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叶绿素和诺贝尔奖

2021.12.20

1771年8月18日,英国化学家普利斯特里把薄荷的枝叶放在玻璃罩下面,事先在里面点燃了一支小蜡烛。这时蜡烛的光焰没有熄灭,同时放进去的一只老鼠也没有被闷死。过了些时候,罩子里面的蜡烛变得更亮了,那只老鼠也活蹦乱跳地跑来跑去。这说明薄荷澄清了污浊空气,即我们现在所说的二氧化碳气体。

普利斯特里又做了各种各样的实验,然而,令人奇怪的是,薄荷有时也能加快蜡烛的熄灭。这是什么原因呢?他始终没有弄清其中的奥妙。几年以后,荷兰人英根古士得出结论:在光亮下,植物会使空气清新;在黑暗处,植物和动物一样,由于呼吸会使空气变得污浊。又过了两年,日内瓦的一位牧师约翰·谢内别在自己的小书房里,摆满了各种奇形怪状的石块、假鸟、假兽和栽种秧苗的盆罐,盆中放有几根玻璃管,透过玻璃管,可以看见浸在水里的植物嫩枝。

有一次,他好奇地拿起一根小管子,把气吹进水里,再看水中那碧绿的嫩枝:啊!珍珠满布在枝叶的周围。这究竟是什么呢?引起了牧师的兴趣。他小心翼翼地把这些银色的气泡统统收集起来,然后把冒烟的干木材放在新找到的气体中,突然火花迸发,木材一下子就燃烧起来,这难道不就是新鲜空气,或者说就是氧气吗!然而,当时许多人都不相信这个事实。他们认为,既然空气里的二氧化碳总共不过0.5%,那么哪里来的二氧化碳去供应植物呢?这似乎是难以置信的。直到19世纪40年代,这个秘密才被彻底揭开:植物分解空气中的二氧化碳,取得构成本身躯体的基本物质碳,同时放出氧,游离到大气中间。

人,和整个动物界一样,其食物的不断供应都是由植物界输送的,更确切地说,是从绿色植物输送来的。绿色植物为了自身,也为了大地上整个动物界而制造着食物,当太阳照耀的时候,在绿色植物的内部,每天,每小时,每分钟,每秒钟,都在完成当时世界上所有化学家在实验室里所难以实现的事情:把无机物化为有机物,从自然界的最简单的无机物质中构成有机物的躯体。

植物,仅仅只是供给人类以食物吗?不,远不止这一点,它还供给所有人氧气。如果没有不断输出氧气的绿色植物,空气中就不会有氧气。我们呼吸的时候,动物呼吸的时候,在燃烧的时候,所有氧化物形成的时候……氧都在被不断消耗着。如果植物绝迹,那就没有什么东西来补充氧的储藏量了,那么,地球就会变成一个覆盖着窒息气层、死气沉沉的行星。这种窒息气层,远在地球上面还未出现生物,绿色植物还没有以它精细的工作来创造出我们的“呼吸环境”—大气时,曾一度围绕着地球。

这个自然之谜过程的起点就是光合作用,而光合作用正是依靠绿色植物中的叶绿素。叶绿素是一种多么奇妙的物质啊!威尔斯泰特所选取的,正是这一高难度的课题。经过20多年的艰苦研究,威尔斯泰特发现在绿叶细胞中以3比1的量存在的叶绿素a及b,都是镁的络合物,属于卟啉系化合物,从而彻底揭示了它的化学结构。威尔斯泰特的研究成果,以科学的力量雄辩地证明了万物不是上帝创造的,驳斥了唯心主义和宗教的谬论,为有机化学开创了崭新的篇章。因而,他于1915年获得了最高奖赏诺贝尔化学奖。

1921年,威尔斯泰特荣任德国最高学府—德皇威廉研究所所长。1916年,贝耶尔教授病倒后威尔斯泰特遵照师长的嘱咐,放弃了荣誉和高薪,回到慕尼黑母校继任贝耶尔教授的职位。正当他在科学研究中成果倍出、炉火纯青的时候,希特勒及其走狗们夺得政权,反犹太人运动的喧嚷声笼罩着整个德国。大学的走廊里出现挑动人们去反对犹太人的标语口号。很快,所有大学的大门对犹太人一律关闭。爱因斯坦逃亡到国外侨居,加贝尔经受不住沉重的考验而死去。威尔斯泰特这位著名的化学家、创导生物学的第一人,同样也没有逃脱法西斯的魔爪,受尽了折磨。最后,不得不作出离开自己祖国的选择。

1942年8月3日,威尔斯泰特在瑞士去世。


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