Великий натуралист Чарлз Дарвин
Шрифт:
В 1857 году в течение нескольких недель Дарвин наблюдал за многоцветковой фасолью. Он ежедневно видел, что пчелы и шмели высасывали нектар через зев цветка. Но однажды он заметил, что несколько шмелей прорезывают отверстия в одном цветке вслед за другим. И на следующий день все пчелы без исключения подлетали прямо к чашечке и пили нектар через отверстия, проделанные шмелями. В Южной Америке так поступают некоторые виды колибри, иволги.
Дарвин открыл, что насекомые прогрызают цветки лишь при скученном росте растений. В саду Дарвина каждое растение обыкновенной фасоли на грядах имело много продырявленных цветков. Но три растения, случайно появившиеся в разных частях
Вот почему это происходит. Цветки растений, растущих большими массивами, хорошо заметны. Пчелы усердно посещают их и находят многие нектарники уже пустыми. Прогрызая цветок снизу, пчелы быстрее обнаруживают, имеется ли нектар, и, если имеется, добывают его скорее, чем проникая через зев. Продырявленные цветки остаются неопыленными.
Семена дадут только способные к самоопылению растения. Потомство будет слабым. Число особей сократится.
Пчелы будут сокращаться численно за отсутствием достаточного количества нектара. Вместо массивов растений этого вида появятся редкие экземпляры. Тогда пчелы станут добывать нектар нормальным путем. «В этом случае будет образовываться больше семян, и сеянцы, являясь продуктом перекрестного опыления, будут отличаться мощностью, — говорит Дарвин, — так что вид будет стремиться численно возрастать, чтобы затем снова подвергнуться задержке в своем численном возрастании, как только растение опять будет расти сплошными массами».
Незадолго до смерти, 6 февраля 1882 года, Дарвин пишет предисловие к немецкой книге «Оплодотворение цветков» Германа Мюллера, набрасывая в нем программу дальнейших исследований в этой области.
Это как бы его завещание будущим ученым.
Надо изучать биологию растений с мелкими цветками, которых не посещают дневные насекомые. Возможно, они опыляются ночными насекомыми? Надо изучать разнообразие пестиков и тычинок у некоторых видов. И особенно важно — продолжать изучение различий самоопыляющихся и перекрестно опыляющихся растений.
Дарвин был совершенно прав. Самоопыление не только снижает урожай, но через ряд лет приводит сорт к полному вырождению.
С каждым годом растения становятся всё более и более низкорослыми, чахлыми; урожаи падают. Через тридцать-сорок лет сорта самоопылителей приходится заменять новыми. Много ценных сортов пшеницы утрачено из-за вырождения вследствие длительного самоопыления.
Для улучшения растений-самоопылителей теперь применяют искусственное внутрисортовое скрещивание. Пыльца одного растения переносится на плодник другого растения того же сорта. Семян получается значительно больше.
Изучение биологии цветения подсказало приемы дополнительного опыления и для растений перекрестно опыляющихся. По утрам, после спада росы над полем ржи протягивают длинную веревку. При помощи ее, медленно передвигаясь, колхозники сбивают пыльцу. Она полнее высыпается из пыльников тычинок и больше попадает на рыльца пестиков.
Таким же образом доопыляют ценнейшую кормовую и продовольственную культуру — кукурузу. В жаркую засушливую погоду пыльца гибнет через несколько часов. Человек облегчает пыльце дорогу к женскому соцветию — початку. Он сбивает пыльцу с метелок веревкой. Иногда пыльцу собирают в «кульки» из бумаги и потом стряхивают над початком. Искусственное доопыление увеличивает урожай кукурузы до десяти центнеров с гектара.
Применяют также искусственное доопыление огурцов.
Это практическое направление было указано Дарвином, так как он первый многими опытами выяснил, что перекрестное опыление значительно повышает урожай.
Труд Дарвина вызвал тысячи научных исследований по биологии цветения,
«Ярко встает в памяти образ отца, подсчитывающего с помощью лупы семена, — вспоминает Френсис Дарвин, — с веселостью, необычной при столь механической работе, как подсчет. Я думаю, что каждое семечко представлялось ему маленьким кобольдом [37] , пытавшимся подшутить над ним, прыгнув не в ту кучку или даже совсем удрав».
37
Кобольд — горный дух в сказках.
При помощи подсчета семян Дарвин разъяснял биологический смысл строения растений.
Для него было ясным, что перекрестное опыление всего лучше обеспечивается у растений с однополыми цветками, содержащими одни тычинки или одни пестики.
Но встречается множество растений с двуполыми цветками. Как же обеспечивается перекрестное опыление у них? На этот вопрос Дарвин также дал ответ.
Как-то летом, вскоре после возвращения из путешествия, он заметил, что в одних обоеполых цветках желтого льна — длинные столбики и короткие тычинки, в других — длинные тычинки и короткие столбики. Дарвин решил, что это случай изменчивости, не имеющий значения.
Прошло несколько лет, и в 1841 году Дарвин прочитал книгу Шпренгеля «Раскрытая тайна природы в строении и оплодотворении цветов».
Дарвин был поражен, прочитав у Шпренгеля, что существуют растения с обоеполыми цветками двух типов, наподобие того, что нашел он у желтого льна.
Не менее поражен был Дарвин открытием Шпренгеля того, что в обоеполых цветках разновременно созревают тычинки и пестики. Почему? Шпренгель отвечал: «…по-видимому, Природа не хочет, чтобы какой-либо цветок опылялся своею собственной пыльцой».
«Природа не хочет?..» — творец «Происхождения видов» не мог с этим согласиться. Но сами факты, открытые Шпренгелем, очень заинтересовали его. Нужен был эксперимент для проверки их.
Семнадцать лет Дарвин собирает материал из окружающей природы, выписывает его из Бразилии, Северной Америки, с острова Цейлон, получает из Кью, разыскивает сведения в журналах и другой литературе.
Дарвин ставит опыты, наблюдает, получает семена, подсчитывает их: «Мне кажется, ничто во всей моей научной деятельности не доставляло мне такого удовлетворения, как разъяснение смысла строения этих растений».
Он начинает работу с изучения примул. В то время эти растения широко входили в английскую садовую культуру, а в природе много встречалось диких видов.
Из книг Дарвин узнал, что цветки примулы имеют разницу в длине тычинок, а исследуя цветки примулы, Дарвин нашел и другие различия.
В этом легко убедиться каждому. Примулу можно найти весной на лугах; она зацветает очень рано золотисто-желтыми цветками, собранными зонтиком на длинном цветоносе. Листья примулы продолговатые, сморщенные, волнистые по краям, бархатистые. Осторожно иглой или булавкой надо разорвать сросшийся венчик цветков с нескольких примул, рассмотреть тычинки и пестик. В цветках одних примул пестик значительно короче тычинок, рыльце гладкое, пыльца крупная, зев венчика короткий. В цветках других примул пестик возвышается над тычинками, рыльце шероховатое, пыльца мелкая, трубочка венчика длинная.