Падение витализма. Азот и рацион питания

Какой бы противоречивой ни казалась теория Дарвина об эволюции путем естественного отбора для многих устоявшихся представлений человечества, при правильном рассмотрении она действительно усиливает чудо жизни.

С самого начала, когда все было очень просто, жизнь постоянно стремилась, под давлением окружающей среды, достичь все большей сложности и эффективности. В неизменном мире неодушевленного мира не было ничего, что могло бы сравниться с этим. Горы могли бы возвышаться, но за много веков до этого были другие горы; с другой стороны, формы жизни были всегда новыми, всегда непохожими.

Таким образом, теория Дарвина, на первый взгляд, может быть истолкована как благоприятствующая витализму, как преодолению огромного барьера, воздвигнутого в сознании людей между жизнью и не жизнью. И действительно, витализм достиг новой высоты популярности во второй половине девятнадцатого века.

Большая опасность для витализма девятнадцатого века заключалась в достижениях химиков-органиков. Однако, защищаясь от этого, виталисты использовали молекулу белка в качестве щита, и почти до самого конца столетия этот щит оставался непоколебимым. Биохимия девятнадцатого века была в значительной степени связана с этой белковой молекулой.

Важность белка для жизни впервые была полностью осознана французским физиологом Франсуа Маженди (1783-1855). Экономические неурядицы, вызванные наполеоновскими войнами, привели к нехватке продовольствия, и положение бедных было хуже, чем обычно. Правительства начинали чувствовать ответственность за положение людей, и была создана комиссия во главе с Магенди, которая должна была изучить, можно ли приготовить питательную пищу из такого дешевого и доступного продукта, как желатин.

В 1816 году Магенди начал кормить собак диетой, не содержащей белка, которая содержала только сахар, оливковое масло и воду. Животные умирали от голода. Одних калорий было недостаточно, белок был необходимым компонентом рациона.

Кроме того, не все белки были одинаково полезны. К сожалению, в тех случаях, когда желатин был единственным белком в рационе, собаки все равно погибали. Так была основана современная наука о питании, изучающая рацион питания и его связь с жизнью и здоровьем.

Белки отличались от углеводов и липидов тем, что первые содержали азот, а вторые - нет. По этой причине интерес к азоту как к необходимому компоненту живых организмов был сосредоточен в центре внимания. Французский химик Жан Батист Буссинго (1802-1887) в 1840-х годах начал изучать потребность растений в азоте.

Он обнаружил, что некоторые растения, такие как бобовые (горох, фасоль и т.д.), могут легко расти в почве, не содержащей азота, при поливе водой, не содержащей азота. Они не только росли, но и содержание азота в них постоянно увеличивалось.

Единственный вывод, к которому он смог прийти, заключался в том, что эти растения получали азот из воздуха. (Теперь мы знаем, что это делают не сами растения, а определенные штаммы "азотфиксирующих бактерий", растущих в корневых клубеньках).

Буссинго, однако, продолжил, показав, что животные не могут получать азот из воздуха, а только из пищи. Он усовершенствовал довольно качественные исследования Магенди, проанализировав содержание азота в некоторых продуктах и сравнив скорость роста с содержанием азота в них. Была выявлена прямая зависимость, при условии, что в качестве источника азота использовался один продукт.

Однако при определенном содержании азота некоторые продукты были более эффективными в обеспечении роста, чем другие. Вывод может заключаться только в том, что некоторые белки были более полезными для организма, чем другие. Причина этого оставалась неясной до конца столетия, но к 1844 году Буссинго смог, основываясь исключительно на эмпирических данных, составить список относительной полезности различных продуктов в качестве источников белка.

Это было продолжено немецким химиком Юстусом фон Либихом (1805-1873), который в течение следующего десятилетия составил подробные списки такого рода. Либих сильно склонялся к механицизму и применил эту точку зрения к проблемам сельского хозяйства. Он считал, что причина потери плодородия почвы после многих лет ведения сельского хозяйства кроется в постепенном потреблении определенных минералов, содержащихся в почве, которые необходимы для роста растений.

Растительные ткани содержали небольшое количество натрия, калия, кальция и фосфора, и они должны были поступать из растворимых соединений в почве, которые растение могло усваивать. С незапамятных времен существовал обычай повышать плодородие почвы путем добавления отходов животноводства, но для Либиха это означало не добавление в почву чего-то "жизненно важного", а просто увеличение содержания минералов в отходах, чтобы восполнить то, что было изъято из почвы. Почему бы не добавить сами минералы, в чистом виде, без запаха, и не избавиться от необходимости иметь дело с отходами?

Он был первым, кто начал экспериментировать с химическими удобрениями. Поначалу его продукция была неудачной, потому что он слишком сильно полагался на открытие Буссинго о том, что некоторые растения получают азот из воздуха. Когда Либих понял, что большинство растений, в конце концов, получают азот из растворимых азотных соединений ("нитратов") в почве, он добавил их в свою смесь и получил полезные удобрения. Буссинго и Либих основали компанию agricultural chemistry.