Стебель

Таким образом, было положено начало учению о существовании в стебле растений двух токов растворенных веществ: восходящего по древесине и нисходящего по лубу. Обстоятельно разработано это положение было в целом ряде опытов Гельса, описанных нами ранее в очерке, посвященном строению и работе корня. Гельсу удалось открыть и два так называемых концевых двигателя восхоящего тока: корневое давление и присасывающее действие испаряющей работы листьев. Некоторые натуралисты того времени полагали, что по аналогии с венами животных сосуды древесины должны иметь на своей внутренней поверхности клапаны, препятствующие обратному току воды. Гельс с полной очевидностью доказал отсутствие в сосудах древесины каких бы то ни было клапанов и возможность передвижения в них воды в обоих направлениях. Это положение было доказано следующим остроумным опытом. Гельс привил молодое дерево ветвями к двум соседним деревьям и затем срезал привитое дерево под корень, так что оно утратило питание от собственных корней и осталось висеть как бы подвешенное к ветвям соседних деревьев. Срезанное дерево оставалось живым и развивало листья, несмотря на то, что оно получало теперь воду через ветви соседних деревьев.

Схематическое изображение подсолнечника, который использовал Гельс в работах по изучению движения воды в растениях

Гельс доказал также, что в стволе дерева возможно передвижение воды не только снизу вверх, но и горизонтально (хотя в этом случае наблюдается сильное замедление тока воды). Это положение было доказано на следующем опыте. Гельс сделал на отрезанной ветви дуба две глубокие диаметрально противоположные вырезки, доходившие до самой сердцевины на расстоянии 4 дюймов одна от другой; ветвь, погруженная нижним концом в воду, осталась свежей, несмотря на значительное испарение воды. Подобный же результат был получен им при вырезывании из ствола четырех накрест поставленных одна над другой вырезок, доходивших до самой сердцевины. Из своих опытов Гельс сделал вывод, что хотя, как правило, восходящий ток идет и древесине деревьев по прямой линии, но он может осуществляться и в других направлениях (очевидно, благодаря наличию сообщения смежных сосудов между собой).

После Гельса изучением явлений восходящего и нисходящего токов в стебле растений занимался Т.Найт. В 1801 г. он применил для обнаружения проводящих тканей древесины окрашенные растворы и выяснил, что краска вместе с водой из стакана поднимается по срезанному стеблю растения только через сосуды древесины, в то время как сосуды коры, видимо, не принимают в этом подъеме жидкости никакого участия, так как остаются неокрашенными.

Опыты Найта наглядно подтвердили учение о восходящем и нисходящем токах в стебле растений.

Теория пассивного водоносного ложа с двумя концевыми двигателями, основанная на опытах Гельса, впервые была четко сформулирована в 1837 г. А.Дютроше (1776–1847). Однако вскоре этой теории был предъявлен ряд серьезных возражений, основанных на учете количественных отношений. Прежде всего указывалось, что корневое давление достигает величины не больше двух атмосфер; следовательно, нижний концевой двигатель мог бы поднимать воду до верхушки стебля только у небольших травянистых растений. Большей оказалась величина сосущей силы клеток листовой паренхимы. Но если принять во внимание высоту некоторых гигантов растительного мира, например калифорнийской секвойи (100 м) или австралийских эвкалиптов (150 м), то для подъема воды силы указанных двух двигателей представлялись недостаточными. В подтверждение этих сомнений указывали также на большое сопротивление, которое приходится преодолевать току воды при прохождении через сосуды древесины весьма высоких деревьев.