Один из наиболее редких элементов, принимающих деятельное участие в жизнедеятельности клетки, кобальт. Он сильно напоминает железо. В давние времена кобальт вечно причинял неприятности немецким горнякам. Похожий на железо, он здорово мешал при выплавке металла. Горняки считали, что злые духи заколдовали это железо, чтобы не дать его людям. Злых духов называли кобольдами. От этого слова металл и получил свое название.
«Злой дух» проявляет свой характер и в наши дни.
Лауреаты Ленинской премии Я. В. Пейве и В. В. Ковальский провели огромную работу по составлению карт биогеохимических провинций. Каждая такая провинция характеризуется одинаковым содержанием химических элементов. По карте можно определить, какой элемент в данной провинции в избытке, какого не хватает. Это очень важно знать. Недостаток кобальта в почве может привести к недостатку его в растениях, которыми питаются животные. Так возникает эндемическое заболевание — сухотка, или акобальтоз. Овцы от недостатка этого микроэлемента худеют, шерсть их теряет блеск, развивается малокровие.
Почему?
Не хватает кобальта. А кобальт входит в состав витамина B12 — кобаламина. Этот витамин необходим для образования красных кровяных телец. Лечение овец препаратом кобальта приводит к немедленному выздоровлению.
Молекула кобаламина имеет сложное строение. Молекулярный вес его примерно 1300. И на всю молекулу только один атом кобальта! Только один атом, но без него мы умерли бы от злокачественной анемии.
Чем же определяется столь выдающаяся роль столь малых веществ в живом организме? Прежде всего их участием в сложных биохимических процессах. Микроэлементы, как правило, не действуют сами по себе. Они входят в состав витаминов, ферментов и гормонов — веществ, которые управляют основными жизненными процессами.
Еще таинственней ведут себя в организме ультрамикроэлементы.
Клубеньковые накопляют в почве «удобоваримый» для растений азот. Фиксация молекулярного азота из воздуха может быть, как мы видели, весьма значительной — 100 килограммов на 1 гектар. Чтобы связать 10 миллиграммов, требуется 1 грамм сахара (глюкозы). Чтобы фиксировать 100 килограммов азота, надо израсходовать 10 тонн сахара! Такого количества энергетического вещества на одном гектаре не найти, даже если употребить в дело все запасы органики в почве.
Откуда же берут энергию микробы? Н. А. Красильников полагает, что бактерии используют энергию расщепления атомного ядра. Каковы ее источники? Они находятся повсеместно на земной поверхности. Это естественно-радиоактивные элементы (ЕРЭ) — радий, уран, торий, протактиний. Концентрация их в почве ничтожна: миллионные доли процента. На земном шаре, пожалуй, нет растений и иных организмов, которые не содержали бы ЕРЭ. Но какова их роль, точно еще неизвестно.
Опыты показывают, что в малых концентрациях ЕРЭ нисколько не опасны. Напротив, они необходимы для некоторых биохимических процессов. ЕРЭ активизируют обмен веществ в клетках, усиливают рост растений.
Почвенные микроорганизмы обладают способностью накапливать ЕРЭ и концентрировать их в тысячи раз по сравнению с почвой! Не здесь ли скрыта разгадка невероятной «производительности труда» живых фабрик?
Вот о чем говорят авторадиофотограммы колоний микробов, полученные в МГУ.
Испытывалось несколько видов организмов — актиномицеты, азотобактер и клубеньковые бактерии клевера, люцерны, гороха. Питательная среда, в которой они выращивались, содержала ничтожно малую дозу ЕРЭ. Культуры микробов, посеянные на целлофане, быстро разрослись. Затем целлофан был снят и высушен. Получились своеобразные негативы. На каждом колония микробов оставила свой автограф. Негативы проэкспонировали на рентгеновской пленке.
Автофоторадиограмма, полученная на 60-е сутки экспозиции, была поразительной. Самый четкий автограф на пленке оставили штаммы азотобактера. Они аккумулировали больше всего радиоактивных веществ. Клубеньковые бактерии люцерны засветили пленку не так резко. А следы микрококков были почти незаметны.
Еще один отпечаток. Его оставили на рентгеновской пленке корни гороха. Тонкие, размытые бледные нити и четкие яркие зерна — корешки и клубеньки. Это значит, что бактерии в клубеньках не только сами используют ЕРЭ, но и передают их растению.