- •Глава 1 древняя биология у истоков науки
- •Александрия
- •Глава 2 средневековая биология темные века
- •Возрождение
- •Переходный период
- •Глава 3 рождение современной биологии новая анатомия
- •Циркуляция крови
- •Начало биохимии
- •Микроскоп
- •Глава 4 классификация жизни спонтанное размножение
- •Классификация организмов
- •Приближение к теории эволюции
- •Геология как основа
- •Глава 5 составные части организмов и клетки газы и жизнь
- •Органические компоненты
- •Ткани и эмбрионы
- •Глава 6 эволюция естественный отбор
- •Борьба ученых умов вокруг эволюции
- •Происхождение человека
- •«Боковые направления» эволюции
- •Глава 7 основы генетики тупиковые вопросы дарвинизма
- •Горошек менделя
- •Мутации
- •Глава 8 падение витализма азот и питание
- •Калориметрия
- •Ферментация
- •Глава 9 болезням объявлена война вакцинации
- •Микробиологическая теория заболеваний
- •Бактериология
- •Насекомые
- •Пищевой фактор
- •Витамины
- •Глава 10 нервная система гипнотизм
- •Нервы и мышление
- •Поведение
- •Нервный потенциал
- •Глава 11 кровь гормоны
- •Серология
- •Группы крови
- •Вирусные заболевания
- •Аллергия
- •Глава 12 метаболизм химиотерапия
- •Антибиотики и пестициды
- •Метаболизм клетки
- •Радиоактивные изотопы
- •Глава 13 молекулярная биология. Протеин
- •Электрофорез и рентгеновская дифракция
- •Хроматография
- •Пространственная структура протеина
- •Глава 14 молекулярная биология. Нуклеиновые кислоты вирусы и гены
- •Значение днк
- •Структура нуклеиновых кислот
- •Генетический код
- •Происхождение жизни
Глава 8 падение витализма азот и питание
От весьма простых начал жизнь постепенно, под давлением окружающей среды, становилась все более сложной и одновременно вырабатывала эффективные способы продолжаться. В своем бесконечном разнообразии неживая природа не могла соперничать с изощренностью живых форм. Да, поднимались все новые горы, однако такие уже бывали ранее, а живые формы каждый раз возникали неповторимыми.
Дарвинизм, таким образом, благоприятствовал витализму: в воображении людском между живым и неживым вырос немалый барьер. И действительно, во второй половине XIX в. витализм вновь стал популярен.
Однако наибольшая опасность поджидала витализм в среде химиков-органиков. Против него была на щите поднята модель молекулы протеина — и обсуждение ее поглотило химиков вплоть до конца века.
Первым заговорил о важности протеина для жизни французский физиолог Франсуа Мажанди (1783—1855). Экономические дислокации, привнесенные наполеоновскими войнами, привели к массовому голоду во многих странах, и положение беднейших слоев стало ухудшаться. Правительства забили тревогу; во Франции была создана специальная комиссия; во главе ее встал Мажанди. Целью комиссии была разработка технологии производства пищи из дешевых компонентов вроде желатина.
В 1816 г. Мажанди в опытах по кормлению собак беспротеиновой пищей, содержащей сахар, оливковое масло и воду, потерпел неудачу: собаки сдохли с голоду. Одних лишь калорий не хватало для полноценной работы организма. Кроме того, не все протеины равно полезны. К сожалению, и в опытах, где желатин был единственным протеином, собаки погибали также. Так начиналась тогда наука диетология, или изучение состава питания и его связи с жизнью и здоровьем.
Протеины отличаются от гидрокарбонатов и липидов тем, что включают в свой состав азот. По этой причине на азот как на необходимый компонент для живых организмов было обращено пристальное внимание. Французский химик Жан Батист Буссенго (1802 — 1887) начал в 1840-х годах изучать потребности растений в азоте. Он обнаружил, что у некоторых растений, например у овощей (горошка, бобов и прочих), имеется отличительная от других особенность успешно расти на безазотной почве, причем без удобрения азотом. Они не только росли, но и увеличивали содержание азота в своих тканях. Единственное заключение, к которому мог прийти Буссенго, — что эти растения потребляют азот прямо из воздуха. (Теперь нам известно, что не растения сами по себе делают это, но азотфиксирующие бактерии, поселяющиеся в клубеньках корней.)
Вместе с тем Буссенго пошел дальше, чтобы показать, что животные не могут получать азот из воздуха, а получают его с нищей.
Для этого он заострил практические и обоснованные выводы Мажанди, соотнеся содержание азота в некоторых продуктах со скоростью роста подопытных. Взаимосвязь оказалась прямой, при условии, что в качестве источника азота берется одна и та же пища. И все-таки некоторые виды питания были более эффективны, нежели другие, при аналогичном содержании азота. Это означало, что одни протеины более используются организмами, чем другие. Вплоть до конца века причины этого факта были неясны. Однако уже к 1844 г. сам Буссенго эмпирически смог составить шкалу полезности различных продуктов в качестве источника протеина.
Дальнейшую работу осуществил немецкий химик Юстус фон Либих (1805 — 1873), который за последующую декаду лет подготовил обоснованный список полезных продуктов питания. Либих сильно полагался на механистические взгляды, поэтому обосновывал проблему с точки зрения агрохимии. Он считал, что потеря урожайности культур в результате многолетнего использования земель происходит из-за разложения и потребления некоторых минеральных составляющих, необходимых растениям. Растительные ткани содержат небольшое количество натрия, калия, кальция, фосфора, а те, в свою очередь, поступают с растворимыми веществами, которые растения в состоянии поглотить. С незапамятных времен люди увеличивали плодородие почвы, возвращая ей израсходованное питание с пометом животных. Так отчего же не добавить в почву сами минералы, чистые химически и механически, не несущие неприятного запаха, вместо того чтобы вносить навоз?
Он первый начал эксперименты с химическими удобрениями. Поначалу, слишком полагаясь на выводы Буссенго о поглощении растениями азота воздуха, он потерпел неудачу. Когда Либих понял, что большинство растений получают азот от растворимых азотных компонентов почвы (нитратов), он добавил их в удобрения. Как Буссенго, так и Либиха можно считать основателями агрохимии.