Даниэ́ль Изра́иль Арнон ( англ. Daniel I. Arnon ; 14 ноября 1910 ( 1910-11-14 ) , Варшава , Польша — 20 декабря 1994 , Калифорния , США ) — американский биохимик и физиолог растений. Установил, что ферредоксин является универсальной частью фотосинтетического аппарата. В 1954 году обнаружил фотосинтетическое фосфорилирование . Вместе с Деннисом Хогландом доказали важность молибдена и ванадия для роста растений и зелёных морских водорослей . За свои достижения и большой вклад в химию был награждён множеством премий в области науки.

Юность и образование

Даниэль Арнон родился в Варшаве 14 ноября 1910 года. Он был старшим из четырёх сыновей. Семья жила в Варшаве, но проводила лето на ферме, где молодой Даниэль заинтересовался растениями и сельским хозяйством. Он был очень одарённым и рано начал учиться. Начав посещать частную библиотеку, молодой человек поразил библиотекаря, часто читая по четыре книги в день. Арнон много занимался спортом, особенно футболом. Его отец был оптовиком, после Первой мировой войны он потерял свой бизнес и стал агентом по закупкам.

После войны наступил страшный голод, из-за чего Арнон был привлечён к сельскохозяйственным работам. В 18 лет он переехал в Калифорнию . Сперва Арнон учился в местном сельскохозяйственном , где работал в апельсиновых садах южной Калифорнии. После года обучения молодой человек перешёл в Беркли . Он зарабатывал себе на жизнь случайными заработками, такими как садоводство и работа на фермах. С раннего возраста Арнон привык к тяжёлой работе. Он добровольно ушёл в армию во время Второй мировой войны и стал майором в армейском воздушном корпусе, где продолжал свою работу над культурой питательных веществ растений. Военная служба воспитала в нём самодисциплину и организованность.

Карьера в Беркли

Всю свою жизнь Арнон работал в Калифорнийском университете в Беркли . Он получил степень бакалавра в 1932 году, доктора философии в 1936 под руководством профессора . Результатом их исследования стала формула для питательного раствора (известная как раствор Хогланда ), который до сих пор используется во всём мире для выращивания растений.

В своей работе Арнон следовал двум основным принципам: многократное повторение и разработка простых экспериментов . Каждую неделю в университете Беркли проводился научный семинар, в котором активно участвовал Арнон.

Арнон внёс большой вклад в создание учебника по биологии для средней школы, в котором написал четыре главы по развитию процессов жизнедеятельности. Впоследствии этот учебник широко использовался в американских школах.

У Арнона было относительно немного аспирантов. Многие из них были из Европы и Японии . Арнон думал, что идеальным было бы иметь одного аспиранта и, возможно, трёх или четырёх научных сотрудников. В его лаборатории никогда не работало более 20 человек. Большая часть студентов и научных сотрудников, обучаемых в лаборатории, впоследствии приобрели национальную или международную известность. Большинство из них стали близкими друзьями Арнона.

В 1961 году учёный организовал кафедру физиологии клетки, где многие годы велись исследования по фотосинтезу и азотофиксации .

Научная деятельность

Минеральное питание растений (1936—1950 годы)

Его работа с Хогландом принесла Арнону международное признание. В первой части его профессиональной карьеры Арнон и его коллеги доказали важность молибдена для роста растений и ванадия для роста зелёных морских водорослей. Эти результаты привели к продвижению в исследованиях азотофиксации , в которой оба элемента играли важную роль. Было продемонстрировано, что хлоропласты используют энергию солнечного света для произведения аденозинтрифосфата (ATФ). Исследование молибдена позже нашло агрономическое применение: добавление небольшого количества молибдена к повреждённым почвам восстанавливало урожайность и резко увеличило урожаи во многих областях мира, особенно в Австралии .

Период фотосинтеза (1951—1978 годы)

Работая над питанием растений, Арнон изучал фотосинтез и в 1954 году обнаружил фотосинтетическое фосфорилирование. Он продемонстрировал, что хлоропласты используют энергию солнечного света для произведения аденозинтрифосфата (ATФ) — универсального носителя энергии живых клеток. Арнон открыл циклический тип фотофосфорилирования , в котором ATФ — единственный продукт энергетического преобразования, и нециклический тип, в котором формирование ATФ сопровождается высвобождением кислорода и генерацией восстановителя (снижение пиридиновых нуклеотидов, или НАДФ ). Арнон был первым, кто провёл полный фотосинтез вне живой клетки. Это открытие стало началом новой эпохи в фотосинтезе и сделало возможным создание систем, которые регулируют усвоение углекислого газа и путей биосинтеза основных клеточных продуктов. Несмотря на это, открытия Арнона оставались в течение многих лет или непринятыми, или непонятными. В 1962 году Арнон показал, что ферредоксин является универсальной частью фотосинтетического аппарата. Он доказал, что ферредоксин связан с формированием АТФ как катализатор циклического и нециклического фотофосфорилирования. Благодаря этой работе зелёные морские водоросли, содержащие гидрогеназу , начали использовать для производства водородного газа для энергоснабжения. Расширение нециклических экспериментов по фотофосфорилированию показало, что ферредоксин может также катализировать псевдоциклическое фотофосфорилирование. Также Арнон открыл новые виды ферредоксинов — функционально связанных белков у гетерофобных аэробных бактерий . В дальнейших исследованиях он и его коллеги обнаружили новый путь фотосинтетической ассимиляции углекислого газа у бактерий в результате возвращающего углекислотного цикла ( обратный цикл трикарбоновых кислот ).

В 1970-х Арнон выполнил обширную работу с цитохромом хлоропластов и цианобактерий . Эти усилия помогли обнаружить изменение абсорбции при 550 нм, как было позже показано, из-за акцептора кислорода выделенной фотосистемы ( фотосистемы II ). Выявление хлоропластов в мембранных железо-серных белках в Беркли и других местах вскоре способствовало появлению новой области исследований , которые привели к более глубокому пониманию процессов транспорта электронов в кислородном фотосинтезе.

Последний период жизни

До выхода на пенсию лаборатория Арнона хорошо финансировалась: он гордился тем, что эксперименты никогда не откладывались из-за нехватки денег. Особенно учёный был благодарен за поддержку, которую он получил от Национального института здоровья (его первый заочный грант), американского флота (фонды для большого оборудования) и фонда Чарльза Ф. Кеттеринга.

После выхода на пенсию в 1978 году и до конца жизни Арнон продолжал заниматься исследованиями и ежедневно писал. За последние десять лет своей жизни Арнон написал четыре небольшие статьи, включающие в себя хронику его главных открытий. Первая статья была посвящена истории открытия фотофосфорилирования, вторая — полному фотосинтезу изолированными хлоропластами, и третья — хлоропластам ферредоксина. В четвёртой он описал основы восстановительного цикла карбоновых кислот и долгую борьбу за принятие этой гипотезы научным сообществом.

Даниэль Арнон внезапно умер 20 декабря 1994 года из-за сердечного приступа , в возрасте 84 лет.

После смерти оставшиеся деньги Арнона были направлены в департамент растений и микробиологии Беркли для выплаты стипендий и проведения ежегодных лекций в память о нём. Его работы были размещены в архивной коллекции в в университетском городке Беркли. Коллекция включает в себя лабораторные журналы, слайды, плёнки и другие материалы исследований, рукописи, препринты и публикации, а также заявки на получение грантов и переиздание книг. В этом архиве немало источников, проливающих свет на историю изучения фотосинтеза в Беркли, в частности, переписка с его коллегами, среди которых такие известные учёные, как Мелвин Кальвин и Гленн Сиборг . Кроме того, члены семьи Арнона передали множество фотографий, личных документов и других памятных вещей, что позволяет представить более полную картину жизни этого человека.

Семья

У Арнона было пятеро детей: Энн Арнон Ходж, Рут Арнон Хэнхэм, Стивен Арнон, Нэнси Арнон Агнью, и Деннис Арнон и 8 внуков. Его жена, Лусил Соуле, умерла на семь лет раньше мужа.

Особенности характера

Арнон был крайне практичен, когда дело доходило до денег, и в обязательном порядке, использовал время и обстоятельства для увеличения бюджета. В отношениях с коллегами он всегда сохранял определённую формальность и поощрял тихую, профессиональную атмосферу в лаборатории. К науке он относился серьёзно. Тем не менее, ежедневные обсуждения, которые он проводил с сотрудниками лаборатории, не обходились без шуток.

Всю жизнь он любил классическую музыку, и в более поздние годы он всё больше времени уделял ей, часто слушал ночью произведения Бетховена .

Премии и почести

Даниэль Арнон был почётным членом следующих научных сообществ:

• Национальная академия наук США ;
• Шведская королевская академия наук ;
• Академия сельского хозяйства (Académie d’Agriculture de France);
• Германская академия естествоиспытателей « Леопольдина »;
• ;
• ;
• Американская академия искусств и наук ;
• Американская ассоциация содействия развитию науки (AAAS);
• Американское общество физиологов растений (вице-президент в 1950-51, президент в 1952-53 годах ).

Участвовал в создании ежегодника Annual Review of Plant Physiology .

В начале 1950-х благодаря его усилиям в журнал Plant Physiology были включены разделы о биохимии растений.

Среди его наград:

• Berkeley Citation (1985), высшая награда университетского городка, «за выдающиеся достижения и за значительную службу в университете» ;
• Премия Ньюкомба Кливленда Американской ассоциации содействия развитию науки (1940, совместно с Д. Р. Хогландом);
• Медаль Финсена Международного союза фотобиологии;
• Премия Стивена Хэйлза Американского общества физиологов растений (1966), «в честь его выдающегося вклада в развитие физиологии растений как науки» ;
• Премия Членства Чарльза Рида Барнса Лайфа;
• Премия Чарльза Ф. Кеттеринга Американского общества физиологов растений (1984) ;
• Почётный доктор университетов Бордо и Севильи ;
• Национальная научная медаль США «за фундаментальные исследования механизмов зелёных растений, использования света для производства химической энергии и кислорода, за вклад в наше понимание питания растений» (1973).

Ссылки

• (неопр.) . www.oac.cdlib.org . Дата обращения: 13 января 2019.

Примечания

Литература

• «Arnon, Daniel I(srael)». Who Was Who in America (1993—1996). New Providence, N.J.: Marquis Who’s Who. 1996. p. 9. ISBN 0-8379-0225-8 .
• Buchanan, Bob B. «Daniel I. Arnon: November 14, 1910 — December 20, 1994», National Academies Press. Accessed July 18, 2010.
• Sullivan, Walter. «Daniel Arnon, 84, Researcher And Expert on Photosynthesis», The New York Times, December 23, 1994. Accessed July 18, 2010.
• Laurence, William L. «SUN IS HARNESSED TO CREATE FOOD; Science Team on the Coast Duplicates Photosynthesis Outside Plants' Cells», The New York Times, December 30, 1954. Accessed July 18, 2010.
• «Book of Members, 1780—2010: Chapter A». American Academy of Arts and Sciences. Retrieved 25 April 2011.