Виорель Ломов - 100 великих научных достижений России

Карл Эрнст Магнус фон Бэр, а по-русски – Карл Максимович или Карл Максимилианович, родом из остзейских немцев (Эстляндская губерния), вместе с М.В. Ломоносовым, Л. Эйлером и А.Т. Болотовым составил плеяду основоположников российской науки. Свое главное открытие – яйцеклетка млекопитающих, сделанное в 1826 г., ученый посвятил Санкт-Петербургской АН. Натуралист направил в академию «Послание о развитии яйца млекопитающих и человека» («Epistola de ovi mammalium et hominis genesi»), за что та удостоила Бэра звания академика. На протяжении 38 лет Карл Максимович неустанно трудился на благо российской науки рядом со знаменитыми учеными М.В. Остроградским, Э.Х. Ленцем, П.Л. Чебышёвым, Н.Н. Зининым, В.Я. Струве и др.

К.М. Бэр. Гравюра XIX в.

Труды естествоиспытателя без всякого преувеличения были грандиозны. Вот лишь некоторые из них.

Бэр организовал десятки научных экспедиций, во многих из которых участвовал сам, – на Кольский полуостров, Новую Землю, на Чудское озеро, Балтийское и Каспийское моря и т. д.; опубликовал несколько фундаментальных работ по географии, этнографии, истории рыбной ловли в России.

Исследуя природу России, Бэр изучал заодно и производительные силы страны. Так, почти 4 года длилась его большая экспедиция в низовья Волги и на Каспийское море (1853–1856), связанная с пресечением рыбного браконьерства, достигшего в ту пору гигантских размеров. В Каспии, до того дававшем пятую часть рыбного улова страны, рыба практически исчезла. К тому же из-за Крымской войны в Россию перестала поступать голландская селедка, а Каспийское море кишело собственной, считавшейся несъедобной, из которой вытапливали жир.

Бэр, которому шел уже седьмой десяток, с задачей справился блестяще. Ученый досконально обследовал не изученные еще никем гидрологию и гидробиологию Каспия, дал его классическое описание; частично пресек браконьерство, добившись введения государственного контроля над охраной рыбных запасов и их восстановлением; заменил примитивные способы обработки рыбы прогрессивными. Проведя соответствующие исследования, Карл Максимович предложил свой способ засолки каспийской селедки-бешенки (черноспинки) и ввел ее в основной перечень продуктов питания россиян. «Научив заготовлять каспийскую сельдь, К.М. Бэр на миллионы рублей увеличил национальное богатство страны». (Тогдашние миллионы – сегодняшние миллиарды. – В.Л. )

Труды ученого по результатам каспийской экспедиции стали классикой, началом ихтиологической науки: «Материалы для истории рыболовства в России и в принадлежащих ей морях», «Предложения для лучшего устройства каспийского рыболовства», «Астраханская сельдь, или Сельдь Каспийского моря» и др.

Из географических открытий ученого необходимо отметить закон, названный его именем, согласно которому реки, текущие по меридиану в Северном полушарии, подмывают правый берег, а в Южном – левый. Бэр объяснил эту особенность суточным вращением Земли вокруг своей оси, увлекающим движение воды в реках к одному берегу («Дополнение к статье: почему у наших рек, текущих на север или юг, правый берег высок, а левый низмен» и др..)

Занимаясь сравнительно-анатомическими исследованиями, Бэр организовал Анатомический институт и привлек в него в качестве руководителя Н.И. Пирогова.

В одном из направлений физической антропологии – краниологии (учение о черепе) Бэр унифицировал систему измерений, ввел терминологический аппарат, за что был назван «Линнеем краниологии».

А еще ученый учредил Русское географическое общество, основал и возглавил Русское энтомологическое общество…

Но довольно. Перейдем к эмбриологическим занятиям Бэра.

Помимо упомянутого мемуара (научного труда) об открытии яйцеклетки важнейшей вехой в истории эмбриологии стал трехтомный труд Бэра – «История развития животных. Наблюдения и размышления» (1 т. – 1828 г., 2 т. –1837 г., 3 т. посмертно – 1888 г.), за который Ч. Дарвин причислил русского ученого к числу своих предшественников.

Собственные исследования натуралист начал с изучения того, как оплодотворенное яйцо формируется в зародыш. Вскрыв более 2000 куриных яиц с зародышами на разных стадиях развития, проведя множество экспериментов (ученый месяцами не покидал лабораторию), час за часом исследуя развитие цыпленка, Бэр наблюдал формирование зародыша; проследил образование головного мозга и развитие сердца, описал возникновение позвоночного столба, развитие позвонков, ребер и прочих костей, мышц, формирование печени, селезенки, кишечного канала и др.

Эти наблюдения позволили Бэру сделать вывод о том, что «развитие протекает так, что простой по структуре зародыш, дифференцируясь, сначала обнаруживает признаки того типа, к которому принадлежит взрослая особь, затем формируются признаки класса, позднее отряда, семейства, рода, вида и в последнюю очередь индивидуальные признаки особи. Развитие есть процесс дифференциации от общего к конкретному».

Первую яйцеклетку ученый нашел в яичнике самки собаки, затем обнаружил ее у самок кроликов, мышей, овец и т. д. – до человека. Лабораторная коллекция эмбриолога содержала массу всевозможных зародышей.

Сравнивая эмбрионы позвоночных животных (млекопитающих, рыб, земноводных), Бэр совершил новое открытие – на начальной стадии развития все зародыши были одинаковы. Установив также, что некоторые органы в процессе развития исчезают, ученый пришел к выводу о существовании некоей зародышевой плазмы и объяснил схожесть первых фаз развития эмбрионов у всех животных, включая человека, общностью их происхождения.

Наблюдая появляющиеся в течение эволюции различия, Бэр отнес их к дифференциации форм животного мира и выделению в нем типов и видов, а также акцентировал свое внимание на аналогии между развитием индивидуального организма и видовым развитием. Обосновав теорию плодовых оболочек, показав, что зародыш позвоночных животных состоит из внешнего пласта – эктодермы и внутреннего – энтодермы, за счет которых формируются все органы «вокруг» позвоночного столба, Бэр придал эмбриологии сравнительный характер и современный вид.

До работ Бэра эмбриология изучала не организм в целом, а частности, отдельные его признаки. Поэтому, когда появились труды русского ученого, натуралисты всего мира были поражены, как они, оказывается, мало чего знали о развитии организма.

ФОТОСИНТЕЗ ТИМИРЯЗЕВА

Естествоиспытатель, ботаник, химик, физиолог, историк и популяризатор науки; пропагандист дарвинизма, публицист; профессор Петровской сельхозакадемии и Московского университета; заведующий кафедрой анатомии и физиологии растений Московского университета; основоположник русской научной школы физиологов растений; член-корреспондент Петербургской АН (РАН); почетный член университетов Женевы, Глазго, Кембриджа, Лондонского Королевского общества; председатель Ботанического общества любителей естествознания, антропологии и этнографии; член Моссовета, Климент Аркадьевич Тимирязев (1843–1920) является родоначальником исследований проблемы фотосинтеза, а также биологических основ агрономии.

Тимирязев, по его собственным словам, «работал для науки и писал для народа». Начиная с магистерской и докторской диссертаций «Спектральный анализ хлорофилла» (1871) и «Об усвоении света растением» (1875), ученый на протяжении полувека занимался растениями, хлорофиллом и фотосинтезом, а его книга «Жизнь растения» (1878), переведенная на многие языки мира, и по сию пору привлекает массу читателей. Тема жизни растения – центральная в творчестве Тимирязева, одна из главнейших и в науке вообще, поскольку именно с нею связано существование жизни на Земле. В процессе жизнедеятельности растения хлорофилловые зерна листьев «поедают» углекислый газ, содержащийся в воздухе, вернее – питаются углеродом, выделяемым из углекислоты под действием света. Это «воздушное питание» растений немецкий ботаник В. Пфеффер и назвал в 1877 г. «фотосинтезом». В цепочке «растения – животные – люди» растения оказываются основой всего живущего, с них начинаются пищевые цепи. Именно растения как передатчики энергии Солнца нашей планете (превращая энергию солнечного света в энергию, запасенную в углеводах) гарантируют сохранение жизни на Земле.

Памятник К.А. Тимирязеву в Москве. Скульптор С.Д. Меркулов

Фотосинтезом занимались в XIX в. многие естествоиспытатели – Дж. Пристли, Я. Ингенгауз, Ж. Сенебье, Н. Соссюр, Ю. Майер, Д.Г. Стокс, Ю. Сакс и др., исследовавшие зависимость фотосинтеза от освещения, содержание хлорофилла в листе, наличие СО2 в атмосфере, преобразование в растении световой энергии в химическую, роль в этом процессе отдельных участков спектра…

С конца 1860-х гг. изучением этого процесса занялся и Тимирязев.