Проделав множество опытов, Аллард и Гарнер разделили все растения на короткодневные, длиннодневные и нейтральные. К нейтральным были отнесены такие, которые вели себя, как малина.
Так был открыт фотопериодизм — реакция растений на суточные сочетания света и темноты. Оказывается, растения как бы привыкают к определенной длине дня и передают эту «привычку» из поколения в поколение.
Но чем же тогда объяснить, что южане — тополь и акация — лучше чувствуют себя на севере? Тут они и зацветают раньше и дольше не теряют листья. Этого не сумели объяснить ни Турнуа, ни Клебс, ни Аллард и Гарнер.
Загадку решил человек, написавший в своей автобиографии слова, которые обычно в автобиографиях не пишут. Вот она, эта автобиография.
«Родился 15(28) ноября 1904 года ъМоскве. В 1922 году окончил среднюю школу в Твери, а в 1927 — Ленинградскую лесотехническую академию.
Студентом второго курса поступил на работу во Всесоюзный институт прикладной ботаники и новых культур, ныне Всесоюзный институт растениеводства, где и проработал до эвакуации института из Ленинграда.
С 1926 года был ассистентом по дендрологии в отделе натурализации ВИРа.
В 1928 году мною было сделано наблюдение, которое определило мою дальнейшую исследовательскую работу. Изучая рост и поведение белой акации в условиях Москвы и Харькова, я обнаружил, что ежегодные приросты сеянцев и саженцев значительно больше под Москвой, чем на Украине. Это странное на первый взгляд явление заставило меня поставить в 1929 году первые опыты по фотопериодизму. И с тех пор и до сего времени я неизменно занимаюсь фотопериодизмом».
Дальше вехи: кандидат, доктор, работ столько-то, орден Ленина.
«…Мною было сделано наблюдение, которое определило мою дальнейшую исследовательскую работу».
И это наблюдение связано с акацией. Скупые строчки автобиографии похожи на сокращенную запись в блокноте. Только автор может расшифровать ее и рассказать
— Расскажите, пожалуйста, о тайне тополя и акации.
— Тополя?
Я сижу в кабинете на той улице, которая называется «Дорога в гражданку». На столах — колбы, штативы, реторты. На окне — два кустика мимозы. Кабинет как кабинет. Ничего необычного. И даже на дверях нет таблички с надписью: «Заведующий лабораторией светофизиологии доктор биологических наук Б. С. Мошков».
Хозяин кабинета Борис Сергеевич Мошков сидит напротив меня. Он высок, очень подвижен. Лицо гладкое, морщины только на лбу. И почти белые от седины, густые с крутыми завитками волосы. Он рассеянно чертит что-то в блокноте. Потом поднимает глаза и задумчиво спрашивает еще раз:
— Тополя? Давняя это история… Возвращался я из Сухуми в Ленинград с практики. Была поздняя осень. Трава была еще зеленая, а тополя уже облетели.
Приехали в Ленинград, смотрю, что такое? Тополя совсем зеленые. Удивился я: ведь тополь — южное растение. Почему же там, на юге, он уже растерял всю свою красу, а здесь нет? Почему? Попытался найти ответ на этот вопрос в книгах и не нашел. Но одна мысль, высказанная Тимирязевым, помогла мне выбрать правильное направление. Вот она.
«…более долгий период при менее значительной высоте солнца оказывается более полезным, чем период более короткий при более высоком стоянии солнца».
Мне оставалось проверить эту зависимость на опыте. Я посеял акацию и тополь под Харьковом и под Москвой. На севере они росли быстрее и раньше зацветали…
Кажется, есть основание прийти к выводу, что растениям полезнее длинный день. Но два опыта — это еще не доказательство. Борис Сергеевич ставит все новые и новые эксперименты с разными растениями. И вместо того чтобы прийти к ясности, он все больше и больше запутывается.
Почему?
Да потому, что разные растения вели себя по-разному: одни на длинном дне чувствовали себя лучше, раньше зацветали, раньше и больше давали плодов, другие — наоборот. Значит, одним полезен был длинный день, а другим — короткий, так ответили растения. Но на юге короткий день. Почему же тогда южане чувствуют себя на севере лучше, а северяне — на юге?
Может быть, многие растения появились на свет совсем в других широтах и в силу каких-то обстоятельств переселялись с места на место? А на новые места они приходили со старыми «привычками». Борис Сергеевич начинает изучать историю Земли, историю растений. И находит. Оказывается, то самое «некоторое царство», где росли тропические деревья, где благоухала акация, называется Норвегией. Тополь и акация привыкли к длинному дню. Попав на юг, они каждый вечер требовали: «Включите, пожалуйста, солнце!»
…О работах Алларда и Гарнера Борис Сергеевич узнал от своего учителя — директора Института физиологии растений Академии наук СССР Николая Александровича Максимова, когда тот вернулся из Америки.
Тогда же впервые было произнесено слово «фотопериодизм». Борис Сергеевич заинтересовался фотопериодической классификацией растений — ведь в опытах, которые он ставил, разгадывая тайну тополя и акации, он столкнулся с теми же загадками, которые волновали его американских коллег. Борис Сергеевич не понимал только одного: что же это за нейтральные растения? Нейтральные — значит безразличные. Безразличные к тому, сколько времени их освещает солнышко. Но такого не может быть. Что-то тут не так! По-видимому, в рассуждение Алларда и Гарнера закралась ошибка.
Борис Сергеевич начинает с того, что повторяет опыты с теми же растениями, с которыми работали Аллард и Гарнер. Но его опыты строились на ином принципе.
Через некоторое время он приходит с результатами своих экспериментов к Максимову.
— Никаких нейтральных видов нет и никогда не было. Просто американцы танцевали не от той печки. Для них было важно, когда зацветают растения. А ведь важно, какой урожай они дают.
— Да, но малина-то?
— Вот именно, малина… Она действительно цветет на любых фотопериодах. Но урожай? На семичасовом дне растения — низкорослые, урожай маленький. На непрерывном освещении растения растут очень хорошо, а урожай по сравнению с урожаем на фотопериодах с пятнадцатичасовыми днями оказывается почти вдвое меньшим!
В классификацию, предложенную Гарнером и Аллардом, нужно было внести поправку: признать, что существуют только короткодневные и длиннодневные растения.
Проведенные опыты заставили Бориса Сергеевича продолжить спор с Аллардом и Гарнером. В результате была сделана
Много лет назад Борис Сергеевич прочел у Тимирязева: «Едва ли какой процесс, совершающийся на поверхности земли, заслуживает в такой степени всеобщего внимания, как тот, далеко еще не разгаданный процесс, который происходит в зеленом листе, когда на него падает луч солнца».
Что же происходит с растением днем? По-видимому, луч солнца, падая на растение, включает своего рода реле управляющего агрегата. Реле передает команду листьям и корням. Листья открывают устьица. Начинается обильное испарение влаги с поверхности листа — транспирация. Соки проходят по всему организму растения от корней к листьям. Корневая система создает нагнетающее давление, а испарение — сосущее усилие.
Скорость движения восходящего тока регулируется открытием и закрытием устьиц листьев, через которые вода испаряется в атмосферу. У большинства растений на свету устьица открываются.
Под действием солнечного света вода и растворенные в ней минеральные соли передвигаются по живому телу растения. Растение — это своеобразный аккумулятор солнечной энергии. Под ее воздействием хлорофилловые зерна зеленого листа превращают простые неорганические вещества в сложные органические— крахмал и сахар. Солнечные лучи как бы консервируются растением — при их помощи оно строит стебель, формирует листья, раскрывает бутоны, осуществляя сложные реакции фотосинтеза.
Но вот наступает темнота. Что происходит с растением? Может, в нем замирает жизнь?