Жизнь зеленого растения - Гэлстон А.
Скачать (прямая ссылка):
Солнечная радиация, весьма сложная по своему составу, достигает поверхности Земли в сильно измененном виде. Например, озоновый слой атмосферы («озоновый щит Земли») интенсивно поглощает ультрафиолетовые лучи. Это весьма благоприятный факт, потому что если бы ультрафиолетовое излучение достигало земной поверхности неослабленным, то оно сильно повреждало бы все живое на нашей планете. В последнее время некоторые ученые высказывают опасения, что озоновый щит Земли может оказаться частично разрушенным в результате деятельности человека, в частности под влиянием выхлопов сверхзвуковых самолетов и вследствие накопления в атмосфере фторорганических соединений, используемых в аэрозольных баллонах. Такой эффект имел бы, конечно, пагубные последствия для жизни на Земле. Инфракрасное излучение Солнца поглощается главным образом присутствующими в атмосфере водяными парами, а также в какой-то степени двуокисью углерода, хотя ее содержание в атмосфере очень невелико; благодаря этому поглощению температура на поверхности Земли поддерживается в пределах, приемлемых для живых организмов. Проходит сквозь атмосферу и достигает поверхности Земли по преимуществу то излучение, которое соответствует видимой и инфракрасной областям. Именно это излучение составляет-основу энергетики всех живых систем на Земле. Определенную часть этой лучистой энергии улавливают и запасают в процессе фотосинтеза зеленые растения.
НАСЕЛЕНИЕ ЗЕМЛИ И ПИЩЕВЫЕ РЕСУРСЫ
Мы живем в необычное время. Население Земли, составляющее сейчас уже более четырех миллиардов человек (в 1960 г., когда появилось первое издание этой книги, оно приближалось еще только к трем миллиардам!), растет с невиданной быстротой: ежегодный прирост (рождаемость за вычетом смертности) достигает 1,8% (рис. 1.4). При таком росте населения ежегодно появляется 72 млн. новых едоков. Ежедневный прирост составляет около 200 000 человек, а это значит, что каждую секунду появляются два новых рта, которые нужно кормить (точнее, 2,3). Более того, растет не только общее число жителей Земли, но увеличивается и ежегодный прирост населег ния. По мере того как совершенствуется и распространяется здравоохранение, снижается смертность, а следовательно, и сама скорость роста населения тоже растет. Мы вправе, таким образом, ожидать, что население Земли будет удваиваться при-
Рис. 1.4. Рост населения Земли.
близительно каждые 35 лет. Если допустить, что такие темпы сохранятся на протяжении ближайшего тысячелетия, то это будет означать, что к его исходу общая масса всех людей на Зем- ле сравняется с массой самой планеты. Очевидно, что-то должно измениться, прежде чем эта «популяционная бомба» погубит всех нас.
Поскольку все животные, а следовательно, и человек снабжаются «метаболическим горючим» за счет солнечной энергии, улавливаемой зелеными растениями, любые расчеты с целью выяснить, сколько людей может прокормить Земля, должны исходить из количества энергии, связываемой в процессе фотосинтеза. Выше мы уже сказали, что ежегодно в процессе фотосинтеза связывается около 200 млрд. т углерода. Можно ли увеличить это количество, и если можно, то насколько? Ясно, что как бы мы ни старались расширить площади наших сельскохозяйственных угодий, даже и геркулесовы усилия вряд ли позволят нам увеличить возделываемые земли более чем вдвое. Однако даже и в этом случае продуктивность не удвоится, потому что лучшие земли давно уже заняты. Оценки продуктивности фотосинтеза по большей части приводят к выводу, что очень существенный вклад в общий итог вносят воды земного шара; не менее 50%, а может быть, и до 80% всего фотосинтеза протекает в морях и в пресных водах. Нельзя ли в таком случае начата «возделывать» моря или, например, выращивать для пищевые целей различные водоросли в обширных, специально для этого удобряемых «морских огородах»? Правда, пока это представляется нам неосуществимым с экономической точки зрения. Однако со временем, когда мир будет переполнен голодными людьми, нечто подобное может оказаться попросту необходимым. Совершенно ясно, что этот новый тип хозяйствования потребует всех наших ботанических знаний и умений и что им суждено сыграть в этом деле самую важную роль.
Еще один путь к увеличению производства пищи — это улучшение самих растений. В этом направлении уже многого удалось достичь на основе развития агрономической науки и той «зеленой революции», в которой ботаники принимают самое активное участие. Селекционеры создают новые улучшенные сорта культурных растений, и число таких сортов неуклонно растет; фитофизиологи учат нас тому, как следует удовлетворять потребности растений в питательных веществах, как можно соответствующим образом влиять на рост растений и как с помощью специальных химических средств уничтожать сорняки; фитопатологи и энтомологи разрабатывают способы защиты от патогенных грибов и от насекомых-ъредителей; почвоведы учат, как сохранять и обогащать сложную почвенную среду —смесь измельченных горных пород, органических веществ и почвенных микроорганизмов; наконец, агрономы заботятся о том, чтобы сельское хозяйство велось достаточно эффективно. Возможно, со временем мы постигнем механизм фотосинтеза настолько хорошо, что научимся регулировать этот процесс и повышать его эффективность в растении или даже успешно осуществлять его вне живой клетки. Новые перспективы, открывающиеся в области дальнейшего улучшения растений, мы еще обсудим ниже, в гл. 14 и 16.
