В горах Памира - [55]

Научным работникам, устанавливающим новые пути повышения продуктивности растений, создающим их новые формы приспособления к своеобразным и очень суровым условиям высокогорного климата, приходится глубоко и всесторонне исследовать особенности жизни растений на больших высотах. Работа в этой области обогатила советскую биологическую науку рядом новых интересных фактов[42]. Кроме того, они показали возможность использовать высокогорный Памир как своеобразную естественную лабораторию, в которой можно получить новые данные об основных процессах жизни растений. Данные эти особенно интересны потому, что в обстановке самых лучших современных лабораторий мы пока не можем воспроизвести сложный комплекс условий внешней среды, имеющийся на больших высотах над уровнем моря. В связи с этим впервые осуществленное в нашей стране сотрудничество альпинистов и ученых имеет большое будущее и, несомненно, принесет еще больше успехов различным отраслям советской науки.

Автор этой книги рассказывает об одном из примеров такого содружества. Одним из его участников был сотрудник Памирской биологической станции Таджикского филиала Академии наук СССР. В то время мы начинали работу по изучению особенностей растений в условиях горного климата и их зависимостей от различных факторов внешней среды. Как известно, фотосинтез является одним из основных процессов жизнедеятельности растений, в результате которого в зеленом листе под действием энергии, сообщаемой солнцем, из неорганических соединений – углекислоты воздуха и воды происходит образование органического вещества. Этот выдающийся по своей роли процесс, в огромном масштабе осуществляемый только зелеными растениями, состоит из цепи сложных, еще далеко не разгаданных биохимических реакций. Интенсивность фотосинтеза, являющегося одним из основных элементов, обусловливающих продуктивность органического вещества, у различных видов растений оказывается далеко не одинаковой. Она изменяется также в зависимости от различных условий внешней среды и физиологического состояния растений.

Уже давно было замечено, что растения, перенесенные в условия горного климата, имеют более высокую, чем обычно, интенсивность фотосинтеза. По этому поводу в иностранной литературе имелся разрозненный, часто трудно сравнимый между собой материал, полученный на разных высотах, не превышавших 2700 м. В дальнейшем определения фотосинтеза советскими учеными были сделаны на высотах около 4000—4500 м. Но в континентальных высокогорьях Центральной Азии эти высоты далеко не являются предельными для распространения растений. Не ясными также являлись причины, определяющие верхнюю границу распространения растений, и возможно было предположить, что фотосинтез может осуществляться на очень больших высотах, не имеющих современного растительного покрова. Эти и ряд других соображений послужили предпосылкой для опытов по фотосинтезу растений на больших высотах – порядка 6 000 м над уровнем моря. Опыты оказалось возможным поставить благодаря помощи группы одесских альпинистов под руководством A. В. Блещунова. Об этой экспедиции рассказывает в своей книге B. С. Яценко.

Поскольку методика и результаты этих опытов были своевременно опубликованы[43], мы остановимся на них очень кратко. Работа в «высотной лаборатории» прежде всего дала возможность получить ценные сведения о резких колебаниях в содержании углекислоты в воздухе на больших высотах. Наряду с сильными понижениями концентраций СО2, низкими по сравнению с вычисленными по барометрической формуле, мы встречаем ряд случаев значительного увеличения концентраций углекислоты. Такие резкие изменения можно объяснить только тем, что, при турбулентном обмене воздушных масс в высоких слоях атмосферы, на большие высоты снизу заносятся порции воздуха с повышенным содержанием углекислоты.

В результате опытов по фотосинтезу удалось установить, что он наблюдается у перенесенных растений, несмотря на самое теплое время года, только в некоторые дни и часы с самой высокой температурой (+5 – 6°). У растений нарушается ритм фотосинтеза, отчетливо выраженный на высоте 3 860 м. Анализ фотосинтеза в зависимости от внешних факторов показал, что его изменения определяются не столько неблагоприятным действием яркого света и пониженными концентрациями СО2, сколько изменениями температуры. Это еще раз подчеркнуло большое значение зависящих от температуры тепловых ферментативных реакций, входящих в цепь реакций фотосинтеза.

Кроме фотосинтеза мы изучали также транспирацию растений. Сведения, полученные об этих двух важных физиологических процессах, позволили высказать предположение о том, что верхняя граница распространения растений на большие высоты определяется условиями, необходимыми для фотосинтеза и дыхания. Флора Памира, достигающая в своем распространении высоты 5200—5400 м, почти до предела использует все имеющиеся для этого возможности, тем самым показывая очень высокую приспособленность к крайним для жизни условиям.

Несмотря на кратковременность описанных опытов на больших высотах, они помогли нам ближе познакомиться с особенностями жизни высокогорных растений, которые надо знать для того, чтобы сделать их полезными для человека.