第34章 與生物學家相約(9)(3 / 3)

另外,還有幾位學者也從事過這方麵的研究。例如,1727年,英國牧師黑爾斯在他的著作《植物靜力學》中就曾經提出了與赫爾蒙特不同的觀點。黑爾斯在這部書中說,植物體在生活過程中所形成並積累的固體物質,是植物葉子從空氣中所吸收的養分變化而來的。以後,又過了40多年,另一位英國牧師、化學家普利斯特裏在1771年為了驗證自己提出的在自然界中有“好空氣”和“壞空氣”之說,也做了一個有趣的試驗。普利斯特裏同時將兩隻老鼠分別放在兩個密封的鍾罩內,其中一個鍾罩裏還放進了一株生長旺盛的植物。不久,沒有植物陪伴的老鼠漸漸減少了活動,很快就死去了;而在放有綠色植物的另一個鍾罩內,老鼠依然可以進行正常的活動,並且持續生活了好幾天。普利斯特裏還把燃燒著的蠟燭與旺盛生長的薄荷放在一起,蠟燭居然也久久沒有熄滅。根據這些試驗,普利斯特裏得出了植物能夠把壞空氣變成好空氣的結論,而動物的呼吸和蠟燭的燃燒則將好空氣變成壞空氣。後來,普利斯特裏寫了一本書,名字就叫《各種氣體的實驗和觀察》。

科學應當能夠經受得住時間和實踐的檢驗。當別人按照這本書中所提供的方法去重複普利斯特裏所得出的實驗結論時,有些時候看到的結果卻恰恰相反:是綠色植物的生命活動才把好空氣變成壞空氣的。這種奇怪的現象,又將一位荷蘭醫生英格豪斯的注意力吸引到這個研究領域中來。1779年夏天,英格豪斯來到英國倫敦,也開始進行這方麵的研究。他用漏鬥把新鮮水草扣在裝滿水的大燒杯裏,再用裝滿水的試管罩在漏鬥頸部一端的開口上,然後給水草光照,並用試管收集水草接受光照後所產生的氣體。一段時間以後,水草在光照下產生的小氣泡在倒扣的試管底部越聚越多。英格豪斯慢慢地將試管從水中取出,再把點燃的蠟燭逐漸靠近試管口,隻聽“砰”的一聲,蠟燭的火焰竄起老高。這個結果用當時人們已經掌握的化學知識,可以解釋為是氧氣的助燃現象。英格豪斯同時還做了不給水草照光的對比試驗,結果很長時間以後也沒有看到小氣泡產生出來。

為了讓試驗的結果更加可靠,英格豪斯並不忙於下最後的結論。他又用了將近3個月的時間,選擇不同的植物反複進行了總計500多次實驗,終於找到了好空氣與壞空氣互變的關鍵原因是“光”。英格豪斯所得出的結論是:在光照下,植物會把壞空氣變成好空氣,沒有光的時候則相反。

此後,在1782年,瑞士牧師塞尼比爾(Jean Senebier)用化學分析證明,綠色植物能吸收老鼠呼吸產生的“壞空氣”(二氧化碳),同時向老鼠提供“好空氣”(氧氣);1804年,瑞士化學家索緒爾(Nicholes·Th·de·Saussare)又發現了植物在光照下吸收二氧化碳與產生氧氣的數量差異,進一步推論出水參與了光照下植物積累有機物的生命活動,水分和二氧化碳都是光合作用的原料。

1864年,薩克斯發現了光合作用的產物中有澱粉。直到1897年,科學家們才歸納出了光合作用的反應式:

二氧化碳+水+光氧+有機物+化學能

1897年,在人類開始探索植物生命活動原理的一百多年以後,一位名叫佩弗的法國科學家,為植物體在光照下的這種重要的合成代謝起了一個貼切而又響亮的名字——“光合作用”。

在人類探索植物光合作用的漫漫曆史長河中,還有一位科學家我們不應當忘記,他就是英國劍橋大學的植物生理學家希爾(R·Hill)。是他在1939年用實驗證明了植物細胞中的葉綠體在吸收光能以後,可以從水分子中釋放出氧氣。這個結論後來還在1951~1955年間,在美國和波蘭等不同的國家被科學工作者多次驗證過。通過以上這些科學家們的共同努力,到20世紀中葉,人類對於植物光合作用的認識,已經從宏觀向微觀前進了一大步。有關這方麵的研究,也從細胞水平轉入了更接近於生命物質運動本質的大分子水平。