Опровержение исследования Прингсгейма над жёлтыми растительными пигментами


К. А. Тимирязев. Избранные сочинения в 4-х томах.
ОГИЗ - СЕЛЬХОЗГИЗ, М., 1948 г.
Солнце, жизнь и хлорофил. Публичные лекции, речи и научные исследования.
OCR Biografia.Ru


* Два года тому назад появилась работа Крауза о хлорофилле. Эту работу я считал вдвойне неудачной как с точки зрения физических, так и с точки зрения химических приёмов. Физический приём состоял в замене спектроскопа окулярным микроспектроскопом; эту замену нельзя назвать счастливой, так как прибор этот непригоден для микроскопических целей (в чём сознаётся сам автор), а для спектроскопических не представляет удобств обыкновенного спектроскопа (1). Химический приём состоял в применении способа двух неемешивающихся растворителей. Этот способ, давно уже предложенный Стоксом и в особенности получивший
------------------------------
1. Само собою понятно, что сказанное здесь не относится к моему объективному спектроскопу, имеющему совершенно иную цель, открывающему совершенно новое, обширное поле для исследования.
* Напечатано в трудах СПБ Общества естествоиспытателей, т. VI, 1875, стр. XLV. Ред.
------------------------------
обширное применение в руках Сорби, в настоящем случае не даёт удовлетворительных результатов, так как не найдено ещё такой пары растворителей, каждый из которых растворял бы исключительно одно из тел, т. е. хлорофиллин и ксантофилл (1.) Не найдя таких растворителей (а попробовал их я немало, в том числе и бенвин), я перешёл к другим способам отделения и остановился на способе осаждения гидратом бария, предложенном Фреми. Этот способ дал мне оптически чистый ксантофилл, т. е. без абсорбционных полос хлорофиллина и без флуоресценции. Затем я упростил этот способ, заменив барит гидратом кали. Только эти два способа и до настоящего времени могут служить для получения чистых (оптически) препаратов, все другие (в том числе и способ Крауза) не дают их.
Из этого видно, что работа Крауза кончается там, откуда моя, собственно, начинается; этого достаточно, чтобы судить о её достоинстве. Я считал излишним подвергать её печатной критике, но на днях имел случай в том раскаяться. Она уже успела принести вредные плоды. Недавно появилась работа Прингсгейма, которая ошибочна в основании. Этой ошибкой Прингсгейм обязан Краузу, приёму которого доверился.
Исследуя жёлтые пигменты (этиолированных растений, жёлтых цветов, осенних листьев, ксантофилл Крауза), Прингсгейм нашёл во всех следы линий хлорофиллияа, а иногда и флуоресценцию, и пришёл к заключению, что спектр всех этих тел, по существу, сходен, что все эти тела между собою сродны и, вероятно, в растении взаимно превращаются.
Этот результат, следовательно, диаметрально противоречит моим результатам, убедившим меня, что между оптическими свойствами хлорофиллина и ксантофилла нет ничего общего. Результаты работы Прингсгейма объясняются очень просто.
Он ни разу не имел дела с чистым продуктом. Довольствуясь
-----------------------------
1. Это обстоятельство мною достаточно выяснено в моей работе «Спектральный анализ хлорофилла», СПБ, 1871, стр. 20, 21 и 30. [См. стр. 387 настоящего тома. Ред.]
-----------------------------
приёмом Крауза (1), он даже не имел возможности судить об их чистоте. Таким образом, открытая им аналогия в спектре и флуоресценция объясняются постоянной примесью хлорофиллина.
Рассмотрим подробнее употреблённые им приёмы исследования и приводимые им доводы.
Прежде всего несколько слов о физических приёмах. То, что сказано о приёмах Крауза, ещё справедливее относится к Прингсгейму. Решительно не понимаешь, причём тут микроскоп; он исполняет только роль статива или чехла, и притом далеко не удобного.
Употребление длинных трубок со слабыми растворами ничем не оправдывается, так как короткие трубки с более концентрированными растворами и удобнее и даже в некоторых отношениях точнее. Употребление этих трубок и является причиной, почему у Прингсгейма так ясно обнаружилась несостоятельность способа разделения тел, заимствованного у Крауза (2). Переходим к результатам.
I. Первый ряд наблюдений произведён над пигментом этиолированных растений, которому Прингсгейм дал (по всей вероятности, излишнее) название этиолина. Этот этиолин представляет следующие свойства. Сначала появляется характеристический спектр ксантофилла, но, когда толщина слоя достигает значительных размеров, появляются линии хлорофиллина, т. е. получается именно такое изображение, какое должен дать ксантофилл, о небольшой примесью хлорофиллина. Прингсгейм предпочитает другое объяснение: он говорит, что это новое тело, этиолин, представляющее те же линии, как хлорофилл, но в другом порядке интенсивности; в хлорофилле всех интенсивнее линия в красной части спектра; здесь она оказы-
-----------------------------
1. В несостоятельности которого, как увидим нише, он сам должен был убедиться.
2 Нечего и говорить, что пропускание света через трубки с запаянным дном нельзя считать удачным. Также остаётся совершенно непонятным вамечание Прингсгейма, что концентрировать раствора нельзя. Раствор ксантофилла можно доводить почти до густоты сиропа.
-----------------------------
вается менее интенсивною, чем поглощение синих лучей. Против этого можно возразить, что едва ли Прингсгейм найдёт в природе другой пример двух тел, представляющих одинаковые линии, но в другой последовательности (в отношении интенсивности), между тем как смеси должны представить именно это явление (1). Как бы то ни было, в экстракте этиолированных листьев оказывается хлорофиллин (или один из трёх его производных, мною описанных). Это можно объяснять двояким образом. Известно, что в хвойных и у папоротников хлорофилл появляется в темноте; можно допустить, что и в других растениях происходит то же, но в меньшей степени. Такое объяснение имеет за себя аналогию; оно допускает, что оба явления представляют только различие количественное, а не качественное, между тем как, по теории Прингсгейма, в одном случае должен образоваться хлорофилл, а в другом — этиолин. Но не исключается и возможность иного объяснения. Прингсгейм не описывает, какие он брал предосторожности, чтобы пресечь доступ света, а в некоторых случаях, по его словам, экстракты представляли синий, зеленоватый оттенок. Не вкралась ли здесь экспериментальная ошибка? Я не занимался специально пигментами этиолированных растений, но мне случалось несколько рае наблюдать этот пигмент, полученный от тщательно этиолированных растений (правда, при незначительной концентрации), и я не замечал ни абсорбционных линий, ни флуоресценции. Посмотрим, чем же Прингсгейм дока-
----------------------------
1. Прингсгейм, впрочем, вамечает, что линии не вполне тождественны, и действительно, спектр несколько приближается к спектру моего хлорофиллина (или смеси его с хлорофиллом).
Этот факт весьма любопытен. Шотар показал, что хлорофилл молодых листьев легче подвергается при действии реактивов явлению равдвоения характеристической линии (т. е. образованию моего хлорофиллеина). В этиолированных растениях хлорофиллина, вероятно, ещё менее, а может быть, и содержится примесь хлорофиллеина. Этот факт был бы очень любопытен в том отношении, что хлорофиллеин, по моим воззрениям, тело более простое, хлорофиллин — его продукт. Потому было бы естественно, что тело простое появляется ранее, а продукт его — позднее.
----------------------------
зывает существование своего гипотетического этиолина, или, вернее, несуществование жёлтого тела без линий хлорофиллина, чем он опровергает возможность примеси. Он говорит, что если бы это была смесь, то тела можно было бы разделить по способу Крауза. Но мы уже знаем, что это не довод. Затем, он указывает, что спектр не тождествен со спектром хлорофилла, но мы видели, что и этот факт может быть объяснён. Итак, возможность смеси не опровергнута, оптические свойства, приписываемые этиолину, невероятны, не имеют аналогии в природе.
Напротив, эти свойства вполне понятны, если допустить, что эта смесь и присутствие хлорофиллина (или одного из его производных, в пользу чего говорят наблюдения Шотара) объясняется или недостаточною тщательностью этиолирования, или, в случае, если явление было нормальное, аналогией с хвойными и пр.
II. Второй ряд опытов относится к жёлтым цветам. Но здесь Прингсгейм сам сознаёт трудность освободиться от примеси хлорофилла (1). Для доказательства, что он имел дело с жёлтыми частями, не содержавшими хлорофилла, он подвергал их микроскопическому исследованию и не нашёл зелёных крупинок. На это можно возразить, что микроскоп не судья над спектроскопом, который разыскивает малейшие частицы вещества, которые легко могут ускользнуть от микроскопа. Наконец, мы не знаем, в какой тесной связи могут находиться оба пигмента в одной крупинке. Что бы сказали об исследователе, который стал бы опровергать показания спектроскопа о присутствии хлорофилла в флоридеях на том основании, что микроскоп не обнаруживает в них зелёных крупинок? Слабость положения Прингсгейма относительно пигментов цветов очевидна сама по себе. Здесь, как и в предшествующих и в последующих случаях, вещество обладает теми же свойствами,
-----------------------------
1. Это я могу вполне подтвердить. Занимаясь исследованием любопытного фиолетового пигмента зверобоя (на существование которого указал Шотар) я мог убедиться, как трудно получить цветочные части, не содержащие хлорофилла.
-----------------------------
вполне понятными, если допустить примесь хлорофилла, и в высшей степени невероятными, если допустить, что это — самостоятельное вещество. Здесь, как во всех других случаях, Прингсгейм лишён возможности решить, смесь ли это или нет, так как, кроме способа Крауза, не обладает средством для разделения тел.
III. Пигмент жёлтых листьев. Прингсгейм снова при помощи реакции Крауза доказывает невозможность разделить этот пигмент на два тела, невозможность получить жёлтый раствор без полое хлорофилла и без флуоресценции. Против этих наблюдений я могу возражать на основании своих собственных наблюдений над осенними листьями, (1) из которых я получил пигмент, со всеми его отрицательными качествами, т. е. отсутствием линий и флуоресценции. Здесь ошибка Прингсгейма может считаться почти доказанной, но она становится очевидной при рассмотрении последнего ряда опытов.
IV. Жёлтое вещество хлорофилла (по Краузу). Разлагая хлорофилл по способу Крауза и исследуя жёлтое вещество в толстом слое, Прингсгейм убедился, что и оно представляет спектр, сходный с описанными, т. е. сначала спектр ксантофилла, к которому при большой толщине слоя присоединяется спектр хлорофиллина. Это наблюдение, казалось, должно было бы раскрыть глаза Прингсгейму и показать ложность его исходной точки зрения; но он не заметил этого противоречия и потому во всей своей работе вертится в ложном круге. Этот ложный круг состоит в следующем. Он доказывает, что известные абсорбционные линии и флуоресценция принадлежат жёлтым пигментам на том основании, что их невозможно удалить и получить жёлтые пигменты без этих оптических свойств. А невозможность удалить эти оптические свойства в ксантофилле (тем же способом Крауза) объясняет он тем, что эти свойства принадлежат ксантофиллу, подобно другим пигментам. Может быть только один вывод, что реакция ненадёжна,
--------------------------------
1. В том числе наблюдения над листьями ежевики, произведённые мною ещё в 1869 г. в Гейдельберге.
--------------------------------
так как она никогда не даёт чистого жёлтого тела (т. е. без признаков, свойственных зелёным), но Прингсгейм предпочитает извратить вывод и приходит к заключению, что чистых тел не существует. Логическая несостоятельность этого взгляда, таким образом, очевидна; что же касается до его фактической невероятности, то, я полагаю, об этом излишне распространяться. В своей работе я доказал и поставил вне всякого сомнения существование ксантофилла без этих абсорбционных линий и флуоресценции; здесь могу только пояснить, что в течение почти шести лет через мои руки прошёл не один литр растворов ксантофилла такой концентрации, какой ни Крауз, ни Прингсгейм никогда не видали (1), и эти растворы даже при такой толщине слоя, какую употреблял Прингсгейм, не показывали ни линий, ни флуоресценции.
Итак, мы видим, что вероятность ошибки Прингсгейма, возрастающая с каждой новой серией опытов, в последней превращается в очевидность (2). На основании этого, я могу с полной уверенностью сказать, что все жёлтые тела Прингсгейма (каждое из описанных он ещё подразделяет) при точном исследовании распадутся на жёлтое тело и примесь хлорофиллина или одного из трёх мною описанных продуктов хлорофиллина, и всё открытие Прингсгейма сводится к тому, что, не обладая точным способом разделения, он ни разу не видал чистого тела.
Таким образом, о работе Прингсгейма (а следовательно, и Крауза, которая является её виновницей) я могу сказать то те, что сказал в начале своей работы о работах моих предшественников: «Из предшествовавшего очерка ясно, что неудовлетворительность данных, приобретённых путём спектрального исследования, проистекает, главным образом, от неточности способов, употреблённых для разделения тел, и от несовершенства обыкновенных способов наблюдения и обозначения спектров,
--------------------------------
1. Судя по их описаниям, эти цветные растворы напоминали кислую хромистокалиевую соль.
2. Так как те же доводы, которыми доказывается существование этиолина, приводятся для доказательства несуществования чистого ксантофилла, что совершенно ложно.
--------------------------------
вследствие чего тела, очевидно, различные оказывались сходными в отношении спектров, так что показания спектроскопа оказываются менее надёжными, чем указания невооружённого глаза» (1).
После всего сказанного, я полагаю, лучшее, что можно сделать с этой работой Прингсгейма, из уважения к имени её почтенного автора, это — постараться поскорее о ней забыть.
--------------------------------
1. Так и здесь жёлтые тела являются со спектральными признаками, принадлежащими зелёным.
--------------------------------