События разворачиваются

Итак, азот воздуха попадает сначала не к бактериям, а в растения…

Новость эта не только тревожила тени прошлого в науке о том, как из земли, воды и воздуха рождается хлеб наш насущный; не только намекала на возможность таких крупных перемен в земледелии, каких было не много за всю его необозримую историю; новость эта, кроме того, манила в дебри неведомого, сегодня, сейчас, безотлагательно.

Опыты вновь и вновь выявляли одну и ту же неправдоподобность: свободный азот сначала попадает в растение.

Вопрос, который задали исследователи, оправившись от неожиданности, был: кто же кого кормит – бобовое растение клубеньковых бактерий или, как всегда считалось, бактерии – своего «хозяина»? То, что растение первым получает азот воздуха (свыкнуться с этим было нелегко, но таков был вывод и других ученых, работавших в той же области), вроде бы подсказывало ответ: бобовое растение должно выступать в роли кормильца, а бактерии – в роли потребителя связанного азота. И отношения эти так же невозможно «перевернуть», как фразу «мать кормит дитя».

Но ученые на всякий случай запросили подтверждения у масс‑ спектрометра. Ученые иногда переходят на «вы» с тем, что кажется очевидным, иначе они никогда бы не открывали неизвестное.

Была повторена схема предыдущего эксперимента. Только в камеру с меченым азотом помещали теперь не все растение, а лишь его клубеньки. Причем помещали их не сразу после отделения, а выждав некоторое время: в одном случае шесть часов, в другом – час. И так далее.

Если без растения клубеньки не смогут связывать свободный азот, это будет дополнительным подтверждением зависимости бактерий от «хозяина».

Судя по анализам, проведенным на масс‑ спектрометре, меченый азот в оторванные клубеньки не проникал. Несмотря на то что там все время были живые бактерии, азотная кухня не работала. Похоже, что действительно клевер кормил своих «квартирантов» азотом, взятым из воздуха. Ведь без растения клубеньковые бактерии к этому источнику пищи не обращались!

Каждый новый такой факт, сообщенный масс‑ спектрометром, расширял твердую почву вокруг островка, на который наткнулись профессор Турчин и его коллеги. Им боязно было вступить на него. Ведь первенство клубеньковых бактерий в использовании азота воздуха освящено именами, временем, практикой.

Но что поделаешь: магнитные веялки, наподобие той, что гудит в полуподвале лабораторного корпуса Долгопрудной агрохимической опытной станции, отсеяли не одно священное заблуждение.

Однако дальнейший ход событий показал, что спешить с выводами в таком деле нельзя. Когда многие графы лабораторного журнала были заполнены, пришло чрезвычайное сообщение: в клубеньках, отнятых от растений не три часа и не час, а десять минут назад, масс‑ спектрометр нашел меченый азот.

Вот тебе раз!.. Клубеньки, значит, все же могли самостоятельно переваривать атмосферный азот? Но почему способность эта столь кратковременна? Всего десяток минут! Уж если ты умеешь самостоятельно питаться, так этого опыта тебе хватит до конца дней.

Нет, тут, видимо, и не «мать» и не «дитя», а какая‑ то другая связь. Чтобы распутать эту игру до конца, Федор Васильевич не видел иного выхода, кроме как допросить уже не клубеньки, а самих «квартирантов»: могут ли они самостоятельно черпать азот воздуха.

Да или нет?

Сведения о том, что репутация знаменитых микроорганизмов подвергнута сомнению, распространились далеко за пределы Долгопрудной. Виной тому была беспечность Федора Васильевича. Вопреки обычаю, он не прикрывал до поры до времени свои работы от посторонних глаз, чтобы потом, получив исчерпывающие данные, сделать торжественное публичное сообщение. Нет, всюду и всем интересующимся он охотно рассказывал, как идут дела, что намерен предпринять, уговаривал других проделать эксперименты. А так как работал он много и быстро, у него всегда были свежие, интересные данные, и доклады его поэтому привлекали огромное внимание как у нас, так и за рубежом, несмотря на плохую дикцию и вообще неважные ораторские способности докладчика (он произносит фразы быстро, иногда, пожалуй, чересчур, и бывает недоволен, слыша медлительную, растянутую речь, потому что она несет «малую плотность информации». Из людей, с которыми мне приводилось встречаться, быстрее Федора Васильевича говорит, кажется, только академик Ландау).

Турчина деликатно предостерегали от «увлекательных схем» и «поспешных выводов». Но Федор Васильевич и без того знал, на что идет: клубеньковые бактерии никто просто так в обиду не даст.

Опыт проводился скрупулезно. Были взяты клубеньковые бактерии лучших штаммов и внесены в атмосферу с меченым азотом. Эксперимент повторили. Другие бактерии, другая раса, другая экспозиция. Повторяли, варьировали, еще и еще раз. И поставили точку. Нет, нет и нет. Меченый азот в организм клубеньковых бактерий не проникал.

Последняя серия опытов дорисовала картину отношений клубеньковых бактерий к бобовому растению. Оглядим ее целиком.

В нормальных условиях, то есть будучи на корнях растения, микробы бойко поглощают атмосферный азот;

в оторванных клубеньках питаются им недолго;

вне растения совсем не усваивают.

А теперь, словно вспышкой, осветим нашу картину фактом: «Азот воздуха попадает сначала в растение, а потом только к бактериям ».

Не приходит ли вам в голову вполне самостоятельно сформулированная научная гипотеза? Конечно, приходит. И гипотеза эта такова. «Хозяин» снабжает своих «квартирантов» каким‑ то веществом, повышающим их пищеварительные силы. В оторванных клубеньках остается некоторый запас этого вещества. Его хватает бактериям на десять минут питания. Затем оно расходуется, новых поступлений нет, и связывание атмосферного азота прекращается.

Ваша гипотеза разумна. Но из нее возникает трудный вопрос.

Что это за вещество? Почему растения сами не используют его для получения дополнительного азота?

Федор Васильевич не терпел откладывать на завтра интересное, если даже знал, что ни завтра, ни послезавтра, ни, быть может, через десять лет задачу не решить. Но это почему‑ то не мешало ему работать так, словно завтрашнего дня не будет.

По мере того как от общих вопросов продвигались к деталям, каждый шаг вперед делался короче, стали частыми длительные остановки.

Вначале исследователи пытались просто подловить клубеньковые бактерии, выманить у них признание: что это за вещество? Бактериям скармливали сахара, аминокислоты, нуклеиновые кислоты – то, чем может делиться с ними само растение.

Начни бактерии после одного из таких обедов захватывать меченый азот – какое это было бы везенье! Стала бы ясна очень важная особенность процесса, осуществляемого бобовыми культурами. Но они не начинали. На протяжении нескольких лет бактерии разных темпераментов и разного происхождения убеждали исследователей в тщетности попыток что‑ либо узнать подобным образом. И почти убедили. Федор Васильевич решил, не прекращая «мирных переговоров», перейти к активным действиям.