделяют кислород, потом выяснилось, что кислород выделяется, только если они находятся на свету. Чуть позже было установлено, что в растениях образуются органические вещества, а отвечает за этот процесс особый пигмент, содержащийся в зеленых листьях, — хлорофилл.
А какую же роль в изучении фотосинтеза сыграл русский ученый Климент Аркадьевич Тимирязев? Одну из самых главных — он установил, что именно зеленый пигмент хлорофилл является главным звеном в процессе фотосинтеза. Он же доказал, что скорость и эффективность процесса фотосинтеза различны при освещении растений светом разного спектрального состава (в красных и синих лучах все реакции идут наиболее быстро и эффективно, а в желтых фотосинтез идет гораздо хуже) и что в растениях происходит реакция разложения углекислого газа именно под действием света.
Может показаться, будто Тимирязев сделал не так уж и много — доказал те вещи, о которых уже догадывались до него. Но на самом деле именно благодаря ученому догадки стали научными фактами.
Тимирязев первым изучил самые важные свойства хлорофилла, его состав и взаимодействие со световыми лучами, установил, как с помощью хлорофилла происходят реакции деления углекислоты на углерод и кислород.
Как в общем случае протекает реакция фотосинтеза? Из названия явствует («фото» с греческого «свет», а «синтез» — «совмещение»), что только под действием света. Если говорить о локализации процессов фото синтеза, то они происходят в особых органеллах растительной клетки — хлоропластах, где сосредоточен весь хлорофилл. В хлоропласты поступают углекислый газ и вода, распадающиеся на составные части (водород, углерод, кислород), из которых и синтезируются органические вещества. Все они имеют огромное значение для всего живого на нашей планете, так как являются первичными во всех пищевых цепочках.
Исчезни вдруг растения на Земле — исчезнут животные и люди, ведь им неоткуда будет брать жиры, углеводы и белки, служащие строительным материалом любого организма!
На эту важнейшую роль фотосинтеза и, соответственно, растений указал Тимирязев.
Климент Тимирязев был не только ученым-теоретиком, но и прекрасным практиком, причем весьма разносторонним. Ученый, работавший во многих областях ботаники, старался применить результаты своих работ на деле, создавал уникальные по тем временам установки и приборы, обладающие высокой чувствительностью и точностью. С их помощью Тимирязевым и были установлены многие факты о фотосинтезе.
Всю свою жизнь Климент Аркадьевич занимался проблемой фотосинтеза, предлагал новые гипотезы, экспериментально подтверждал теории. Его наработки в этой области активно использовали исследователи, работавшие много позже. Всемирная слава пришла к ученому при жизни, а результаты его трудов составляют базу современных знаний об удивительном процессе фотосинтеза.
Работы Тимирязева служили для дальнейших открытий в области фотосинтеза. Так, с помощью углекислого газа с мечеными атомами углерода американскому биохимику Мелвину Кальвину удалось выяснить химию усвоения углекислого газа, так называемый цикл Кальвина. Это, в свою очередь, послужило толчком для дальнейшего развития сельского хозяйства: изменение условий среды позволяет регулировать соотношение продуктов фотосинтеза и создавать условия для оптимального развития растений.
Краткая биография
Климент Аркадьевич Тимирязев родился 25 мая (3 июня) 1843 года в Санкт-Петербурге. Отец был потомственным дворянином, служил начальником Санкт-Петербургского таможенного округа.
Тимирязев получил отличное домашнее образование и в 1860 году стал студентом-юристом Санкт-Петербургского университета. Почти сразу перевелся на естественное отделение физико- математического факультета. В 1861-м был отчислен из-за участия в студенческом движении. Через год допущен к обучению в качестве вольнослушателя.
В 1866 году окончил университет, получил степень кандидата. В 1868-м началась научная карьера Тимирязева: он опубликовал свою первую работу по изучению фотосинтеза и отправился за границу, где работал в лабораториях крупных физиков, химиков, ботаников.
В 1871 году защитил магистерскую диссертацию, устроился работать в Петровскую сельскохозяйственную академию близ Москвы. В 1875-м стал доктором ботаники, с 1877-го читал лекции в Императорском Московском университете.
Работал над проблемами фотосинтеза, активно применял научные достижения на практике. Стал членом-корреспондентом Санкт-Петербургской академии наук, был членом многих зарубежных научных обществ и учебных заведений.
В 1911 году по политическим причинам ушел из университета. Тимирязев приветствовал Октябрьскую революцию, так как был убежденным республиканцем.
Умер Климент Тимирязев 28 апреля 1920 года в Москве.
Великий русский учёный Тимирязев: «Я исповедую три добродетели: веру, надежду и любовь»
Происхождение и образование
Климент Тимирязев родился 22 мая (3 июня) 1843 года в российской столице – Петербурге. Он принадлежал к одному из старинных российских дворянских родов, его предки вышли из Золотой Орды и служили московским правителям. Отец Климента Аркадий Семёнович служил в таможне, был сенатором и тайным советником. Он воевал с французами в 1812—1814 гг., был известен честностью и свободой мысли, поэтому богатств не скопил. Мать Аделаида Климентьевна была из древнего французского дворянского рода баронов де Боде, которые перебрались из Эльзаса в Россию во время Великой Французской революции. Также в роде Боде была изрядная доля английских и шотландских корней.
Поэтому сам Тимирязев отмечал: «Я — русский, хотя к моей русской крови примешана значительная доля английской». Таким образом, род Тимирязева принадлежал к аристократии. Он в совершенстве владел немецким, французским и английским языками.
Семья Тимирязевых была большая и дружная. Все дети получили от матери хорошее домашнее образование. Климент не только овладел иностранными языками, но и занимался музыкой, изобразительным искусством, был увлечён пейзажной фотографией. Его работы даже выставлялись. Его братья также стали видными людьми и оказали влияние на Климента: Василий (известный литератор), Николай и особенно Дмитрий (статистик и химик), приобщивший брата к органической химии.
Несмотря на высокое происхождение, жизнь Тимирязева не была лёгкой. Отец был честным служакой и капитала не нажил. Когда Аркадий Семёнович был уволен со службы, семья осталась без дохода. Климент начал работать ещё юношей. Он вспоминал, как утешал себя мыслью, что не сидит на горбу у тружеников, как купеческие сынки.
В 1860 году Климент поступил в Петербургский университет на юридический факультет, затем перешёл на естественное отделение физико-математического факультета. Посещал лекции ведущих учёных: химика Менделеева, ботаников Бекетова и Фаминцына, физиолога Сеченова, историка Костомарова. Окончил курс в 1866 году со степенью кандидата, то есть с отличием. Правда, едва не был отчислен за вольнодумство. Тимирязев изучал труды Маркса, стал его единомышленником. У него сложилось убеждение «долга перед обществом» и «ненависти ко всякой, особенно общественной неправде». В результате молодой человек принял участие в студенческих волнениях и затем отказался сотрудничать с полицией. Обучение смог продолжить только как вольный слушатель.
Разгадка фотосинтеза
Ещё в университете Тимирязев отметился как талантливый экспериментатор. Молодой учёный считал, что все теории необходимо проверять на практике. Поэтому он сам конструировал новые приборы, которые использовали и после него. После университета был заведующим опытной агрохимической станцией в Симбирской губернии. Талантливого учёного заметили в Министерстве народного образования и отправили на стажировку за границу для подготовке к профессуре. Два года Климент слушал лекции видных западных учёных и работал в ведущих лабораториях Франции и Германии.
После возвращения в Россию Тимирязев защитил магистерскую диссертацию и был назначен профессором Петровской сельскохозяйственной и лесной академии в Подмосковье. В 1877 году учёного пригласили в Московский университет. В этих учебных заведениях Тимирязев проработал свыше 30 лет и сделал свои основные открытия.
Один из учеников академии, известный позднее публицист и писатель Владимир Короленко отмечал:
Главные исследования русского учёного касались процесса фотосинтеза. Ранее было известно, что на свету растения преобразуют углекислый газ и воду в органические вещества. Но учёные не знали, как это происходит. Климент Аркадьевич направлял на растения свет, который пропускал через цветные жидкости. И обнаружил, что красные и синие лучи усваиваются лучше жёлтых, и от этого зависит скорость разложения углекислоты. Именно Тимирязев осознал, что свет поглощается благодаря зёрнам хлорофилла, которые придают растениям зелёный цвет. Он первым сообщил, что хлорофилл не только физически, но и химически участвует в фотосинтезе. Своими исследованиями русский учёный доказал, что закон сохранения энергии полностью распространяется и на процесс фотосинтеза. Хотя в то время этот факт не был признан большинством исследователей.
Также русский учёный открыл явление светового насыщения. Ранее считалось, что основная характеристика света – яркость. Тимирязев опроверг это. Он выяснил, что с увеличением яркости растения действительно поглощают всё больше углекислоты, но до определённого предела. После него повышать яркости бессмысленно, а бывает и вредно, так как из-за сильного света испаряется влага. В результате Климент Аркадьевич сделал вывод о «космической роли растений». Именно такую лекцию он прочитал в Лондонском королевском обществе в 1903 году.
Тимирязев отмечал: «Растение — посредник между небом и землею. Оно — истинный Прометей, похитивший огонь с неба». Растения используют для питания солнечную энергию, создают первичное органическое вещество, которым питаются животные. Растения поддерживают химический состав атмосферы, то есть дают жизнь всем организмам.
«Только осуществляя свои лучшие мечты, человечество продвигается вперёд»
Климент Аркадьевич был одним из активных сторонников эволюционной теории Дарвина. Ещё студентом он одним из первых в России перевёл знаменитую книгу Дарвина «О происхождении видов путем естественного отбора». Также он писал для журнала «Отечественные записки» серию статей о книге Дарвина и её критику. Затем опубликовал книгу «Краткий очерк теории Дарвина». Фактически благодаря Тимирязеву русское общество познакомилось с теорией Дарвина. Открытие Дарвина русский учёный считал крупнейшим открытием XIX столетия. Он был активным дарвинистом, защищал теорию от критики и искажений.
Русский учёный был не только теоретиком, но и практиком. Он мечтал, чтобы его открытия пригодились в народном хозяйстве. Наука должна была сделать земледелие более производительным. Сразу после окончания университете он на агрохимической станции руководил работами по изучению влияния минеральных удобрений на урожайность растений. В 1870-е годы во время работы в Петровской академии Тимирязев соорудил «вегетационный домик» — это была первая в России и третья в мире научная теплица. На Всероссийской выставке в Нижнем Новгороде в 1896 году он повторил этот опыт.
Климент Аркадьевич активно работал над распространением знаний. Учёный написал боле 100 научно-популярных работ, где описывал воздействие света на растения и методы повышения урожайности, рассказывал о естествознании и открытиях крупнейших учёных. Тимирязев отмечал, что самого начала поставил перед собой две основные цели: науку и писать для народа. Для этого же русский учёный проводил публичные лекции, пользовавшиеся огромной популярностью среди молодежи. Сам Климент Тимирязев считал, что именно молодое поколение поведёт народ по пути прогресса:
Стремление к свету и высшей правде
Несмотря на всемирное признание и популярность, власти недолюбливали вольнодумца. В 1911 году Климент Аркадьевич, несмотря на тяжелую болезнь (после кровоизлияния в мозг в 1909 году у Тимирязева остались парализованными левая рука и нога), вместе с другими профессорами и преподавателями покинул Московский университет. Протест преподавателей был связан с делом Кассо. В январе 1911 года вышел циркуляр министра просвещения Л. А. Кассо «О временном недопущении публичных и частных студенческих заведений». Документ запрещал проведение собраний в университетах, ректоры должны были следить за проникновением посторонних лиц в высшие учебные заведения. В целом циркуляр нарушал автономию университетов.
В политическом отношении русский учёный стремился к сближению науки и политики. Выступил как патриот и славянофил, за войну России против Турции, что должно было привести к свободе славян. Надеялся на сближение народов России и Англии, которые должны были противостоять агрессии Германии. Первоначально высказывался в пользу Антанты и выступление России в защиту сербов. Однако быстро разочаровался в мировой бойне и стал работать в антивоенном журнале М. Горького – «Летопись». Тимирязев возглавил отдел науки и привёл к участию в журнале многих видных учёных, писателей и поэтов.
После Февральской революции социалисты-революционеры продвигали кандидатуру Климента Аркадьевича на пост министра просвещения в будущем социалистическом правительстве. Однако, наблюдая разрушительную политику Временного правительства в крестьянском и аграрном вопросе, русский учёный стал поддерживать идеи большевиков. Тимирязев активно поддержал Апрельские тезисы Ленина (о перерастании буржуазно-демократической революции в социалистическую) и Великую Октябрьскую революцию. Поддерживал «изумительные, самоотверженные успехи» Красной Армии, которая спасла Россию от гибели, призывал сомкнуться в армию труда, так как счастье и процветание народа созидаются только производительным трудом.
Социалистическая революция вернула Тимирязева в Московский университет. Правда, проработал он недолго. 28 апреля 1920 года великий учёный умер от простуды. По случаю 70-летнего юбилея Тимирязева 22 мая 1913 года другой великий русский учёный, Иван Павлов, дал полную характеристику своему коллеге:
Тимирязев Климент Аркадьевич
Климент Тимирязев родился 3 июня 1843 года в городе Санкт-Петербург. Первоначальное образование получил дома. В 1866 году окончил с отличием естественный факультет Санкт-Петербургского государственного университета. В формировании мировоззрения Тимирязева большую роль сыграли философские взгляды А. Герцена, Н. Чернышевского, труды Д. Менделеева, И. Сеченова и особенно Ч. Дарвина.
В студенческие годы Тимирязев опубликовал ряд статей на социально-политические темы и по дарвинизму, в том числе: «Гарибальди на Капрере», «Голод в Ланкашире», «Книга Дарвина, ее критики и комментаторы». Тогда же написал первую популярную книгу с изложением учения Дарвина «Чарльз Дарвин и его учение»; его книга «Жизнь растений» переиздавалась более 20 раз и вызвала огромный интерес и в России, и за рубежом.
В 1868 году, для подготовки к профессорскому званию командирован за границу, где работал в лабораториях крупных физиков, химиков, физиологов, ботаников. Вернувшись в Россию, Тимирязев защитил магистерскую диссертацию и занял должность профессора Петровской сельскохозяйственной академии в городе Москва, где читал лекции по всем отделам ботаники. Одновременно преподавал в Московском государственном университете на кафедре анатомии и физиологии растений, на женских «коллективных курсах». Возглавлял ботаническое отделение Общества любителей естествознания при ВУЗе.
Климент Аркадьевич стал одним из основоположников русской школы физиологии растений, изучив процесс фотосинтеза, для чего разработал специальные методики и аппаратура. В физиологии растений, наряду с агрохимией, ученый видел основу рационального земледелия. Профессор первый ввел в России опыты с культурой растений в искусственных почвах; устроил первую теплицу для этой цели в Петровской академии в начале 1870-х годов.
В 1920 году вышел в свет сборник его статей «Наука и демократия». Последние 10 лет своей жизни из-за болезни не мог уже преподавать, но продолжал заниматься литературно-публицистической деятельностью, участвовал в работе Народного комиссариата просвещения России и Социалистической академии общественных наук. Избирался Депутатом Московского городского совета.
Тимирязев входил в состав Лондонского королевского общества. Являлся Почетным доктором университетов в городах Глазго, Кембридж и Женева; членом-корреспондентом Российской Академии наук и Эдинбургского ботанического общества, также Почетным членом многих иностранных и отечественных университетов и научных обществ. Автор многочисленных статей, книг, биографических очерков.
Климент Аркадьевич Тимирязев скончался 28 апреля 1920 года в городе Москва. Похоронен на Ваганьковском кладбище.
В честь ученого названы: поселок в Липецкой и Ульяновской областях; Лунный кратер; теплоход «Академик Тимирязев»; Московская сельскохозяйственная академия, Институт физиологии растений РАН, Государственный биологический музей, библиотека в городе Санкт-Петербург, Винницкая областная универсальная научная библиотека в Украине, Центральная станция юных натуралистов и станция Московского метро.
Тимирязеву посвящен фильм «Депутат Балтики». За лучшие работы по физиологии растений присуждают премию РАН имени ученого. В Музее землеведения Московского государственного университета ему установлен бюст.
ТИМИРЯЗЕВ КЛИМЕНТ АРКАДЬЕВИЧ
Российский ученый, естествоиспытатель, ботаник, основоположник русской школы физиологии растений, заслуженный профессор Московского университета, член-корреспондент Петербургской Академии наук (1890).
Студенчество и начало научной карьеры
Происходил из дворянского рода Тимирязевых. Мать была англичанкой, поэтому с самого раннего возраста Тимирязев изучал английский, немецкий и французский языки. В 1861 году поступил в Санкт-Петербургский университет на камеральный разряд юридического факультета, затем перешел на естественный разряд физико-математического факультета, который закончил с золотой медалью и со званием кандидата, несмотря на то, что был отчислен из университета за участие в студенческих беспорядках и восстановлен лишь в качестве вольного слушателя. В 1867 году заведовал опытной агрохимической станцией в Симбирской губернии, через год был отправлен за границу для подготовки к профессорскому званию. Двухгодичную стажировку проходил в Германии и Франции, по возвращении защитил магистерскую диссертацию и был назначен профессором Петровской сельскохозяйственной и лесной академии в Москве, где проработал до ее закрытия в 1892 году. В 1872 году именно на территории сельхозакадемии Тимирязев апробировал свои идеи на практике и построил первую теплицу – «вегетационный домик».
Московский университет и мировая известность
В 1875 году защитил докторскую диссертацию на тему «Об усвоении света растением», а в 1877 году был приглашен на кафедру анатомии и физиологии растений Московского университета. В 1878-м вышла его книга «Жизнь растения», которая была переведена на многие языки мира и принесла Тимирязеву мировую известность. В 1902 году был удостоен звания заслуженного профессора Московского университета. Многое сделал для популяризации науки и новых открытий среди широкой публики. Так, в 1875 году Тимирязев выступил с серией лекций в Политехническом музее, был избран председателем ботанического отделения Общества любителей естествознания, этнографии и антропологии при Московском университете. 30 апреля 1903 года Тимирязев выступил с лекцией на английском языке «Космическая роль зеленого растения» в Лондонском королевском обществе. Право прочесть лекцию выпадало ученому, которому удалось совершить самое выдающееся открытие в области естествознания (т.н. «крунианская лекция»). В своей лекции Тимирязев обосновывал значение фотосинтеза, осуществляемого зелёными растениями (именно зеленый пигмент хлорофилл является основным в процессе фотосинтеза). В 1909 году Тимирязев был единственным представителем России, приглашенным на торжества в честь столетия Чарльза Дарвина, с которым он лично встречался в его поместье в 1877 году.
После отставки
В 1911 году вышел в отставку вместе со многими известными профессорами в знак протеста против циркуляров министра народного просвещения Л.А. Кассо, которые фактически уничтожали университетскую автономию и вводили полицейский надзор над студенческой деятельностью. В этом же году он стал почетным членом Лондонского королевского общества. Тимирязев благосклонно отнесся к Октябрьской революции. Ученый был восстановлен в должности профессора Московского университета, но уже, к сожалению, не смог читать лекции по состоянию здоровья. Однако он продолжал писать общественно-политические и даже исторические статьи, посвященные различным революционерам (Робеспьер, Марат и др.). Несмотря на преклонный возраст, он стал депутатом Московского Совета. В 1920 году опубликовал свою последнюю книгу «Наука и демократия», один из первых экземпляров которой отправил В.И. Ленину.
Климент Тимирязев
русский естествоиспытатель, один из основателей русской школы физиологии растений
Климент Аркадьевич Тимирязев
Климент Аркадьевич Тимирязев родился (22 мая) 3 июня 1843 года в Петербурге, в дворянской семье. Первоначальное образование он получил дома. В 1866 году закончил с отличием естественный факультет Санкт-Петербургского университета.
В формировании мировоззрения Тимирязева большую роль сыграли философские взгляды А.Герцена, Н.Чернышевского, труды Д.Менделеева, И.Сеченова и особенно Ч.Дарвина. Ещё в студенческие годы Климент опубликовал ряд статей на социально-политические темы и по дарвинизму – «Гарибальди на Капрере», «Голод в Ланкашире», «Книга Дарвина, ее критики и комментаторы».
В 1868 году Тимирязев для подготовки к профессорскому званию был командирован за границу, где работал в лабораториях крупных физиков, химиков, физиологов, ботаников. Наибольшее значение для Климента имела его работа у Буссенго, которого он считал своим учителем.
Вернувшись в Россию, Тимирязев защитил магистерскую диссертацию и был назначен профессором Петровской сельскохозяйственной академии в Москве, где читал лекции по всем отделам ботаники. В этот же период Климент преподавал в Московском университете на кафедре анатомии и физиологии растений, на женских «коллективных курсах». Кроме того, был председателем ботанического отделения Общества любителей естествознания при университете.
С первых же шагов своей научной деятельности молодой ученый поставил себе две задачи: «Работать для науки и писать для народа», которые выполнял с большим успехом. Первая популярная книга Тимирязева с изложением учения Дарвина «Чарльз Дарвин и его учение», написанная в студенческие годы, до сих пор не устарела, а его книга «Жизнь растений» (1878) переиздавалась более 20 раз и вызвала огромный интерес и в России, и за рубежом.
Тимирязев стал одним из основоположников русской школы физиологии растений, изучив процесс фотосинтеза, для чего им были разработаны специальные методики и аппаратура. В физиологии растений, наряду с агрохимией, ученый видел основу рационального земледелия. Он 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 1870-х годов.
Тимирязев был одним из первых крупных русских ученых, кто приветствовал победу Октябрьской революции 1917 года. В 1920 году вышел в свет сборник его статей «Наука и демократия». Последние 10 лет своей жизни из-за болезни он не мог уже преподавать, но продолжал заниматься литературно-публицистической деятельностью, участвовал в работе Наркомпроса РСФСР и Социалистической академии общественных наук, был избран депутатом Моссовета.
Тимирязев был членом Лондонского королевского общества, почетным доктором университетов в Глазго, Кембридже и Женеве, членом-корреспондентом РАН и Эдинбургского ботанического общества, а также почётным членом многих иностранных и отечественных университетов и научных обществ. Он автор многочисленных статей, книг, биографических очерков.
Скончался великий ученый Климент Аркадьевич Тимирязев 28 апреля 1920 года в Москве, был похоронен на Ваганьковском кладбище.