Если вы посмотрите на закрытый стручок зем­ляного ореха, то увидите, что он очень похож на горох или фасоль. И действительно, земляной орех относится к тому же семейству. Земляные орехи растут кустиками, и его цветы напоминают цветы гороха.

Когда увядают лепестки, часть стручка сильно увеличивается в длину, и его кончик погружается в почву. Там этот кончик увеличивается, и созревают семена. Поэтому, если вы хотите собирать орехи, вы должны выкапывать их из земли!

Откуда появились земляные орехи? Возможно, |их родина — Южная Америка. Это очень древнее растение. В доисторических могилах в Перу най­дены земляные орехи вместе с посудой, украшен­ной орнаментами из земляных орехов. Оттуда, вероятно, они попали в Африку, а потом — и в Соединенные Штаты.

Сегодня земляные орехи выращиваются на юге США от Флориды до Калифорнии, достигая на север Вашингтона, столицы США. Они также культивируются в Латинской Америке, Азии и Африке. Обычными разновидностями земляных орехов являются виргинские орехи с большими стручками и красной шкуркой, а также более мелкие — испанские и северо-каролинские.

Для нормального роста земляным орехам ну­жен длительный безморозный период. Земляной орех способен выдержать долгие засушливые пе­риоды, и это прибыльная культура, которая дает от 100 до 150 гектолитров на гектар.

Земляные орехи используются для изготовле­ния орехового масла, употребляются в подсолен­ном или поджаренном виде, в кондитерских изде­лиях. Но они применяются и во многих других случаях. Ореховое масло добавляется в овощные салаты, супы, маргарины. Земляными орехами выкармливают домашних животных. Они исполь­зуются в красках, чернилах и заменителях рези­ны.

Орехи высаживаются поздно осенью и выка­пываются машинами до наступления заморозков. После высушивания стручков они вылущиваются тоже машинами. Иногда на поля запускают сви­ней, чтобы выкапывать орехи.

Научное название этого растения «агава», а столетником оно называется по ошибке! Многие считают, что это растение цветет только по до­стижении столетнего возраста. Истина состоит в том, что его цветение зависит от индивидуальных особенностей каждого растения и условий, в ко­торых оно растет.

В очень теплых странах цветы на столетнике появляются раз в несколько лет. В более холод­ном климате растение созревает только к 40-60 годам.

Агава, или столетник, растет преимущественно в Мексике, но встречается и на юге и западе Сое­диненных Штатов, а также в Центральной и тро­пической Южной Америке. Это растение имеет большую «розетку» из толстых мясистых листьев, заостренных на конце. Стебель обычно настолько короткий, что кажется, будто листья растут прямо из корня.

В пору цветения из центра розетки из листьев вырастает длинный стебель, или «мачта», обильно усыпанный небольшими цветками. Очевидно, это цветение дается растению ценой больших усилий, и в течение тех лет, пока оно растет, оно накап­ливает запасы питательных веществ в своих мясистых листьях, чтобы цветение стало возможным.

Необычный рост агавы позволяет использовать fee интересным образом. Побег растения развивается очень быстро, а когда это происходит, наблюдается приток сока растения в основание молодого побега. Мексиканцы срывают это побег перед тем, как он распустится. Потом они делают углубление в центре растения и собирают там большое количество сладкого сока.

Этот сок называется «агуамиэль», и его пере­носят в сосудах из свиной кожи в центральное хранилище, где оставляют для ферментации, по­сле чего он становится густым и белесым. Содер­жащийся в соке сахар превращается в алкоголь, и в результате получается «пульке» — националь­ный напиток мексиканцев, который многими людьми считается полезным и питательным.

В вашей семье кто-нибудь придерживается ди­еты? Тогда вы, наверное, слышали, как человек говорит, отказываясь от какого-то блюда: «Это не для меня! Слишком много крахмала!» Конечно, если в доме есть растущие дети, то они обычно едят много крахмала, чтобы «лучше расти».

Крахмал, как бы ни относились к нему разные люди,— одно из самых важных веществ в мире. Человечество получает из крахмала больше пи­щи, чем из любого другого вещества!

Мы получаем наш крахмал из растений, где он находится в виде крошечных крупинок. Как рас­тения вырабатывают крахмал? С помощью сол­нечного света и хлорофилла растения соединяют воду, впитываемую ими из почвы, с двуокисью углерода, которую они получают из воздуха, в сахар. Сахар растения преобразуют в крахмал.

Растения накапливают крахмал маленькими крупинками в стволах и стеблях, корнях, листьях, плодах и семенах. Картофель, маис, рис и пшени­ца содержат большие количества крахмала.

Растения вырабатывают крахмал для того, что­бы он служил пищей для молодых побегов и от­ростков, пока они не в состоянии самостоятельно вырабатывать себе питание. Поэтому, когда вы видите растение, которое начинает разрастаться, знайте, что питание для этого роста обеспечивает­ся за счет накопленных запасов крахмала.

Для людей и животных крахмал представляет энергоемкое питание. Как и сахар, он состоит из углерода, водорода и кислорода. Крахмал неслад­кий: обычно он безвкусен. Определенные химиче­ские вещества во рту, желудке и кишечнике пре­образуют крахмалистую пищу в виноградный са­хар, который легко усваивается.

Человек получает крахмал из растений, из­мельчая те их части, где он накапливается. Затем крахмал вымывается водой и оседает на дно боль­ших емкостей, после чего вода выжимается из сырого крахмала, масса высушивается и перетира­ется в порошок, в виде которого обычно и изго­тавливается крахмал.

Крахмал применяется в самых неожиданных местах. Он используется при стирке, в качестве клея, при производстве тканей и в качестве осно­вы для многих туалетных препаратов.

Если слабый раствор сахара на несколько дней оставить на воздухе, то на его поверхности появится легкая пена и от него начнет исходить за­пах алкоголя. Такая реакция происходит из-за того, что в жидкость из воздуха попадают кро­шечные растительные клетки, которые называют­ся дрожжами. Они попадают в условия, благопри­ятные для их роста.

Человеку уже давно известно, что этот про­цесс существует, и в течение тысяч лет люди ис­пользовали его для изготовления всевозможных алкогольных напитков. Сахарные растворы, сде­ланные из патоки, картофеля, ржи, пшеницы, со­лода и хмеля, яблок и винограда, подвергались воздействию воздуха для получения спирта, вис­ки, пива, эля, сидра и других напитков.

Возможно, кто-то случайно заметил, что если и тесто для выпечки хлеба постоит некоторое время, то в нем часто происходит специфический процесс. Плоская поверхность теста таинственным образом начинала вздуваться и подниматься. От него исходил странный, но приятный запах. Когда это тесто выпекалось, вместо плоской тяжелой лепешки из него получался легкий, пористый, мягкий хлеб!

В 1857 году Луи Пастер объявил, что нашел объяснение этим изменениям, которые, по его словам, происходили по вине крошечных одно­клеточных растений, названных дрожжами. Дрож­жи принадлежат к семейству грибков и представ­ляют из себя маленькие, круглые, бесцветные ча­стицы. Они крупнее обычных бактерий, но все же настолько малы, что их потребуется уложить в ряд от 1200 до 1600, чтобы получить цепочку длиной в 1 сантиметр.

Дрожжевые клетки размножаются почковани­ем. Это означает, что от них отходят отростки, которые отрезаются от родительской клетки кле­точной оболочкой. В конце концов отростки до­стигают полного размера. По мере роста они вы­рабатываю вещества, которые называются цимаза и инвертаза.

Эти вещества называются бродильными, и они обладают способностью ферментировать крахмал в сахар, а сахар — в алкоголь и двуокись углеро­да. По ходу ферментации образуется и поднима­ется двуокись углерода. Затем она улетучивается, оставляя алкоголь. Пиво, эль, вино и сидр пред­ставляют из себя ферментированные напитки, в которых дрожжи превратили часть сахара в дву­окись углерода и алкоголь.

В пекарном деле двуокись углерода собирается в тесте пузырьками, отчего тесто поднимается. Жар в печи потом удаляет двуокись, а хлеб ста­новится пористым и легким.

Человек очень своеобразно относится к бакте­риям. Все мы знаем, что многие бактерии вредны. Такие болезни, как тиф, холера, дифтерия, воспа­ление легких и все инфекции в открытых ранах возбуждаются определенными видами бактерий. Поэтому люди ведут борьбу с этими бактериями.

И все же, не будь других бактерий, жизнь на Земле была бы невозможна! Человек размножает некоторые виды бактерий, потому что нуждается в них и использует.

Обычно считается, что бактерии стоят на са­мой низшей ступени в царстве растений. Каждая бактерия представляет из себя отдельную частицу живой материи без ядра. В среднем их размер со­ставляет около 0,001 мм в диаметре. Некоторые из них настолько малы, что их даже невозможно разглядеть в обычный микроскоп.

Бактерии обычно встречаются в трех формах: круглые кокки, бациллы в виде палочек и спира­леобразные спириллы. Размножаются они про­стым делением на две части. При благоприятных условиях они воспроизводятся очень быстро. К счастью, у природы существует несколько спосо­бов контролировать это размножение. В против­ном случае бактерии заняли бы собой всю повер­хность земного шара.

Бактерии, вызывающие гниение мертвых рас­тений и животных, очень полезны для человека. Не только потому, что они разлагают мертвые ткани на простые соединения, из которых те со­стоят, но еще и потому, что без бактерий гниения земля покрылась бы бесполезным мертвым веще­ством и не осталось бы места для живого.

Некоторые другие бактерии полезны тем, что они вызывают ферментацию. Наиболее известны такие виды ферментации, как скисание молока и брожение сладких фруктовых соков. Многие про­мышленные процессы обязаны своим существова­нием ферментирующему действию бактерий. Со­зревание сливок, из которых получается отличное масло, тоже основано на ферментации. Многие сыры получили свой изысканный вкус благодаря продуктам бактериальных процессов.

И как мы знаем, растения не могут жить без бактерий, которые соединяют азот с другими эле­ментами, чтобы получать нитраты, используемые растениями.

Всему живому на земле требуется азот в фор­ме, пригодной для употребления. Для растений и животных это так же важно, как и для человека. Азот — составная часть протеина, который пред­ставляет собой строительный материал для чело­веческого тела. Без этого вещества никто не смог бы вырасти или восстановить поврежденные ткани.

В то время как кислород составляет 21% воз­духа, которым мы дышим, азота в нем содержит­ся 78%. Над одним квадратным километром зем­ной поверхности находится примерно 7 200 000 тонн азота. Это бесцветный газ без вкуса и запа­ха, который слабо растворяется в воде.

Может показаться, что раз азот находится по­всюду в окружающем воздухе, то живому сущест­ву очень легко его получать. Но человек не мо­жет потреблять чистый азот. При вдыхании он поглощает кислород. Поэтому азот полезен лишь тогда, когда в сочетании с другими веществами он образует соединения. В природе существует лишь несколько растений, способных поглощать из воз­духа чистый азот. К ним относятся бобовые: фа­соль, горох и клевер. Но все растения способны использовать простые азотные соединения из по­чвы, в которой они растут.

Поэтому в природе существует азотный цикл, позволяющий поддерживать жизнь растениям и животным. Растения получают из почвы простые азотные соединения и соединяют их с углеродом, чтобы получить протеин. Животные получают азот, поедая растения. Азот возвращается в зем­лю в гиде отбросов. Определенные бактерии пре­вращают эти отходы опять в простые азотные со­единения, и растения могут использовать их опять. Так завершается цикл. Запасы азота по­полняются также бактериями, которые забирают азот из воздуха и накапливают его в почве.

Возможно, углерод — наиболее интересное ве­щество из всех известных человеку химических элементов. Знаете ли вы, что в кристаллической форме, например, он встречается нам как один из наиболее драгоценных камней — алмаз? В виде графита углерод используется для изготовления карандашей. А уголь, источник значительной час­ти тепла и энергии в наш век техники, тоже в ос­новном состоит из углерода.

Но еще более важно то, что углерод необхо­дим для поддержания жизни. Тела всех живых существ состоят из соединений, в которые входит углерод. Ученые с основанием полагают, что вез­де, где в любых количествах найден углерод, там, вероятно, существовала жизнь.

Углеродный цикл — это процесс, в ходе кото­рого углерод непрерывно удаляется, используется и замещается живыми существами. Вот как это происходит. В воздухе есть двуокись углерода. Растения выделяют из этого газа углерод и ис­пользуют его для строительства своих корней, стволов и листьев. Животные получают углерод в пищу от растений в виде овощей, фруктов или почек. В то же время двуокись углерода возвра­щается в воздух, в частности за счет дыхания жи­вотных и сгорания или гниения растений. Угле­родный цикл замыкается.

При сочетании элементов мы получаем соеди­нения. Число известных нам углеродных соедине­ний невероятно — их больше 200 000! Все ос­тальные элементы, вместе взятые, не образуют столько соединений, сколько один углерод. При­чина этого состоит в том, что атом углерода мо­жет самыми разнообразными способами соеди­няться с атомами других элементов и образовы­вать кольца и цепи в сочетании с другими атома­ми углерода.

Вы соприкасаетесь с углеродными соединениями или пользуетесь ими в своей повседневной жизни постоянно. Вы вдыхаете небольшое количество двуокиси углерода и выдыхаете большее количе­ство. А большинство горючих веществ, пищевых продуктов, медикаментов, пластмасс, парфюмерии (и многие десятки и сотни других изделий) пред­ставляют из себя углеродные соединения!

Мы не должны забывать, что растения — жи­вые существа. Они едят, пьют, дышат, а без до­статочного количества хорошей пищи они умира­ют. За исключением двух классов растений, все растения сами вырабатывают свою пищу. Давайте рассмотрим, как они это делают.

Чудесное вещество хлорофилл, находящееся в клетках листьев, а иногда и в стволе и в цветах, помогает живым тканям растения поглощать энергию солнечного света. Эта энергия превраща­ет неживые (неорганические) элементы в живо­творные (органические) вещества. Называется этот воистину удивительный процесс фотосинте­зом.

Но для образования живой материи требуется углерод. Растение получает углерод из воздуха. (Он существует в воздухе в соединении с кислородом в форме двуокиси углерода). Как только растение получает углерод, оно должно соединить его с другими веществами, чтобы надстраивать различные части растения.

Наиболее важное из них — вода, из которой растение получает водород. В воде должны быть также и определенные минеральные вещества, не­обходимые растению. В основном это соединения азота, серы, фосфора, поташа, кальция, магния, натрия и железа.

Растение получает эту воду и минеральные ве­щества через корни. Одна из причин того, что у корня такие длинные кончики, состоит в том, что растение может достигать ими все новых участков почвы в поисках воды и минеральных веществ. Ты­сячи маленьких волосков на молодых корневых побегах проходят через частицы почвы и извлека­ют из них необходимые вещества. Часть воды, полученной с помощью корней, используется для выработки сахара. Остальная вода испаряется с листьев, и растение вянет, когда вода испаряется через листья быстрее, чем поступает через корни.

Кстати, знаете ли вы, что не существует двух полностью одинаковых листьев, даже если они имеют одинаковую форму и цвет?

Было ли время, когда на Земле вообще не бы­ло растений? Согласно научным теориям — да. Тогда, сотни миллионов лет тому назад, на Земле появились крошечные частицы протоплазмы.

«Протоплазма» — это название живой материи, которая имеется и у растений, и у животных. Эти изначальные частицы протоплазмы и были, по мнению ученых, началом всех растений и живо­тных.

У частиц протоплазмы, из которых получились растения, появились толстые оболочки, и они ста­ли сосредотачиваться в одном месте. В них также выработалось зеленое вещество — хлорофилл — позволивший им получать питание из веществ, находящихся в воздухе, в воде, в почве.

Эти изначальные зеленые растения состояли лишь из одной клетки, но впоследствии они обра­зовали группы клеток. Поскольку они не были защищены от высыхания, им пришлось оставаться в воде. До сегодняшнего дня еще дожили некото­рые потомки этих первых растений, хотя, конеч­но, они и претерпели некоторые изменения. Мы называем их водорослями.

Получила развитие и группа растений, кото­рым для получения питания не требовался хлоро­филл. Незеленые растения называются грибками и включают в себя бактерии, дрожжи, плесени, грибы.

Большинство нынешних растений на Земле происходят от водорослей. Некоторые из них вы­шли из моря, и у них развились корешки, кото­рыми они смогли закрепляться в грунте. У них также появились маленькие листочки с внешним покрытием для защиты от высыхания. Из этих растений происходят мхи и папоротники.

Почти все древние растения размножались с помощью деления клеток (как бактерии или дрожжи) или спорами. Споры — это небольшие пылеобразные клетки, что-то вроде семян, но, в отличие от семян, они не содержат в себе запасов питания. Шло время, и на некоторых из растений появились цветы, из которых вышли уже настоя­щие семена.

Теперь мы довольно неплохо разобрались в развитии растений. Появились два различных ти­па растений с семенами: с защищенными и неза­щищенными семенами. Каждый из этих типов впоследствии развился по очень разным направ­лениям. Таким образом, мы проследили путь рас­тений от изначальных частиц протоплазмы до се­годняшних растений. По крайней мере, такова те­ория современных ботаников.

Земная кора — почва, по которой люди ходят и на которой живут — состоят в большой степени из кремния.

Кремний — второй по распространенности хи­мический элемент на Земле, но он никогда не встречается в свободном состоянии. Это значит, что он всегда соединен еще с одним или несколь­кими элементами. Кремний — основной элемент во всех горных породах, за исключением одной разновидности — карбонатов. Глина, например, содержит в среднем 50 процентов кремния, и мо­жете не сомневаться, что большинство камней, которые вы видите, имеют такое же количество кремния.

Кремний обнаружен на звездах и даже в рас­тениях. Самое большое количество кремния в ми­ре находится в кремнеземе, состоящем из кислорода и кремния. Кварц, яшма, опал, песок — все это разновидности кремнезема. В старину люди использовали кремнезем для изготовления стекла.

Кремний существует в двух видах: кристалли­ческом и в виде порошка. Чистый кремний не на­ходит широкого применения, поэтому его редко производят. А вот различные кремниевые соеди­нения используются во многих отраслях.

При соединении песка с коксом образуется карбид кремния, который обычно называется кар­борундом. Это чрезвычайно твердое вещество и используется для шлифования и полировки ме­таллов.

Еще кремний добавляется в сталь, поскольку он придает стали многие полезные качества. В стали может содержаться от 2 до 6% кремния. Когда сталь используется при изготовлении хими­ческого оборудования, в ней содержится 6% кремния, вследствие чего она гораздо лучше про­тивостоит коррозии, чем любая другая сталь.

Когда в стали 2% кремния, она становится не­заменимой для электрооборудования, поскольку в этом случае требуется меньше энергии, чтобы на­магнитить сталь. Кремниевые соединения широко используются и в химической промышленности для разнообразных нужд.

Магний — один из самых удивительных метал­лов, известных человеку. Он настолько легок, что его вес составляет лишь две трети от веса алюми­ния. Магний — самый легкий металл из использу­емых в промышленности.

Кроме легкого веса, магний имеет еще одно необычное качество. Он может гореть. Магниевые опилки или мелкие стружки очень легко загора­ются и бурно горят.

С другой стороны, свойства магния не отлича­ются от свойств других металлов. Он имеет се­ребристо-белый блеск, немного прочнее алюми­ния и быстро разъедается или изнашивается в сы­ром воздухе.

Чтобы увеличить его прочность, твердость, ус­тойчивость против коррозии, магний часто сплав­ляется с цинком, марганцем и алюминием. Маг­ниевые сплавы находят широкое применение. Из них изготовляют листы, пластины, трубы, балки и проволоку. Чрезвычайная легкость магния делает его особенно полезным при изготовлении самоле­тов и другой быстродвижущейся техники. Иногда металл в чистом виде из-за своей способности го­реть применяется в ракетах, фейерверках, в трас­сирующих пулях.

Соли магния используются в медицине и хи­мии. Горькая соль — это сульфат магния, а мо­лочко магнезии — суспензия окиси магния.

Одно время магний был лишь забавой в хими­ческих лабораториях. В 1808 году сэр Хамфри Дэйви смог выявить некоторые из его качеств, хоть и не смог получить чистый магний. Посте­пенно ученые начинали работать с этим странным металлом и узнали, как получать его в чистом виде и как его использовать в сплаве с другими металлами. Потребовалось почти сто лет, чтобы получить первый магниевый сплав.

Магний имеет настолько высокую химическую активность, что в свободном состоянии в природе не встречается. Но в сочетании с другими элемен­тами он образует больше двух процентов земной коры. Магний добывается за счет отделения его от других минералов, в сочетании с которыми он встречается в природе. В основном это магнезит, доломит, карналлит, естественные соляные рас­творы.

Никель входит в состав многих сплавов, кото­рые широко используются в сотнях промышлен­ных отраслей. Это один из самых полезных ме­таллов, известных человеку. Но в старину, когда с ним пытались работать химики, он доставлял им немало хлопот. Ведь недаром название «никель» происходит от немецкого слова, означающего «чертенок»!

Никель находят в метеоритах, и иногда — в небольших количествах — его обнаруживают в свободном состоянии. Но крупнейшие запасы ни­келя встречаются в определенных месторождени­ях, в частности в пирротитовых (пирротит — это минерал, содержащий железо, медь и никель).

Канада — крупнейший производитель никеля.

Руду, содержащую никель, обычно плавят в доменных печах, чтобы получить обогащенную смесь, которая называется штейн. Затем из этой смеси в доменной печи выплавляется никель.

Никель — это серебристый, блестящий металл, который поддается ковке, то есть легко обрабаты­вается. Вдобавок никель — один из наиболее на­магничивающихся металлов в ненагретом состоя­нии.

Мы редко видим чистый никель, за исключе­нием тех случаев, когда он используется для по­крытия других металлов. Это называется никеле­вым покрытием. Оно защищает металлы от ржав­чины и потери блеска, увеличивает их износо­стойкость.

Большая часть производимого никеля исполь­зуется в сплавах. Например, в сплаве с медью он используется для изготовления монет. Поэтому пятицентовая монетка США называется «нике­лем». В сплаве с тремя частями меди и одной — цинка никель образует светло-серебристый ме­талл, известный под названием «нейзильбер», ко­торый используется для изготовления столовых приборов и в качестве основы для посеребренных предметов.

Но таким образом используется сравнительно небольшая часть никеля. В основном он идет на изготовление сплавов со сталью, которые могут выдерживать постоянные нагрузки. Эти сплавы находят применение в строительстве мостов, же­лезных дорог, при изготовлении заклепок, котлов для локомотивов, автомобильных коробок пере­дач и осей, зубьев для ковшей экскаваторов.