Биологические закономерности, модели и эффекты и их применение в других областях деятельности
Обнаружение новых явленийМетоды обнаружения новых явлений, эффектов
Канон разницыПриём «единственной разницы» Джона Милля при решении научных задач
X
«Поддерживая сношения с Бенксом (Banks), президентом Королевского общества, и другими естествоиспытателями, Найт заметил, что благодаря своему непрерывному и интимному общению с природой он сумел наблюдать многое такое, что ускользнуло до сих пор от внимания профессиональных исследователей. Бенкс побудил Найта опубликовать свои исследования в Записках Королевского общества.
Основная для учения о геотропизме работа Найта «О направлении молодых корней и молодого стебля при прорастании» появилась в 1806 г.
Уже до Найта в качестве причины того явления, что корень растет по направлению к центру земли, а стебель, наоборот, в противоположном направлении, выдвигали силу тяжести. Экспериментальное доказательство этого предположения, сказал себе Найт, можно лучше всего дать в том случае, если исследовать растущее растение, элиминировав влияние силы тяжести.
Так как сила тяжести может вызвать действие лишь в том случае, когда росток остаётся в покое, то Найт решил устранить её влияние путем непрерывного изменения положения прорастающего семени.
Свой решающий опыт Найт производил следующим образом. На окружности вертикального колеса он укрепил небольшие сосуды, открытые в сторону оси колеса и вовне. Сосуды эти были заполнены влажным мхом. В мох каждого сосуда Найт посадил семена обыкновенной фасоли.
При помощи небольшого механизма колесо приводилось во вращение, делая 150 оборотов в минуту вокруг своей оси. Благодаря этому положение семян по отношению к центру Земли изменялось так часто, что Найт мог считать устранённым влияние силы тяжести.
Через несколько дней, когда семена стали прорастать, можно было наблюдать, что каково бы ни было направление корней в зависимости от соответственного положения семени, их острые концы направлялись от окружности колеса по радиальному направлению вовне, между тем как стебли росли в противоположном направлении, пока, наконец, их острия не соединились в центре колеса.
Если стебли продолжали расти дальше этого пункта, то верхушки их вскоре поворачивались, чтобы снова соединиться в центре колеса.
Таким образом, центробежная сила определила направление роста точно так, как это делала сила тяжести в случае покоящегося семени. Впоследствии было сверх того доказано, что корни искривляются вниз не под влиянием своего собственного веса, так как они при своём искривлении способны привести в движение тяжесть, большую их собственного веса.
При втором опыте Найт комбинировал действие центробежной силы с действием силы тяжести. На этот раз он поместил семена по вышеуказанному способу на окружности горизонтального колеса, которое затем он привел в движение. При 80 оборотах в минуту корни росли под углом в 45° книзу, а стебли под тем же углом кверху. При этом острые концы корней удалялись от оси колеса, у стеблей же, наоборот, они приближались к ней. Когда Найт увеличил число оборотов до 250 в минуту, то корни и стебли уклонились ещё на больший угол (около 80°) от вертикального направления, которое они заняли бы в состоянии покоя.
Этими опытами было доказано, что части растения обнаруживают явления, называемые нами положительным и отрицательным геотропизмом, не под влиянием каких-то внутренних свойств растительного организма, а под влиянием определённой внешней причины.
В качестве дополнительной причины, влияющей на направление и рост корней, Найт признал влажность. Он показал, что она вызывает те реакции растения, которые в настоящее время называют гидротропизмом.
Найт исходил из следующего наблюдения: если взять дерево, нуждающееся в большом количестве влаги, и посадить его в почву, где достаточное количество воды находится только на некотором расстоянии от дерева, то корни последнего начинают поворачиваться в сторону воды.
Если, наоборот, дерево другого вида нуждается в сухой почве, то его корень удаляется от воды. Явление носит такой характер, точно растения делают своего рода планомерные усилия, чтобы добиться благоприятных для себя в смысле влажности условий.
В эпоху, когда учение о жизненной силе было ещё в полном расцвете, и исследователи склонны были объяснять подобные явления мистическими склонностями и желаниями, требовалось известное мужество, чтобы пытаться объяснить эти явления чисто механическими причинами. Между тем именно в этом духе работал Найт во всех избранных им областях исследования. Благодаря этому он стал истинным продолжателем дела своего великого земляка Гельса, который за полвека до него сделал первую попытку ввести в физиологию экспериментальный механический метод объяснения.
«Я осмеливаюсь, - говорил Найт, - сделать из моих опытов тот вывод, что корни испытывают только непосредственное воздействие окружающих их тел, а не действуют под влиянием каких-то желаний, подобных желаниям животных».
Заслуживает, далее, упоминания опыт, при котором корни соприкасались вверху с влажной землей, а внизу с сухой. В этом опыте - Найт посадил бобы в горшки. Спустя некоторое время он перевернул горшки и через дно сообщил им такое количество воды, что только соседняя с дном (т. е. находившаяся теперь над прораставшим семенем) земля была влажной. И вот оказалось, что через несколько дней растения выпустили многочисленные корни вверх в более влажную землю, точно они руководились, подобно животным, инстинктом. В этом опыте влияние силы тяжести было компенсировано сухостью на нижней стороне таким точно образом, каким оно было компенсировано при опыте с горизонтально вращающимся колесом центробежной силой.
Очевидно, в обоих случаях имели дело не с инстинктообразными побуждениями, а с чисто механическими причинами.
Найт подробно доказывает, что первоначально органы развиваются по всем направлениям. Но успешно расти могут лишь те из них, которые находят благоприятные условия, а это создаёт впечатление, будто корни одного растения разыскивают находящуюся поблизости воду, а корни другого, наоборот, избегают её».
Фридрих Даннеман, История естествознания. Естественные науки в их развитии и взаимодействии: расцвет современного естествознания до установления принципа сохранения энергии, М., «Либроком», 2011 г., с. 320-322.
