Благодаря трудам Тимирязева в науке прочно утвердился взгляд на растение, как на замечательный аккумулятор солнечной энергии. Энгельс в своем письме к Марксу 19 декабря 1882 г. имел полное основание писать: «Растения (это уже старая история) являются великими поглотителями солнечной теплоты и отлагают ее в измененной форме. При помощи труда, поскольку он закрепляет солнечную теплоту (и в промышленности, а также и в других отраслях, это происходит далеко не всегда), человеку удается соединить естественные функции животного, поглощающего энергию, с такими же функциями растения, накопляющего энергию».
Совершенно неправильным является представление, будто Тимирязев экспериментально изучал только явление фотосинтеза. В действительности Тимирязев провел целый ряд экспериментальных исследований по важнейшим вопросам физиологии растений.
Большое внимание Тимирязев уделял, в частности, изучению дыхания растений. Им был сконструирован специальный прибор для изучения дыхания, о котором он сделал сообщение в 1880 г. на VI съезде русских естествоиспытателей и врачей: «Дифференциальный атмоскоп, прибор, служащий для изучения дыхания растений». На этом же съезде Тимирязев сделал доклад: «Клейковина, как объект для осмотических опытов». В том же году Тимирязев на заседании Московского общества испытателей природы выступил с докладами: «Осмотические исследования» и «Влажная камера нового устройства». Еще раньше, в 1871 г., он сделал в Петербургском обществе естествоиспытателей доклад: «Приготовление пленок из клетчатки для диффузионных опытов». Предложенный Тимирязевым способ получения коллоидного мешочка для изучения осмотического давления находит широкое применение до настоящего времени.
Для изучения роста растений он сконструировал оригинальный прибор, чувствительно измеряющий быстроту роста растительных органов. Тимирязев занимался также изучением физиологических функций отдельных элементов клетки, о чем можно, например, судить по сделанному им в 1878 г. в Петербургском обществе естествоиспытателей докладу: «О роли клеточного ядра у Leptomicus».
Особенно много времени Тимирязев посвятил, как будет показано ниже, изучению минерального питания растений, а также фитопатологии. Тем самым он внес неоценимый вклад в дело создания и развития физиологии растений.
Исключительно важными для оформления физиологии растений как науки являются широкие теоретические обобщения Тимирязева в этой области. Систематическое изложение основных вопросов физиологии растений Тимирязев дал в своей книге «Жизнь растения», представляющей собой цикл десяти публичных лекций, прочитанных им в 1875—1876 гг. в Политехническом музее.
Эта книга Тимирязева была далеко не обычным популярным изложением того, что уже раньше было известно в науке, — это был подлинно научный труд, в котором многие вопросы жизни растений освещались совершенно по-новому. Нет сомнения, что Тимирязев использовал в своей книге не только богатый фактический материал, накопленный в науке его предшественниками и современниками, но и результаты своих собственных экспериментальных исследований. Тимирязев не ограничивается рассмотрением отдельных сторон жизни растения — жизнь растения предстает здесь перед читателем как единый строго закономерный процесс, а не как простая сумма тех или иных отдельных жизненных отправлений. Больше того, Тимирязев рассматривает каждый орган растения и его функции как результат исторического развития растительного мира, показывает их приспособительное значение в определенных условиях существования. Весьма характерно для Тимирязева изучение физиологических явлений в тесной связи с морфологией и анатомией растения. Тимирязев неустанно подвергал самой решительной критике тех, кто изучал морфологию и анатомию органов растения вне зависимости от их физиологических отправлений. Он настойчиво подчеркивал недопустимость разрыва между морфологией и физиологией организмов. Обе эти науки изучают один и тот же предмет — организм, характеризующийся единством присущих ему формы и функций. Нельзя поэтому изучать форму, строение организмов и отдельных его органов вне зависимости от их функции, действия. Сближение морфологии и физиологии происходит не только потому, что с развитием науки стали понятными ранее неизвестные функции многих органов, но и потому, что изменились взгляды на форму. «Если в начале века, — пишет Тимирязев в своей работе «Основные черты истории развития биологии в XIX столетии»,— она (форма. — Г. П.) представлялась чем-то статически неподвижным, раз навсегда созданным, законченным, то в конце века сама форма представлялась уже явлением; она предстала перед нами, как процесс, как нечто не просто от века существующее, а непрерывно образующееся». Указывая,, что распадение биологии на морфологию и физиологию в известной мере вызвано необходимостью применить принцип разделения труда к обработке громадного фактического материала, он в то же время предупреждает о вредных последствиях, к которым может привести этот разрыв: «... Морфолог перестанет понимать физиолога; физиолог перестанет интересоваться деятельностью морфолога; каждый специалист замкнется в своей узкой области, не заботясь о том, что творится за ее пределом». Труды Тимирязева и, в частности, «Жизнь растения» дают блестящий образец рассмотрения организма в аспекте взаимообусловленности формы и функции.
--------------------------------
Эта особенность характерна для изложения Тимирязевым не только физиологии, но и анатомии растений. Об этом можно судить по имеющемуся в музее К. А. Тимирязева рукописному курсу лекций по анатомии растений, читанному Тимирязевым в Московском университете в 1891/92 академическом году. Курс этот восстановлен по собственным, записям бывшим слушателем Тимирязева - С. Н. Некрасовым. В предисловии С. Н. Некрасов пишет, что в данном курсе имеется много высказываний Тимирязева, которые нигде не были напечатаны, особенно это касается его полемики с крупнейшими авторитетами того времени в области анатомии растений - Шимпером, Негели, Саксом, Габерландтом и др. Не имея возможности хотя бы вкратце осветить содержание этого курса (он имеет объем не менее 20 п. л.), приведем здесь лишь его оглавление: Часть первая. Учение о клетке.
Движение протоплазмы. Клеточное ядро. Покоящееся ядро. Деление ядра. Пластиды. Хлоропласты. Лейкопласты. Алейроновые зерна. Крахмальные зерна. Инулиновые кристаллы. Кристаллы щавелевокислой извести. Отложения углекислой извести. Вакуоли. Клеточные оболочки. Химический состав оболочки и реакции на клетчатку. Изменения клеточной стенки (одревеснение, пробковый метаморфоз, ослизнение, минерализация) Геометрическая форма и строение клеточной стенки. Распределение вещества в клеточной стенке (елоеватость и полосатость). Размножение клеток (деление, свободное образование, почкование, обновление и копуляция). Взаимная связь клеточек. Часть вторая. Учение о тканях и о строении органов.
Отдел 1. Учение о тканях.
Ткань. Законы строения тканей. Классификация тканей. Типы тканей. Ткани, служащие для восприятия питательных веществ. Ассимиляционная ткань листа. Ткани, служащие для запасания питательных веществ. Покровные ткани. Кожица (кутикула, устьица, волоски). Пробка. Корка. Эндодерма. Механические ткани (луб, древесина, колленхима, склероиды). Проводящая ткань. Трахеиды и сосуды, ситовидные трубки, млечные сосуцы. Системы тканей. Сосудистоволокнистые пучки.
Отдел II. Учение о строении органов.
Строение стебля. Строение корня. Строение листа. (С. Некрасов,. 1937. Рукопись «Анатомия растений». Музей К. А. Тимирязева).
--------------------------------
Вместе с тем Тимирязев указывает на примат функции над формой. Во всем построении книги «Жизнь растения» ярко проявляется также единство исторического и логического в подходе Тимирязева к изучению жизни растения. Показав в первой лекции цели и задачи физиологии растения, а также составные части растения — его важнейшие органы, Тимирязев в последующих лекциях рассматривает жизнь и строение клетки растения, его семени, корня, листа, стебля, цветка и плода. Тимирязев проводит далее параллель между животным и растением и, наконец, завершает книгу рассмотрением вопроса об образовании органических форм в их истории. Такое расположение материала лучше всего соответствует как истории развития каждого растения, так и логическому анализу важнейших отправлений растения в целом и его отдельных органов. Перед читателем как бы проходит весь цикл развития растения — от образования его зародышевой клетки и семени до образования плода и появления нового семени. Параллельно с этим рассматриваются важнейшие жизненные процессы, характерные для растительного организма: корневое и воздушное питание, дыхание, рост, развитие и плодоношение.
Вместе с этим, как подчеркивает и сам Тимирязев, при изучении жизни растения строго соблюдается единство анализа и синтеза. «Поставив себе целью ознакомиться с жизнью растения, — говорит Тимирязев в заключительной лекции своего курса, — мы в первой лекции старались разложить это сложное явление на его элементы, показав, что растение состоит из органов, что эти органы состоят из простейших органов — из клеточек, которые, в свою очередь, представляют агрегат известных химических тел. Согласно с этим результатом анализа мы затем в обратном, восходящем, синтетическом порядке ознакомились со свойствами этих веществ, с жизнью клеточки, с жизнью органов, с жизнью целого растения и, наконец, в этой заключительной беседе — с жизнью всего растительного мира. Этим, очевидно, исчерпывается наша задача, оканчивается путь, в котором я взялся быть вашим руководителем, — путь длинный, нередко утомительный, порой скучный, но, тем не менее, позволю себе надеяться, не вполне бесплодный. Если хотя для некоторых из вас, милостивые государыни и государи, растение перестанет быть мертвым предметом, ожидающим только латинского ярлыка, или исключительно предметом эстетического наслаждения, но рядом с тем станет источником более глубокого умственного наслаждения; если, благодаря открытиям микроскопа, оно предстанет перед вами выросшим до колоссальных размеров и совершенно прозрачным, так что, заглянув в глубь его бесчисленных клеточек, вы увидите беспрерывно, подобно морскому прибою, вращающуюся протоплазму, это начало всякой жизни; если теми же умственными взорами вы будете видеть схоронившийся в земле корень, сосущий и гложущий частицы почвы, пробегая свой многоверстный путь; если зеленый лист будет вызывать в вашем уме представление о ничтожной крупинке хлорофилла, в которой совершается величественный и далеко еще не разгаданный процесс превращения солнечного луча в ту химическую силу, которая служит источником всякого проявления жизни на нашей планете; если в цветке, с толкущимися вокруг него насекомыми, вы не будете видеть одну лишь затейливую форму, а невольно вспомните о чудной связи, соединяющей оба царства природы; если, наконец, заглохший уголок лесной чащи или буйная растительность полевой межи, где столпились и переплелись дикие травы, то расстилая широкую поверхность своих вырезных листьев, то просовывая свои узкие былинки, то покачивая раскидистой метелкой, то обхватывая своими кольцами и взбегая по избранной жертве для того, чтоб с ее верхушки перекинуться на другую, но везде и во всем обнаруживая одно стремление завладеть возможно большим клочком земли, возможно большей долей воздуха и света; если эта обычная, знакомая картина невольно пробудит в вас целый строй новых идей о тех законах, которые, управляя органическим миром, неизбежным, роковым образом направляют его к совершенству и гармонии; — словом, если при одном взгляде на растение в вашем уме будет возникать нескончаемый ряд вопросов, настойчиво требующих ответа, а, быть может, даже западет желание задавать эти вопросы и вымогать на них ответы у самой природы, — в таком случае, я полагаю, наше время не было потеряно, и я могу утешаться мыслью, что, доставив вам в будущем несколько минут сознательного наслаждения природой, успел хотя отчасти, хотя в слабой мере, уплатить тот долг признательности, который на меня налагает ваше продолжительное снисходительное внимание».
