Гавриил Тихов - Астробиология
Наблюдения, подтвердившие мнение о том, что растения в жарком климате должны иметь желтый или оранжевый цвет, позволяют нам сказать кое-что и о растительности на планете Венере. Прежде всего, при температуре, достигающей на Венере +80°, растения жить могут. К этому они могли приспособиться в течение миллионов лет своего существования. Мы также можем сказать, что растения на Венере должны быть в основном либо желтыми, либо оранжевыми. Работы профессора Н. П. Барабашева в Харькове до некоторой степени подтверждают такой вывод. Наблюдая распределение яркости на облаках Венеры, он заметил избыток красных и желтых лучей в том месте облаков, куда падают лучи Солнца, отраженные поверхностью планеты.
Это, по мнению Н. П. Барабашева, указывает, что красные и желтые лучи проходят облака Венеры легче, чем синие. Одной из причин этого, добавим мы, может быть цвет растительности на Венере.
Как заманчиво научиться наблюдать поверхность Венеры сквозь ее облака! Раньше или позже это осуществится при помощи изучения длинноволновых инфракрасных лучей, испускаемых поверхностью планеты.
ДВОЙНАЯ РОЛЬ САМОИЗЛУЧЕНИЯ В ЖИЗНИ РАСТЕНИЙ
Мы уже говорили выше, что отдача самоизлучения пихты при переходе от -40° к +20° увеличивается в 40 раз. Однако и при -40° самоизлучение еще существует.
Спрашивается, неужели и при такой низкой температуре пихта испытывает еще избыток тепла? Возможно, это результат чрезвычайной закалки пихты. Однако более вероятно предполагать двоякую роль самоизлучения в жизни растения. Так, в жаркую погоду оно избавляется от избытка тепла, а в холодную выделяемым теплом согревается и согревает окружающий его воздух.
Примеры подобного самообогревания растений наблюдались во время зимовки на Тянь-Шанской высокогорной обсерватории в 1931–1932 годах, когда обнаружили поле подледной растительности — своеобразные природные теплицы.
Подо льдом почти метровой толщины были свободные пространства площадью до 400 квадратных метров, где росли и цвели растения альпийской зоны. Ледники куполообразной формы обеспечивали своего рода оранжерейный эффект. Собирая солнечную энергию, они защищали растения от морозов. Очевидно, что растения сами устроили себе теплицу собственным излучением.
Еще пример: ранние весенние цветы, такие, как подснежник и сольданелла, выходят из-под снега, расплавляя его своим теплом (рис. 3 и 4).
Такое же явление наблюдается на Алтае, в Горной Шории.
Ранней весной, когда температура воздуха еще значительно ниже нуля, из-под снега толщиной в 10–15 сантиметров выходят голубые анемоны.
Некоторые ботаники задавали мне такой вопрос: если, по теоретическим выводам астроботаники, желтые, оранжевые и красные цветы характерны для мест с высокой температурой, то почему же на севере и на высоких горах также встречается немало желтых и красных цветов, красных лишайников: желтый мак, калужница, лютик, одуванчик, красные альпийские рододендроны, золотистые и пурпурные цветы рододендрона под лучами незаходящего Солнца в Гренландии и т. п.?
На это я попытался ответить следующим образом.
Были сделаны два образчика оранжевого цвета, совершенно одинаковых для глаза, но имеющих разный спектральный состав.
Один — представлял собой нанесенный на стекло желатиновый слой, окрашенный в водном растворе анилиновой краски ауранция. Он прекрасно пропускает лучи инфракрасные, красные, оранжевые, желтые, а также половину зеленых. Такую же окраску имел бы цветок, рассеивающий все эти лучи. Это должен быть оранжевый цветок, растущий в жарких местах и отражающий лучи, несущие особенно много тепла.
Другой подобный же слой на стекле был приклеен к плоской бутылочке, наполненной слабым водным раствором медного купороса. Он полностью поглощает инфракрасные и красные лучи, пропускает оранжевые, желтые и немного зеленых. Такую же окраску имел бы цветок, поглощающий инфракрасные и красные лучи и рассеивающий оранжевые, желтые и немного зеленых.
Это должен быть оранжевый цветок, растущий в холодном климате.
Интересные мысли о происхождении окраски цветов мы находим у Ивана Владимировича Мичурина.
В статье «Теплота и свет, как самые лучшие помощники в деле осмысленной гибридизации роз» он пишет: «Степень интенсивности света и количество его, а также температура воздуха и почвы играют главную роль в происхождении колеров цветочных лепестков растений.
Несомненно, для различных не только семейств, родов, видов, но даже и разновидностей для получения одного и того же данного колера требуется различная температура воздуха и почвы, а также и различная степень интенсивности лучей света, падающих на растение.
Известно, что в экваториальных местностях флора богаче желтыми колерами, что легко объясняется более высокой температурой воздуха и почвы и более высокой степенью интенсивности и суммы света, требующихся для получения желтого колера.
Из наблюдений в Канаде выяснилось, что из всего летнего сезона месяцы сентябрь и октябрь отличаются обилием голубых цветов».
Приведенные выше опыты и высказывания позволяют нам сделать интересные выводы.
Если не так давно некоторые ученые говорили, что мы почти не знаем внешних приспособительных признаков, вызываемых холодом или избытком тепла, так как защита от тепла и холода внешне ничем не выражается, то теперь мы можем сказать: защита растения от холода и тепла выражается внешне цветовыми свойствами света, который идет к нам от растения, иными словами — спектром этого света.
Спектральный анализ дал нам возможность узнать химический состав и многие физические свойства отдаленнейших небесных светил. Безусловно, он должен обнаружить и много нового у растений, находящихся в непосредственной близости от нас.
РАСТЕНИЯ В СУРОВЫХ УСЛОВИЯХ СУЩЕСТВОВАНИЯ
Рассмотрим теперь суровые физические условия на Марсе и возможность приспособляемости к ним растений.
Марс находится в полтора раза дальше от Солнца, чем Земля, и получает тепла в два с половиной раза меньше. Климат Марса намного суровее земного. В полярных областях Марса зимой морозы доходят до 70 и 80 градусов.
На экваторе в полдень температура иногда поднимается до +10° и +15°, но уже к закату солнца падает до 0° и продолжает снижаться в течение ночи, доходя к рассвету до -45°.
Таким образом, даже на экваторе суточные колебания огромны. Объясняется это также и разреженностью атмосферы Марса.
Среднегодовая температура Марса значительно ниже 0°, тогда как на Земле она равна +15° по Цельсию.
Однако климат Марса не страшен для растений. На Земле, в Якутской области, в районе Верхоянска и Оймякона, климат не менее суров, а между тем там живут около 200 видов растений.
Приспособляемость растений к низким температурам вообще очень велика. Так, например, морозник белоцветный цветет зимою, нередко под снегом.
Нераспустившиеся бутоны ложечной травы на сибирских берегах Ледовитого океана переносят зимние морозы до -46°, иногда без снега, и распускаются с наступлением следующего лета.
Резкие колебания температуры на Марсе от восхода солнца к полудню сравнимы с колебаниями на Памире, где, по данным профессора П. А. Баранова, континентальность климата выражена чрезвычайно резко. Амплитуда годовых температур на поверхности почвы достигает 102,5°, суточные же колебания на поверхности почвы доходят до 60°. Средняя годовая температура в долинах Памира отрицательная и равняется для Мургаба -0,9°. Тем не менее памирская растительность весьма разнообразна.
Резкая смена температуры дня и ночи, больше всего сказывающаяся на биологии растения, является основной причиной сильного повышения морозоустойчивости растения в условиях высокогорья. Таким образом, в низких ночных температурах можно видеть скорее положительный фактор, обеспечивающий постоянную закалку растений.
Подобных примеров приспособляемости растений к низким температурам можно было бы привести множество.
Еще что резко бросается в глаза при изучении климатических условий Марса, — это незначительное количество воды, а следовательно, малая влажность атмосферы.
И эта особенность марсианского климата также напоминает климат Памира. Памир — высокогорная пустыня. Переваливая через высочайшие хребты, окружающие ее со всех сторон, воздушные течения иссушаются, оставляя влагу в виде грандиозных ледников и снежников, и в долины Памира приходят уже с ничтожным содержанием влаги. В летние полуденные часы, когда температура бывает наиболее высокой, относительная влажность не превышает 9 — 15 процентов. Чтобы понять значение этих цифр, достаточно указать, что падение относительной влажности ниже 50 процентов уже неблагоприятно отзывается на человеке.
