Лекция 8


вернуться в оглавление раздела...

К.А. Тимирязев. Жизнь растения, М., 1936. OCR Biografia.Ru

ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТЕНИЙ БЕСПОЛОЕ И ПОЛОВОЕ. - ЦВЕТОК. - СУЩЕСТВЕННЫЕ ЧАСТИ ЦВЕТКА - ЯИЧКО И ЦВЕТЕНЬ. - ОПЛОДОТВОРЕНИЕ.— ОПЛОДОТВОРЕНИЕ У ПРОСТЕЙШИХ РАСТЕНИЙ.— ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ОПЛОДОТВОРЕНИЕ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ.- ЗНАЧЕНИЕ ТАК НАЗЫВАЕМЫХ НЕСУЩЕСТВЕННЫХ ЧАСТЕЙ ЦВЕТКА.- САМООПЛОДОТВОРЕНИЕ И ПЕРЕКРЕСТНОЕ ОПЛОДОТВОРЕНИЕ.- ЗНАЧЕНИЕ ВЕТРА И НАСЕКОМЫХ.- ЧАСТИ ЦВЕТКА, СЛУЖАЩИЕ ПРИМАНКОЙ ДЛЯ НАСЕКОМЫХ.— ОСОБЫЕ ФОРМЫ ЦВЕТКОВ,ПРИСПОСОБЛЕННЫЕ ДЛЯ ПЕРЕКРЕСТНОГО ОПЛОДОТВОРЕНИЯ ПРИ ПОСРЕДСТВЕ НАСЕКОМЫХ.— ДОЛЯ ИСКУССТВА В ОБРАЗОВАНИИ КУЛЬТУРНЫХ ПОРОД.— ЗНАЧЕНИЕ ОТБОРА,— НЕДОСТАТОЧНОСТЬ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ О СУЩНОСТИ ПОЛОВОГО ПРОЦЕССА. - РАЗНООБРАЗНЫЕ ФОРМЫ ПЛОДА И РАЗНОСКА ИХ ВЕТРОМ, ВОДОЙ И ЖИВОТНЫМИ.- ЖИВОРОДЯЩИЕ РАСТЕНИЯ. - РАЗБРАСЫВАНИЕ СЕМЯН: ЖЕЛТАЯ АКАЦИЯ, НЕДОТРОГА И БЕШЕНЫЙ ОГУРЕЦ.- РАЗНОСКА ПЛОДОВ ВЕТРОМ: ХОХЛАТКИ И КРЫЛАТКИ,— РАЗНОСКА ВОДОЙ: КОКОСОВЫЙ ОРEX.— РАЗНОСКА ЖИВОТНЫМИ: ПЛОДЫ ЦЕПКИЕ И ПЛОДЫ СЪЕДОБНЫЕ. - ОМЕЛА. — ЗАДЕЛКА В ПОЧВУ: ЛИНАРИЯ ЦИМБАЛЯРИЯ, КОВЫЛЬ,— ОБЛАДАЕТ ЛИ РАСТЕНИЕ РАЗУМОМ?

В явлении роста питательные вещества, затраченные на построение твердых частей растения, достигают своего окончательного назначения. Существование растения сводится, таким образом, к питанию и росту. Растение питается для того, чтобы расти, растет для того, чтобы питаться, т. е. увеличивать поверхность принимающих пищу органов. Эти два совместные процесса могут длиться очень долго, у некоторых растений тысячелетиями, но тем не менее, им наступает предел, хотя, собственно говоря, мы не в состоянии объяснить себе необходимость подобного предела, мы не в состоянии понять, почему бы один и тот же растительный организм не мог существовать неопределенно долгое время. В самом деле, представим себе растение, которое образовало бы надземные плети, подобно землянике, или подземные стебли, так называемые корневища, подобно пырею: эти новые части будут разбегаться в стороны, захватывая все более и более значительную площадь; старые части могут отмирать; при этом порвется связь между молодыми частями, они разъединятся, но, тем не менее, это будут части одного и того же растения, которое, разрушаясь с одного конца, продолжает расти с другого. Или возьмем другой пример из древесных растений. Известная индийская смоковница способна из своих далеко распростертых ветвей выпускать придаточные корни, которые, достигая земли и утолщаясь, подпирают эти ветви наподобие столбов, доставляющих им одновременно и опору и необходимую пищу. Таким образом, одно дерево может покрывать целые десятины. Здесь также главный ствол мог бы разрушиться, но это, казалось бы не мешало укоренившимся ветвям продолжать свое существование неопределенное время. И подобным разрастанием еще не ограничивается способность растения к размножению; она проявляется и в другом виде. Целые части растения, например, стебли с листьями, могут принимать особую форму и в таком виде совершенно отделяться от произведшего их растения; таковы, например, луковички, появляющиеся в углах листьев лилии, или клубни, появляющиеся на подземных стеблях картофеля и в которых мы можем видеть только видоизменившиеся ветви. Все происшедшие из этих органов растения мы вправе рассматривать, как отделившиеся и обособившиеся разветвления одного и того же растения, как последствия его быстрого и своеобразного разрастания. Казалось бы, этих и подобных им способов так называемого растительного размножения вполне достаточно для того, чтобы обеспечить жизнь одного существа на безгранично долгое время. Оказывается, что нет; оказывается, что растительная жизнь не может тянуться беспредельно в одном непрерывном направлении; время от времени она должна прерывать свое течение, восходить вновь к своим истокам для того, чтобы, начиная с самого начала, с первой клеточки, вновь пролагать тот же путь, в том же порядке последовательности. Одним словом, в жизни растений, как и в жизни животных, мы замечаем необходимую смену поколений, неизменное чередование различных ступеней развития, которые мы называем возрастом. Мало того, оказывается, что при этом периодическом обновлении в образовании нового организма должно участвовать не одно, а два существа. Это—явление брака. Брак на всех ступенях органической лестницы, начиная водорослью и кончая человеком, представляет одно и то же явление; это—слияние двух существований, двух жизней, в ближайшем смысле—двух клеточек в одну.
В этом выводе, что для поддержания растительной жизни необходимо периодическое обновление ее путем брака, нас убеждает тот факт, что, кроме самых низших представителей растительного царства, стоящих, так сказать, на пределе организации, нам не известна ни одна растительная группа, которая поддерживала бы свое существование исключительно процессом растительного, или, как его также называют, бесполого размножения, которая не представляла бы рядом с этим процессом и другого, т. е. процесса полового размножения или брака.
Посмотрим, в какой же форме обнаруживается это явление брака в растительном царстве.
Первоначально существование двух полов было замечено только у некоторых растений, у тех именно, которые снабжены цветами, откуда и название явнобрачных, данное им в XVIII столетии Линнеем, в отличие от остальных, названных им тайнобрачными. В настоящее время название тайнобрачных растений утратило смысл, так как явление брака найдено во всех классах растений, кроме самых простейших организмов, где его, может быть, действительно не существует.
Мысль, что в цветке должен совершаться тот процесс, который мы называем браком, и что результатом этого процесса являются плод и семена, т. е. молодое зачаточное растение,— мысль эта должна была возникнуть очень давно, но как определенное научное учение, она не насчитывает еще двух веков.
На эту мысль должны были навести такие растения, у которых существуют двоякого рода цветы, размещенные на различных особях; таковы многие деревья, например, наши ивы, осины, можжевельник, такова конопля, мужские растения которой получили даже особое народное название—посконь. Все эти растения приносят и такие цветы, которые дают плод и семя, и такие, которые, заключая только тычинки, не превращаются сами в плод, но необходимы для того, чтобы вызвать это образование плода в других цветах. Первым растением, обратившим на себя в этом отношении внимание человека, была, по всей вероятности, финиковая пальма; по крайней мере повествуют, что уже на рынках Вавилона и позднее у арабов продавались мужские соцветия этой пальмы, которые покупателями развешивались между женскими соцветиями для их опыления, так как было замечено, что это способствовало более обильному сбору плодов. Женскими цветками мы, значит, называем такие, в которых заключается плодник, по отцветении превращающийся в плод; мужскими — называем такие цветы, которые заключают только тычинки, приносящие плодотворную пыль, пыльцу или цветень, и по отцветении завядают. Однако, далеко не у всех растений мужские и женские тычиночные и плодниковые цветы размещены на различных неделимых; у многих они собраны на одном и том же растении, каковы: береза, дуб, сосна, маис; наконец, у значительного большинства растений и тычинки, и плодники соединены в одном цветке, т. е. цветки обоеполые. Таков цветок, изображенный на фигуре 65.
Посмотрим, чем же выражается участие тычинки в образовании плода. Тычинка, как мы уже видели в первой лекции, в наиболее совершенной своей форме представляет более или менее развитую нить, на конце которой прикреплены два продолговатые мешочка, лопающиеся продольной щелью и высыпающие пыль, обыкновенно желтого цвета. Каждая такая пылинка представляет клеточку, чаще всего шаровидную, с двойной оболочкой: наружной—толстой и обыкновенно очень нарядной, и внутренней—более тонкой и простой. В наружной обыкновенно бывают отверстия или иногда места, закрытые как бы заслоночками, которые могут отскакивать. Пестик в самой простой и правильной форме имеет вид бутылочки (фиг. 65 и 66). Его расширенная, внутри полая часть—завязь—заключает яички: одно, несколько, нередко множество, как, например, у мака. Вытянутая часть — столбик — редко содержит внутри канал, обыкновенно же он сплошной, но ткань его рыхлая, губчатая; клеточки ее не плотно прикасаются, оставляя промежутки. Этот столбик оканчивается на верхушке более расширенной частью—рыльцем, имеющим форму тупой пуговки, щитка, перышка, одним словом, самую разнообразную форму. Поверхность рыльца обыкновенно покрыта короткими ворсинками и выделяет липкую жидкость. Яичко, сидящее в полости завязи, если его перерезать вдоль, представит нам такое строение: средняя часть, так называемое ядро, окружена двумя оболочками, через которые до самого ядра проходит канал; канал этот может быть обращен или вверх, как в настоящем случае, или вниз. В верхней части ядра, т. е. ближе к каналу, обращает на себя внимание одна очень крупная клеточка, получившая название зародышевого мешочка (фиг. 66), так как в ней, как сейчас увидим, появляется и развивается зародыш растения. Таково в общих чертах строение этих двух органов цветка: тычинки и пестика. Самые существенные их части—яичко, подлежащее оплодотворению, и крупинка пыльцы, вызывающая оплодотворение. Для того, чтобы состоялось оплодотворение, крупинка пыльцы должна прежде всего попасть на поверхность рыльца, где она легко удерживается его ворсинками и липкой жидкостью. Какими средствами это достигается в природе, мы увидим впоследствии; при искусственной же культуре, в садоводстве, нередко оказывается полезным переносить пыльцу на рыльце посредством кисточки. Что же произойдет далее? Ведь от поверхности рыльца до яичка еще далеко, каким же образом влияние цветня сообщится этому последнему? Вопрос этот давно занимал ботаников и породил сначала целый ряд более или менее неудачных догадок. Полагали, что крупинки проваливаются в завязь; полагали, что они лопаются на рыльце и выпускают свое содержимое, которое достигает яичка; полагали, наконец, что они действуют на расстоянии какими-нибудь летучими испарениями. Все эти догадки оказались бесплодными, пока, наконец, точное микроскопическое исследование не разрешило вопроса.
Когда крупинка цветня попадает на рыльце или в какую-нибудь подходящую жидкость, например, в раствор сахара (но не в воду, где она обыкновенно лопается), то она начинает прорастать, т.е. через отверстие наружной оболочки выпускает внутреннюю, в виде трубки. В эту трубку переливается содержимое, и она продолжает расти на вершине, достигая, таким образом, значительной длины. Вырастая с переднего конца, она нередко отмирает с заднего. Эти так называемые цветневые трубочки пролагают себе путь в рыхлой ткани столбика, путь иногда довольно длинный, как, например, у кактуса, у которого столбик имеет несколько дюймов в длину. Проникнув в полость завязи, где они попадают на входное отверстие яичка, чрез канал пробираются до ядра и прикладываются к зародышевому мешочку. Цветневые трубочки попадают в канал яичка, конечно, почти случайно, но эта случайность встречается очень часто, так как число цветневых трубочек, проникающих в завязь, обыкновенно значительно. Существуют, впрочем, наблюдения, будто цветневые трубочки, прорастая под микроскопом, направляются к кусочкам ткани рыльца или столбика, помещенным по соседству с ними. Эта ткань действует, повидимому, и тогда, когда была предварительно умерщвлена кипячением. Новые исследования показывают, что такое же притяжение на трубочки могут оказывать и некоторые вещества, как, например, комочки диастаза, так, что в этом притяжении нет повода видеть что-нибудь таинственное. В ядре, между тем, произошло следующее. В верхней части зародышевого мешка из его протоплазмы образуются обыкновенно три клеточки. Клеточки эти лишены оболочки из клетчатки и, следовательно, представляют нам только шарообразные комки густой протоплазмы с ядром; одну из них называют зародышевым пузырьком или яйцеклеткой, так как это действительно первое начало будущего зародыша растения, это, следовательно, та искомая первая клеточка, из которой, как мы сказали, состоит вначале всякое растение, не только споровое, но и семенное*. Зародышевый пузырек помещается в самой верхней части зародышевого мешка, так что кончик цветневой трубочки, проникшей через канал яичка до его ядра, приходит в тесное прикосновение с пузырьком.
Исследования последних лет показали, что самый акт оплодотворения заключается в том, что ядро, образующееся в конце цветневой трубочки, чрез ее размягченную или растворенную стенку проскользает в зародышевый мешочек (стенка которого также размягчается или растворяется) и сливается с ядром зародышевого пузырька, причем крайне любопытно, что на образование ядер, как мужского, так и женского, идет половина хроматинного вещества, т. е. половинное число палочек, так что образующееся чрез их слияние первое ядро зародыша состоит наполовину из хроматина отцовского, наполовину из хроматина материнского организма. В этом факте с особенной наглядностью выясняется, почему свойства родителей сливаются в их потомстве. У простейших—не цветковых—растений, как вскоре увидим, мы в состоянии еще легче непосредственно убедиться в этом слиянии вещества мужской и женской клеточки. Сущность же этого явления, химизм этого процесса для нас почти неизвестен. В содержимом крупинок цветня открыт фермент, и, сверх того, известно, что в эпоху опыления в цветах проявляется усиленная химическая деятельность, они жадно поглощают кислород, выдыхают углекислоту, и это дыхание сопровождается заметным повышением температуры всего цветка, в особенности же тычинок.
Как бы то ни было, результатом этого слияния является пробуждение образовательной деятельности в зародышевой клетке. Она облекается оболочкой из клетчатки, получает перегородку, превращаясь из одной в две клеточки. За первой перегородкой следует вторая, третья и т. д.,—образуется многоклеточное тело, которое, разрастаясь, превращается в зачаточное растеньице, в зародыш, с которым мы познакомились уже в первой беседе, говоря
---------------------------------------------
*См. I лекцию. Значение двух клеточек, сопровождающих зародышевый пузырек, еще не выяснено удовлетворительным образом. Зародышевый пуэырек теперь чаще называют яйцеклеткой или даже яйцом; но тогда выходило бы, что яйцо заключено в яичке,—во избежание этого неудобства я предпочитаю сохранить старый термин, более согласный с первоначальным представлением, что зародыш заключен в яйце.
---------------------------------------------
о семени. Иногда в семени является несколько зародышей. Последний случай сравнительно редок. Несколько зародышей находится, например, в семенах апельсина, но происходят они, невидимому, совершенно особым образом, на описании которого здесь было бы излишне останавливаться. Одновременно с развитием зародыша в других частях яичка, в зародышевом мешочке и ядре, отлагается запас питательных веществ; это будет та часть семени, которую мы назвали белком*. Белок, как запас пищи, может быть всосан зародышем или во время нахождения семени при материнском растении, и тогда зрелое семя уже не содержит белка, оно будет безбелковое, каковы семена гороха, бобов, или же большая часть белка сохранится в зрелом семени, как, например, у злаков гречихи, мака и пр.
Развитием зародыша, превращением яичка в семя не ограничивается влияние оплодотворения,—оно распространяется и на плодник; развиваясь и разрастаясь, он превращается в плод.
Такова в самых общих чертах форменная, морфологическая, единственная нам до сих пор известная сторона этого явления оплодотворения. Для дополнения картины посмотрим, как совершается этот процесс на другом полюсе растительного царства, у самых простейших растений — у водорослей, например, или у плесени.
Вот микроскопическая водоросль, уже нам знакомая спирогира, с ее характеристическими спиральными лентами хлорофилла (фиг. 67, справа). В известный момент развития этого организма составляющие его нити принимают параллельное положение, как это видно на рисунке. В некоторых клетках содержимое собирается в круглые или овальные клубки, и в то же время на двух смежных клеточках образуются вздутия стенки. Эти бугорки растут навстречу, сталкиваются, разделяющая их перегородка всасывается, исчезает, и тогда содержимое двух клеточек сливается в одну массу, причем совершенно безразлично, перельется ли содержимое из левой нити в правую или наоборот. Образовавшаяся таким образом округлая масса получает оболочку и превращается в спору, которая, освободившись, может прорасти и дать начало новому организму, новой нити спирогиры.
----------------------------------
* См.III лекцию.
----------------------------------
Здесь мы, следовательно, встречаем процесс оплодотворения в крайне простой форме: две клеточки сливаются, чтобы дать н ачало одной, которая и служит для воспроизведения организма. В еще простейшей форме встречаем мы это явление в следующем микроскопическом грибке—плесени. Он состоит из одной тонкой, очень разветвленной трубочки (фиг. 67, слева), в которой нигде мы не замечаем поперечных перегородок,—значит, весь организм состоит из одной клетки. В некоторых местах этой клеточки появляются короткие ветви, вытягивающиеся навстречу друг другу. Когда они прикоснутся, конец каждой ветви отделяется перегородкой и вздувается, перегородка, разделяющая их между собой, исчезает, и содержимое, сливаясь, образует одну клетку — спору.
Таким образом, простейшие споровые растения, так же, как и цветковые, показывают, что явление оплодотворения заключается в соединении содержимого двух клеточек, и даже у споровых растений это явление обнаруживается с большей очевидностью, так как мы непосредственным наблюдением легко убеждаемся в этом слиянии двух клеточек. В описанных простейших случаях мужская и женская клеточки с виду нисколько не отличались, хотя при более тщательном изучении их строения удалось подметить и в них различия, но в других более сложных случаях у споровых растений мужская клеточка отличается совершенно и по виду, и по свойствам от женской. Между тем как женская неподвижна, мужская движется наподобие какого-нибудь микроскопического животного, проникает в орган, заключающий женскую клеточку, и, сливаясь с ней, как бырастворяясь в ней, вызывает ее оплодотворение*.
Экспериментальным путем мы еще более убеждаемся в действии цветневой пыли на яичко. Во-первых, мы знаем, что если рыльце не будет опылено, то цветок завянет, не принеся ни семян, ни плода; далее, заставляя непосредственно под микроскопом цветневые трубочки действовать на вынутые из завязи яички, можно было заметить, что только в том случае, когда первые приходили в соприкосновение с последним, обнаруживалось последствие оплодотворения. Наконец, всего убедительнее доказывают участие мужского элемента опыты искусственного получения помесей. Если пестики какого-нибудь цветка опылять цветнем, взятым не из того же самого цветка, а из другого, отличающегося от него, например, окраской лепестков, то можно получить растение с цветами пестрыми, т. е. представляющими и цвет лепестков того цветка, пестик которого оплодотворен, и цвет лепестков того цветка, из которого взята цветочная пыль. Очевидно, влияние мужской клеточки отразилось на происшедшем вследствие оплодотворения растений.
Для осуществления необходимого опыления растения снабжены множеством любопытнейших приспособлений. Остановимся на нескольких примерах. Вот одно незамечательное по своей внешностц растение (Pilea), разводимое в наших оранжереях ради следующей любопытной особенности. Когда оно цветет и усеяно множеством своих маленьких, невзрачных цветков, стоит его спрыснуть водой,
---------------------------------------
* В 1897 г. такие подвижные клеточки найдены и в цветневых трубочках семенных растений.
---------------------------------------
чтобы заметить странное явление: на поверхности растения то там, то сям, как бы вследствие небольших взрывов, начнут взвиваться небольшие облачка пыли. Явление это объясняется так: тычинки этого растения, закрученные внутрь цветка и очень гигроскопические, быстро, как пружины, расправляются и выбрасывают пыль из своих лопнувших пыльников. Таким образом, разбрасываемая во все стороны пыль легко попадает и на рыльца. Приведем еще пример, но на этот раз остановимся на растении, живущем в совсем другой среде,— на растении водяном. Всем любителям комнатных аквариумов знакома самая обычная обитательница их— валиснерия; у этой вадиснерии тычинки и пестики находятся в разных цветках, а эти последние размещены на различных растениях (фиг. 68). Как мужские, так и женские цветки развиваются под водой. Но оплодотворение под водой невозможно; садовники, например, знают, что дождь во время цветения препятствует оплодотворению, так что при таких условиях не завязывается плод, получается пустоцвет. Для того, чтобы оплодотворение валиснерии могло совершаться на воздухе, это растение снабжено следующим довольно замысловатым приспособлением. Женские цветки (слева) сидят почти на дне на очень длинных, закрученных тесной спиралью, ножках. Ко времени цветения эти ножки начинают раскручиваться и расти и, таким образом, выносят женские цветки на поверхность воды. К этому же времени и мужские цветки (справа), также развивающиеся на дне, отрываются от своих стебельков и всплывают на поверхность воды. Плавая между женскими цветами, они раскрывают свои пыльники и рассыпают по ветру свою пыль, причем часть ее, конечно, попадает и на рыльца. Когда миновал период цветения, цветочная ножка женского цветка вновь закручивается, увлекая оплодотворенный цветок на дно, где и происходит дальнейшее развитие плода.
Для нас теперь вполне понятно значение в жизни растения главных частей: цветка—крупинки цветня и яичка; понятны и только что описанные приспособления, клонящиеся к тому, чтобы способствовать взаимодействию этих органов. Но затем рождается вопрос: какое же значение имеют остальные части цветка? К чему служат чашечки? К чему этот плодник, только затрудняющий доступ цветня к яичкам? К чему яркие, нередко причудливой формы, лепестки? К чему этот аромат, распространяемый цветами, и, наконец, эта сладкая, похожая на мед, жидкость, которую выделяют на дне своих венчиков знакомые нам с детства кашка, глухая крапива и множество других цветков? Постараемся найти ответы на все вопросы. Понятнее всех значение чашечки и плодника. Первая, подобно наружным чешуйкам листовых почек, охраняет во время развития внутренние, более важные органы цветка, второй играет такую же роль по отношению к заключенным в нем яичкам. В только что упомянутых опытах оплодотворения яичек, освобожденных от завязи, исследователь встречал значительное затруднение в борьбе с мелкими паразитными организмами, этими бактериями, о которых приходится слышать так много страшного по поводу причиняемых ими заразных болезней. Но какое же средство употребляем мы, когда желаем сохранить органические вещества от гниения, от заражения бактериями? Мы сохраняем их в герметически закрытых сосудах или, по крайней мере, ограждаем их от доступа зародышей этих организмов, носящихся в воздухе, затыкая горлышко сосудов ватой. Полость завязи и предоставляет нам именно такой, со всех сторон глухой, сосуд, в котором яичко и семя развиваются вполне сохранно от носящихся в воздухе зародышей паразитных грибков. Можно возразить: если крупинки цветня, попадая на поверхность рыльца, прорастают и их трубки достигают яичка, то почему бы и бактериям, носящимся в воздухе, не развиться на рыльце и не достигнуть яичка? Тот же наблюдатель, которому мы обязаны только что приведенным объяснением значения завязи, объяснил и специальное значение рыльца. Крупинки цветня, развиваясь вне цветка (под микроскопом), так же, как яички, страдают от бактерий; для того, чтобы отделаться от их нападений, он попробовал слегка подкислять ту жидкость, в которой прорастал цветень. Оказалось, что эта слабокислая реакция, безвредная для крупинок цветня, препятствовала развитию бактерий. Испытав реакцию рылец, он нашел, что она кислая. Таким образом рыльце, пропуская цветневые трубочки, невидимому, устраняет доступ в завязь бактериям.
Но для чего служат растению его яркие лепестки, его запах и медоносные железки? С первого взгляда значение их исключительно эстетическое. В былое время, когда человек считал себя центром мироздания, когда даже солнце ходило вокруг него, конечно, не затруднялись допустить, что все это существует для услаждения его взоров, его обоняния и вкуса. Но с развитием естествознания подобная точка зрения все более и более утрачивала свое значение. С другой стороны, ботаники, не усматривая непосредственной пользы во всех этих частях, давно привыкли называть их несущественными и, прибегая к поэтической метафоре, видели в них только брачный наряд растений. Оказалось, что и то и другое воззрения одинаково неверны. Оказалось, во-первых, что все эти органы существуют не для человека, а для насекомых и прежде всего для самого растения; а, во-вторых, что они очень существенны, часто даже необходимы для растения, что без них и так называемые существенные части не достигали бы часто своего назначения и, наконец, что они полезны постольку именно, поскольку они ярки, пахучи, сладки, т. е. поскольку они могут служить приманкой для насекомых. Объясним, в чем дело. Нравы и законы как церковные, так и гражданские большей части народов, кроме находящихся на низшей ступени развития, осуждают, запрещают, даже преследуют браки в близких степенях родства. Медики и физиологи пытались доказать справедливость этого распространенного воззрения статистическими данными, и, действительно, существует немало фактов, доказывающих, что близкое родство между родителями вредно отражается на здоровье детей. В настоящее время мы почти не нуждаемся в подобных доказательствах, так как целый ряд исследований доказывает, что этот закон имеет более широкое приложение, что он касается не одного человека, не одного животного царства, но равно и растительного, что это закон общий для всего органического мира, и нигде не убеждаемся мы в нем с такой наглядностью, как именно над растением.
Нам известны несомненные факты, указывающие, что оплодотворение пестика цветнем, взятым из того же цветка, оказывается менее удачным, дает менее здоровое потомство, чем оплодотворение-цветнем из другого цветка. Мало того, существуют растения, у которых самоопыление абсолютно бесплодно; такова, например, хохлатка (Gorydalis) — одно из наших ранних весенних растений. Существуют некоторые растения с двоякого или троякого рода цветками, таковы: первоцвет (фиг. 69), дербенник, различные виды льна и пр. У этих цветков пестики и тычинки представляют различную величину, и притом длинные пестики встречаются в одном цветке с короткими тычинками (фиг. 69 — А) и наоборот (В). Оказывается, что для успешного оплодотворения нужно перенести на рыльце пыль из тычинки соответственной величины, следовательно, — всегда из другого цветка*. Существуют растения, у которых оплодотворение цветнем другой породы, даже другого вида, оказывается плодотворнее самоопыления. Наконец, наблюдатели, заслуживающие полного доверия, описы-
-------------------------------------
* В средине изображены крупинки цветня формы А и В; они оказываются, различной величины.
-------------------------------------
вают случаи, в которых самоопыление действует ядовито, поражая пестик: рыльце представляется как бы спаленным, и цветок завядает, не принося плода, между тем как цветень, взятый из других цветков, вызывает оплодотворение. Таким образом, многочисленные факты убеждают нас, правда, только эмпирически, в существовании общего закона, по которому перекрестное оплодотворение полезно, самооплодотворение сравнительно вредно для организма.
Раз мы допустим существование этого закона, для нас тотчас станет ясно значение множества особенностей в строении цветка, иначе непонятных. Число фактов, накопившихся в ботанической литературе в подтверждение того положения, что строение цветков приспособлено к их перекрестному оплодотворению, в особенности при посредстве насекомых, чрезвычайно велико. Остановимся здесь только на самых выдающихся чертах этого учения.
В доказательство справедливости взгляда, что яркие покровы, запах и медоносные железки имеют целью привлечение насекомых, которые, перелетая с цветка на цветок, способствуют перекрестному оплодотворению, можно привести следующие соображения. Во-первых, все эти части существуют только в период опыления и потом исчезают. Во-вторых, мы отличаем такие растения, у которых опыление совершается при посредстве ветра, и такие, у которых оно совершается при посредстве насекомых. У первых цветы всегда мелки, невзрачны, не имеют ни ярких покровов, ни запаха, ни меда. Такова большая часть древесных растений: сосна, береза, осина и пр. Зато они образуют громадную массу цветня; облака этой желтой пыли, падая на землю или поверхность воды, породили даже суеверные поверья о серных дождях. Замечательно также, что подобные растения цветут обыкновенно ранней весной, когда неразвившиеся листья не могут препятствовать распространению цветневой пыли.
Но понятно, что такая трата, по всей вероятности, дорогостоющего растению материала, неизбежная при опылении при посредстве ветра, должна быть крайне невыгодна для растения. Для него, очевидно, выгоднее производить менее пыли и вернее обеспечить ее перенесение на рыльце других растений. Эта экономическая цель, очевидно, осуществляется при содействии насекомых. Побудительной причиной, приманкой для посещения цветков служат насекомым медоносные железки, так называемые нектарники; средством для привлечения—яркая окраска, размеры цветка и его запах. Доказано, что пчелы обладают способностью различать цвета и что, смазывая медом различно окрашенные поверхности, можно приучить этих насекомых к ассоциации впечатлений известного цвета с присутствием меда. Перекрестное оплодотворение достигается разделением полов в цветке, причем тычиночные и пестичные цветки могут быть распределены на одном и том же растении или на различных; в цветах же обоеполых это достигается неодновременным развитием тычинок и пестиков, причем самооплодотворение становится невозможным. Но особенно убедительны те многочисленные случаи, в которых все части цветка по своему строению и расположению оказываются прилаженными к форме и ухваткам посещающего насекомого так, что оно, перелетая с цветка на цветок, неизбежным образом должно в одном прикоснуться к пыльнику, а в другом—тем же самым местом к рыльцу. Ограничимся несколькими примерами. Многие цветы вместо обыкновенного, правильного, лучистого расположения своих частей представляют так называемое симметрическое, т. е. такое, при котором мы отличаем правую и левую сторону, верх и низ. Примером этого могут служить так называемые-двугубые цветы (фиг. 70—2). Эта форма, очевидно, удобна для насекомых; нижняя губа служит как бы платформой или балкончиком, на который оно удобно садится, когда желает запустить свой хоботок в трубку венчика, на дне которой находится сладкая жидкость. Но при этом оно трется спинкой о пыльники (фиг. 70—1 и 2, m), а перелетая на другой цветок, опыленной спинкой трется о рыльце (р). Самоопыление в этом случае невозможно, потому что рыльце развивается позже тычинок, следовательно, может получить цветень только из другого цветка. Этого еще мало; у одного губоцветного растения, у обыкновенного шалфея, мы встречаем еще следующее замысловатое приспособление (его цветок изображен на фигуре 70—1). Тычинки представляют ту особенность, что пыльник прикреплен на оконечности длинной поперечной части, которая подвижно соединена с нитью (на фигуре 70—1 изображен цветок, расколотый по длине, ив нем одна тычинка /п, на фигуре 70—3 отдельно обе тычинки). Нижние концы этих поперечных частей загораживают вход в трубку венчика, на дне которой заключается, как уже сказано, сладкая жидкость. Как только насекомое просунет в трубку свой хоб ггок, оно толкнет эти нижние концы поперечных перекладин, которые, как рычаги, придут из положения 3 (фиг. 70) в положение 4, при этом пыльники ударяются о спинку насекомого (фиг. 70—2, m) и осыпают его своим цветнем.
Еще замечательнее способ оплодотворения в группе так называемых орхидных растений, у которых оплодотворение без участия насекомых было бы в большей части случаев невозможно, и их цветы были бы обречены на постоянное бесплодие. Цветы у этого семейства отличаются своими причудливыми формами, почему его экзотические представители и разводятся так охотно в оранжереях. Из наших дикорастущих представителей этого семейства достаточно упомянуть о ночной фиалке (Platanthera), белые, сильно пахучие цветы которой в июне месяце носят у нас везде по улицам. Представим себе подобный цветок, у которого ощипаны все лепестки (фиг. 71), кроме одного нижнего, имеющего форму губы и при основании вытянутого в глухую трубочку, так называемый шпорец (фиг. 71—mn)*. Пестик и тычинка этого цветка также совершенно своеобразны: пестик состоит из длинной, закрученной завязи (3), наверху которой, прямо без столбика, сидит рыльце, имеющее форму липкого пятна у самого входа в трубку шпорца (р). Тычинка не имеет нити, а состоит из одного пыльника (n), сидящего непосредственно по соседству с рыльцем. Этим не ограничиваются особенности этого растения. Цветень не имеет формы рассыпчатой пыли, а собран в каждой из двух долей пыльника в комочек, вытянутый в ножку, снабженную на конце очень липкой пуговочкой (фиг. 71—2). Вследствие того, что цветень сам не рассыпается, понятно, что, несмотря на близкое соседство, он без посторонней помощи не мог бы попасть даже на рыльце того же цветка, не говоря уже о других. Эту помощь и оказывает насекомое. Садясь на губу (г,) оно запускает хоботок в трубку шпорца, на дне которого, обыкновенно, как это особенно хорошо видно у ночной фиалки, выделяется сладкая жидкость; при этом насекомое неизбежно прикасается к липкой пуговочке, выставляющейся из пыльника, и, улетая с цветка, уносит с собой всю пыльцевую массу. Это устройство цветка до того точно и действует так безошибочно, что нельзя просунуть в шпорец иголку или щетинку по направлению, показанному стрелкой (фиг. 71—1), не вынеся на ней пыльцевую массу, как показано на фигуре 71—3. Первоначально эта масса пыли имеет вертикальное положение, но через несколько минут наклоняется вперед (фиг. 71—3). То же самое должно происходить и с пыльцевой массой, прильнувшей к насекомому. Перелетев на другой цветок, повторив там тот же прием, оно должно упереться пыльцевой массой как раз в липкую, поверхность рыльца (р) и оставить там часть цветня. Доказательством тому, что в действительности все происходит, как описано, служат насекомые, пойманные во время посещения ими цветов, на хоботке или головке которых оказываются прильнувшие массы цветня, иногда в значительном числе. Значит, оплодотворение подобных цветов будет совершаться не иначе как при содействии насекомых и будет всегда полезное для растения, перекрестное оплодотворение; понятно, какое значение имеет для жизни растения именно такая, а не иная форма всех частей его цветка.
Приведем еще один разительный пример, в котором все части цветка также, невидимому, приспособлены к той же цели, к перекре-
------------------------------------------
* Представляет цветок орхидеи, у которого удалены вге лепестки кроме губы, которая расколота пополам, чтобы показать вход в шпорец и положение рыльца.
------------------------------------------
стному оплодотворению при содействии насекомых. Это растение — кирказон (Aristolochia). Его бледножелтые цветы представляют трубчатый, при основании шарообразно вздутый, на вершине несколько расширенный и косвенно срезанный венчик (фиг. 72). Длинная, заключающая множество яичек завязь (фиг. 72), непосредственно, без столбика, переходит в сидячее, лопастное рыльце. Под самым рыльцем, сросшись с пестиком, расположились тычинки, также сидячие, т. е. лишенные нитей. Узкая трубка венчика усеяна жесткими волосками, обращенными, как показано на рисунке, вершиной внутрь (фиг. 72, верхний разрез) и напоминающими устройство мышеловок. Благодаря такому положению волосков, насекомое легко заползает во внутренность цветка, но уже не в состоянии выползти, — цветок оказывается для него западней, в которой оно находит уже развившиеся, готовые для оплодотворения, рыльца и еще неразвившиеся тычинки. Если насекомое прилетело с другого цветка, то оно оставляет на рыльце пыль. После некоторого времени дозревают и лопаются пыльники, насекомые беспокойно снуют взад и вперед в своей тюрьме (72, верхний разрез), обсыпаются пылью, но эта пыль, попадая на рыльце, не вызывает самооплодотворения, так как рыльце уже завяло. Вскоре завядают и опадают волоски венчика (72, нижний разрез), двери его тюрьмы раскрываются, и насекомое, напудренное цветнем, вылетает для того, чтобы на следующем цветке попасть в такую же западню. Затем наружная лопасть венчика, завядая, закрывает входное отверстие (72, нижний разрез), и весь цветок, прежде имевший вертикальное положение, поникает (72, верхний рисунок). Таким образом, насекомые избавляются от бесполезного посещения уже оплодотворенных цветов. И это приспособление действует так же успешно, как и механизм оплодотворения орхидных, так что по внешнему виду цветка можно почти безошибочно сказать, найдешь ли в нем захваченных в плен насекомых или нет. Число этих насекомых, подвергающихся временному аресту в одном цветке, бывает нередко значительно.
Следовательно, в яркой окраске венчика, в его своеобразных формах, в медоносных железках—этих так называемых несущественных частях цветка,— мы, несомненно, должны видеть очень совершенные приспособления цветка к указанным потребностям растения. Для того же, по всей вероятности, служит и запах; подобно цвету, он способствует привлечению насекомых. Замечено даже, что цветы, распространяющие особенно сильный аромат ночью, посещаются ночными насекомыми. Впрочем, выделение летучих ароматических веществ может иметь и другое значение для растения. С одной стороны, известно, что для цветения растения нуждаются в более или менее высокой температуре, что отчасти достигается упомянутым выше повышением температуры вследствие дыхания, но, с другой стороны, известно, что в ясные, тихие ночи растения подвергаются значительному охлаждению вследствие сильного лучеиспускания. Для устранения подобного охлаждения достаточно покрывать растения стеклянным колпаком, который, задерживая испускаемые растением лучи, препятствует излишнему охлаждению. Но совершенно таким же свойством, как стекло, обладают и все летучие тела, подобные цветочным испарениям: они сильно задерживают лучистую теплоту. Для того, чтобы убедиться, как значительна эта атмосфера летучих, так называемых эфирных масел, окружающих пахучие растения, стоит в тихий, летний вечер поднести зажженную спичку к сильно пахучему цветку Dictamnus, и мы с удивлением заметим, как сначала этот цветок, а вслед за ним и весь усыпанный цветами кустарник охватится синеватым пламенем. Это горят пары пахучего эфирного масла, выделяемого железками, которыми покрыты цветочные органы этого растения. Следовательно, в тихие, ясные летние ночи, т. е. именно тогда, когда грозит опасность от охлаждения вследствие лучеиспускания, цветы бывают окружены, как бы прозрачным облачком, атмосферой этих испарений, которые, перехватывая излучаемую цветами теплоту, наподобие стеклянного колпака, охраняют их от излишнего охлаждения*.
Итак, к ряду разочарований, которые естествознание принесло самолюбию человека с той минуты, когда оно доказало, что не солнце вращается вокруг него, а он — вокруг солнца, присоединяется еще новый удар: этот пестрый ковер цветов, блещущих всеми красками радуги, разливающих тончайшие ароматы, существует не для него, царя природы, а для каких-то мошек и букашек и прежде всего для самого растения.
Но, расставаясь со своими неоправдавшимися притязаниями, человек с каждым новым успехом науки только выигрывал в действительном значении. Так и в настоящем случае: если он должен сознаться, что цветы созданы не для него, то он справедливо может утешаться мыслью, что они в значительной степени созданы им самим. Довольно сравнить растения наших садов, огородов, полей с растениями дикорастущими, чтобы согласиться с этим выводом. Довольно взглянуть на любое культурное растение, любой садовый цветок, любой огородный овощ, чтобы увидать в них направляющую руку и мысль человека. Естественные тела под влиянием предъявляемых им требований, иногда только под давлением мимолетной прихоти моды, изменяются сообразно этим потребностям и прихотям. Прихот-
-------------------------------------------
* Известно, что можно успешно охранять растения от ночного охлаждения, разводя по соседству огни так, чтобы над растениями расстилалось облако дыма, ограждающее их от излишней потери тепла чрез лучеиспускание.
-------------------------------------------
ливые люди требуют, например, чтобы мелкий, бледнотрехцветный, неправильный цветок анютиных глазок сделался крупным, одноцветным, почти черным и почти круглым, и вот на наших глазах,, словно каким-то волшебством, с каждым годом он становится крупнее, темнее, круглее. Спрашивается, каким же путем достиг человек этого результата, как заставил он природу способствовать его целям, послушно следовать его указаниям?
Путь этот очень прост, и человек давно уже ему следовал, не отдавая сам себе в том отчета, но только в недавнее сравнительно время наука, завладев теми сокровищами знания, которые веками накопляла практика, выставила в настоящем свете простоту и всеобщность употребляемого приема. Путь этот следующий. Из семян, полученных от одного растения, взятых из одной коробочки, никогда не выходит двух абсолютно схожих растений, непременно оказываются различия. Если оставить все эти растения расти и размножаться вместе, то различия, вследствие скрещивания, легко стушуются и выработается постоянная, средняя, типическая форма. Совершенно иной результат получится, если форму, отличающуюся чем-нибудь от остальных, удалить, уединить; тогда в большей части случаев ее особенности передаются ее потомству. Уединяя и в этом потомстве те экземпляры, которые представляют в особенно резкой форме привлекший наше внимание признак, мы с каждым поколением усиливаем и закрепляем его. Это прием так называемого отбора.
В садоводстве этот процесс отбора нередко применяется в самой простой и в то же время действительной форме: он состоит в истреблении, в уничтожении всех растений каждого поколения, не соответствующих имеющимся в виду целям. Повторяя операцию отбора в каждом последующем поколении и сохраняя едва уловимые мельчайшие достоинства, человек как бы лепит, черта за чертой, новую форму, осуществляет заранее предначертанный идеал. Достойно замечания, что, выводя этим путем все свои усовершенствованные породы растений и животных, человек и по отношению к себе применял эти начала отбора, к сожалению, только в обратном смысле. С давних пор он имеет обыкновение отбирать лучших в физическом смысле своих представителей для того, чтобы обрекать их на более или менее верную смерть, и этот опыт человечества служит доказательством, хотя и отрицательным, успешности применения этого начала отбора. Таков был, например, один из результатов деятельности Наполеона I; его бесконечные войны имели последствием уменьшение среднего роста во Франции.
Итак, в начале отбора человек имеет могучее средство для улучшения, для усовершенствования организмов, и простейшее применение этого начала заключается в истреблении организмов, не соответствующих его целям. Запомним этот вывод, так как он послужит нам впоследствии ключом для объяснения явлений, совершающихся в природе.
Подводим итог фактам, приобретенным по отношению к цветку. В основе органической природы лежит закон, на основании которого клеточка, способная давать начало таким гигантам, каковы веллингтонии и баобабы, считающие свое существование тысячелетиями, неспособна, однако, невидимому, к беспредельному размножению подобным растительным путем. Для поддержания растительных форм необходимо, чтобы они от времени до времени обновлялись посредством процесса слияния двух отдельных клеточек. Значение, смысл, необходимость этого закона существования двух полов для нас совершенно темны: это только эмпирический закон, основанный на совокупном свидетельстве всех нам известных фактов*.
Быть может, мы вправе видеть в этом законе только одно из проявлений более общего закона—закона пользы физиологического разделения труда, выражающегося в том, что отправления, исполняемые у простейших организмов одной клеточкой, по мере усложнения организации распределяются между различными клетками. Быть может, клеточка неспособна в длинном ряде поколений успешно воспроизводить себя во всех своих частях, и этот труд распределяется между двумя клеточками, из которых каждая вырабатывает только известную часть будущего организма и, взятая в отдельности, уже неспособна к дальнейшему развитию. Но в чем заключается различие между этими двумя клеточками, какой элемент развития вносит с собой каждая,— все это вопросы будущего. Одно только вытекает из фактов, что с усложнением организации возрастают внешние различия и степень родства между половыми клеточками. Повторяю, по отношению к вопросу о значении полов мы еще ходим во мраке, и лучше воздержаться от всякого объяснения, чем вдаваться в туманные, не имеющие иод собой фактической почвы, гипотезы.
Деятельность цветка, главным образом, сводится к образованию семени, т. е. зародыша, заключенного в измененное и разросшееся яичко. Однако, этим образованием семени дело ограничивается только у небольшого числа семянных растений, например, у наших хвойных и у тропических саговиков, листья которых, под названием пальм, часто кладут вместе с венками на могилы. Если мы растреплем шишку ели или сосны, то в углу каждой чешуйки найдем семечко, снабженное летучкой; это хорошо известно белкам, которые очень ловко их добывают, отламывая и отбрасывая чешуйки и остающийся сухой стержень шишки. Эти растения ботаники так и называют голосемянными и считают их простейшими из цветковых растений, так как у них нет ни завязи, ни цветочных покровов, что и подтверждается геологией, показывающей, что эти голосемянные древнее более совершенных покрытосемянных. Тот орган, в котором, как мы знаем (лекция I), обыкновенно заключены яички,—пестик или плодник. Когда оплодотворенные яички
-----------------------------------------
* Достойно замечания, что морские водоросли представляют один любопытный, не имеющий аналогии во всей остальной органической природе, пример полового акта не между двумя, а между тремя клеточками, так что одна из них, играющая роль оплодотворяемого элемента по отношению к другой, играет роль оплодотворяющего элемента по отношению к третьей. Этот, хотя совершенно одиноко стоящий, но тем не менее вполне достоверный факт, а равно и отсутствие полов у самых простых организмов, должен нас удержать от слишком широких обобщений, от метафизических теорий о существовании какой-то органической полярности и т. п.
-----------------------------------------
превращаются в семена, плодник превращается в новый орган — плод. Плодник, как мы также видели (лекция I), состоит из плодолистиков—одного (как у пиона, фиг. 6 ) или нескольких. Эти плодолистики в свою очередь не что иное, как особенным образом изменившиеся листья, по краям которых сидят яички. Иногда в состав плода входит не один плодник, но и смежные части цветка.
Плоды поражают, пожалуй, еще большим разнообразием, чем цветы. Они могут содержать одно или много семян, могут быть сухие, образованные одним или многими плодолистиками, растрескивающимися самыми разнообразными способами для того, чтобы рассеять семена. Могут они быть и сочными, мясистыми, созревающими вместе с семенами. Те и другие могут не только опадать, но и обладать особыми приспособлениями для разбрасывания. Могут они, сверх того, не только разбрасываться, но и далеко разноситься, причем двигателем, их переносящим, могут служить ветер, вода или животные.
Все это наблюдается в тех случаях, когда растение размножается семенами, которых в известном смысле можно уподобить яйцам животных; но бывают, правда, очень редкие случаи, когда растения являются, так сказать, живородящими, т. е. зародыши их развиваются на материнском растении и, отделяясь от него, без перерыва продолжают свое независимое существование. В этих случаях значение плода—самое незначительное. Примером могут служить мангровые растения, о которых уже было упомянуто в III лекции. Растения эти любопытны по своему совершенно исключительному образу жизни. Они опоясывают почти все удобные в почвенном отношении берега континентов и островов тропического пояса, в полосе морского прилива. При таких условиях осыпающиеся обычным образом семена уносились бы первым отливом в море. Эта опасность устраняется следующим образом. Плод и семя почти не развиваются, а служат как бы коротким промежуточным органом между производящим растением и быстро развивающимся зародышем. Особенно быстро разрастается часть, лежащая ниже семенодолей; она прободает стенку плода (табл. I, фиг. 1) и разрастается в длинный, тяжелый, на конце заостренный орган, который легко отламывается от остающихся в плоде семенодолей и, падая, вонзается в мягкий ил. Через несколько часов он уже пускает корни и распускает бывшее защемленным между семенодолями перышко. Таким образом, его дальнейшее существование при таких, казалось бы, неблагоприятных условиях оказывается сразу обеспеченным, и жизнь зародыша продолжается без малейшего перерыва.
Как и при описании цветка, мы можем здесь ограничиться только несколькими примерами разнообразнейших форм плода и его приспособлений, обеспечивающих дальнейшее существование зародыша.
Едва ли не самые невзрачные плоды встречаем мы у наших злаков; их зерна люди, незнакомые с ботаникой, принимают за семена, и действительно представляется не малый труд отличить, что в их кожуре принадлежит семени, что плоду. Только присматриваясь внимательно в лупу, можем узнать на их вершине остатки рылец. Зерновки злаков нередко также являются живородящими. Это обнаруживается как постоянное явление у одной обыкновенной Роа — так и названной Роа v i v i p а r а, т. е. живородящая — и как исключение в мочливую погоду встречается и у наших возделываемых злаков.
Гораздо сложнее формы плодов, заключающие многочисленные семема: это будут так называемые листовки (как у пиона, фиг. 6), образуемые одним плодолистиком, или самые разнообразные коробочки, образуемые несколькими плодолистиками и различным образом раскрывающиеся, чтобы рассыпать семена. Чаще всего они лопаются по швам, которыми срослись плодолистики, но существует и много других способов раскрывания: крышечками, порами (как, например, у мака) и т. д. Иногда семена просто высыпаются, иногда они в свою очередь снабжены волосками, способствующими подхватыванию их ветром (как у осины, тополя и т. д., табл. I, фиг. 2). Особенно любопытны случаи, когда плод не только открывается для рассыпания семян, но и сам их механически разбрасывает. Простейший случай этого явления представляют бобы (обыкновенно неправильно называемые стручками) обыкновенной садовой (также неправильно) так называемой желтой акации. Их две створки не только расседаются, но и скручиваются со всем знакомым легким треском и выбрасывают уже созревшие семена. Особенно любопытный механизм разбрасывания представляет часто встречающаяся у нас в тенистых местах недотрога. Отметим это растение, бросающееся в глаза своими изящными, покачивающимися на тонких ножках светложелтыми цветами в форме рога изобилия, и вернемся к нему через несколько недель, когда оно уже образовало свои продолговатые, на концах заостренные, зеленые плоды. Зажав быстро в кулак такой плодик, в первый раз невольно отдернешь руку — покажется, что поймал какое-нибудь очень сильное насекомое, которое делает отчаянные усилия, чтобы освободиться. Раскрываем руку и увидим пять отдельных скрутившихся створок и разбросанные семена. В другой раз осторожно отщипнем только носик плода и увидим, как плод весь разлетится вдребезги, далеко разметав семена (табл. I, фиг. 3). Это один из наглядных примеров того взаимного напряжения тканей, с которым мы познакомились, говоря о росте (лекция VII). Наружная ткань уже успела потерять часть своей воды, между тем как внутренние ею еще переполнены, каждая створка стремится изогнуться кнаружи или даже закручивается винтом, причем семена с силой разбрасываются. На Кавказе встречается другое растение, так называемый бешеный огурец. Его зрелые плоды при малейшем толчке отскакивают от своей ножки и выпрыскивают из образовавшегося отверстия на значительное расстояние свое жидкое содержимое вместе с семенами (табл. I, фиг. 4). Механизм здесь тот же самый: напряженная наружная ткань давит на внутренность плода, как оболочка надутого каучукового воздушного шара, когда мы ее проткнем.
Внешним фактором для разноски плодов, как уже сказано, служат ветер, вода и содействие животных. Примером разноски ветром лучше всего может служить всем известный одуванчик и козлобородник (табл. I, фиг. 5). При разрастании их плодов на верхушке вырастает особый придаток — х о х о л о к, который легко подхватывается ветром и далеко разносит эти плоды— семечки. Сходные приспособления представляют нам крылатки клена (табл. I, фиг. 6), ясеня, березы, но они более приспособлены для плодов, падающих с высоты, и встречаются исключительно на деревьях, между тем как хохолки и сходные с ними волоски встречаются и у низкорослых растений.
Вода играет роль при перемещении не только водяных растений, но и сухопутных, и, что замечательно, самых крупных известных нам плодов—орехов некоторых пальм, например, кокосовой, и еще более крупных орехов пальмы лодоицеи. Орехи этой последней служат украшением ботанических музеев, и рассказывают, что первый подобный плод император Рудольф наполнил червонцами и высыпал их привезшему его путешественнику. Орехи этих пальм, падая в море с прибрежных деревьев, разносятся далеко по окраинам островов и материка. В кокосовых плодах замечательны следующие особенности: наружная кожа непроницаема для морской воды, а толстый волокнистомочалистый слой содержит воздух, что и поддерживает орех на поверхности моря. Далее следует очень твердая скорлупа и большая полость, наполненная водянистой жидкостью — кокосовым молоком. Эта жидкость составляет большой запас пресной воды для потребностей зародыша в течение его далекого морского плавания, совершенно так, как это делают моряки для дальних экспедиций.
Третий способ разноски плодов на далекое расстояние—содействие животных. Здесь следует различать два различных способа: или плод цепляется за наружные покровы животных, главным образом за их шерсть, и вместе с ними перемещается на далекие расстояния, чтобы так же случайно отстать от них, как и пристал. Таким образом многие растения также проникают в новые страны вместе с вывозимой туда шерстью животных. Вообще в этом способе, переносе плодов, животные прямо не заинтересованы; мало того, он нередко становится для них роковым. Простейший случай, когда цепкие плоды своими колючками (или крючками, как, например, табл. I, фиг. 7) прицепляются к животным и, задевая за другие предметы, в другом месте отпадают. Но бывают и гораздо более сложные случаи; таковы, например, зерновки к о в ы л я, не перистого, а другого вида, так называемой т ы р с ы; они в нижней части очень заострены, колются, как игла, а в верхней несут длинные, непушистые, а просто нитевидные ости, которые, засыхая, крутятся, обхватывая своими петлями и узлами все, с чем приходят в прикосновение. Попав в волну овцы, они крепко запутываются в ней, а острым своим концом прокалывают кожу несчастному животному, причиняя ему, очевидно, большие страдания. Где овцы пасутся на пастбищах, изобилующих этим растением, овчинки их теряют свою ценность, так как оказываются пробуравленными отверстиями, и бракуются как негодные для выделки кож. Сложнее плоды одного растения, гарпагофитона (табл. I, фиг. 8), встречающегося в южной Африке. По свидетельству Леббока, оно цепляется за гриву львов и, когда те неосторожно пытаются их выкусывать, впиваются своими ужасными колючками в рот, так что несчастное животное, не будучи в состоянии освободиться от него, нередко умирает голодной смертью. Едва ли эти сложные формы, причиняющие такие страдания животным, служат для разноски плодов; скорее они служат для защиты от животных.
Гораздо безобиднее для животных и полезнее для растения другой способ использования плодами животных как двигательной силы. Как и при использовании насекомых цветами, он основывается на обоюдной пользе, на привлечении животных известными частями плода, годными в пищу. Таковы сочные и мясистые плоды, например, земляники (табл. I, фиг. 9) или косточковые плоды вишни, черемухи, персика (табл. I, фиг. 10), малины и т. д. Этот способ разноски семян основан на том, что птицы или звери употребляют эти плоды в пищу и разносят на далекие расстояния, разбрасывая со своими извержениями. Для того, чтобы это было возможно, необходимо, чтобы мякоть плода привлекала животное, как лакомая пища, и бросалась ему в глаза, и в то же время, чтобы семена были защищены так, чтобы могли проходить без вреда через пищевой канал животного. Это осуществляется таким образом: пока семена развиваются и еще не образовали толстой защищающей их оболочки, вкус плодов своим изобилием кислот и разных терпких, вяжущих веществ не привлекает животных, да к тому же они мало заметны, так как не отличаются цветом от листьев. Но когда семена созрели и получили защищающую их оболочку, в плодах накопляются сахаристые, крахмалистые и другие питательные вещества, и окраска плодов бросается в глаза. Особенно распространен яркий красный или желтый цвет. Этот способ разнесения семян вместе с извержениями животных выгоден для растения еще и тем, что почва в ближайшем соседстве оказывается богато удобренной. Известно, что даже агрономы предлагали разбрасывать семена, предварительно вымачивая их в навозной жиже и обволакивая минеральными удобрениями, находя такой способ распределения удобрения наиболее экономичным. Очевидно, растение предвосхитило эту мысль. У некоторых растений это прохождение плодов через пищеприемник животных оказывается необходимым в связи с совершенно особым их образом жизни. Такова, например, омела: это—чужеядное растение, которое встречается у нас на юге и иногда даже приносит большой вред плодовым деревьям: она может попасть в удобное условие для прорастания только при следующих условиях. Ее бросающиеся в глаза белые плоды пожираются птицами, которые, садясь на ветви соседних растений, разносят семена со своими извержениями. Семена омелы оказываются покрытыми крайне липким веществом (так называемым птичьим клеем), вследствие чего они плотно прилипают к стволу и, прорастая, пускают в него корни, продолжая свой обычный чужеядный образ жизни.
Но всякий знает, что человек обыкновенно не ограничивается одним разбрасыванием семян, нужно еще позаботиться об их заделке в почву. Познакомимся с двумя случаями, показывающими, как справляется растение и с этой задачей. Известно одно ползучее растение (линария цимбалярия, табл. I, фиг. 11), которое растет на отвесных скалах и стенах. Плоды его имеют вид сухих коробочек, которые, лопаясь, рассыпают сухие мелкие семена. При таких условиях, казалось бы, нет никакой возможности достигнуть того, чтобы семена пристали к твердой отвесной поверхности. Но плоды ухищряются, прежде чем рассыпать семена, забиться в расщелины стен, где семена находят безопасное убежище. Объясняется это очень просто: ножки плодов обладают тем, что мы, говоря о росте, называли отрицательным гелиотропизмом. Это легко доказать, выращивая растение в горшках; тогда мы заметим, что при боковом освещении цветочные головки загибаются к свету, а плодовые—от него. При такой обстановке это не имеет для растения никакого значения, но когда оно растет на отвесной стене, то каждый раз, когда плодовые ножки будут перемещаться через щель, они будут загибаться в нее и т. д.
Наконец, едва ли не самое замечательное явление представляет механизм зарывания в землю зерновок настоящего, перистого к о в ы л я, этой красы наших южных степей. Они продолжаются на вершине в длинную ость, на конце переходящую в красивое перо (табл. I, фиг. 12), которое легко подхватывается ветром и несет плод далеко по степи. Нижний конец снабжен очень острым крючковатым, вонзающимся в землю придатком. Затем пускается в ход следующий сложный механизм. Очень гигроскопическая в нижней, голой своей части ость изгибается двумя коленами, благодаря чему перо очень скоро принимает почти горизонтальное положение. Только тогда, но не ранее, обнаруживается другое движение — скручивание вертикальной нижней части ости. Вращаясь вокруг вертикальной оси, перо рано или поздно упирается в какую-нибудь соломинку или стебель окружающей травы, и тогда дальнейшее скручивание оси, получившей точку опоры, начинает ввинчивать острую зерновку, как пробочник, в землю, причем покрывающие плод жесткие волоски, торчащие вверх и немного в сторону, еще более закрепляют зерно, как на якоре. Можно было бы подумать, что при наступлении влажного состояния окружающей атмосферы зерно будет тем же порядком вывинчиваться обратно из почвы, но так как оба процесса повторяются в той же последовательности, то перо прежде высвободится, станет вертикально и затем начнет вращаться на своей оси, не увлекая в этом движении зарывшуюся зерновку. Другими словами, зерновка будет ввинчиваться при закручивании, но не будет вывинчиваться при раскручивании и мало-помалу зароется глубоко в землю. Успех этого процесса, очевидно, зависит от порядка последовательности двух движений: изгиба ости: и ее вращения. Едва ли во всей деятельности растения найдется какое-нибудь явление, носящее такую печать разумности, предусмотрительности или, как философы любят говорить, целесообразности.
В последнее время народилась целая школа таких ботаников-философов, утверждающих на основании подобных случаев в жизни растения, что мы должны приписать ему сознательную деятельность, признать, что оно чувствует и даже рассуждает и соответственно с этим направляет свою деятельность*. На это можно ответить: вот вам пример наиболее разумного действия, но происходящего в органе, заведомо мертвом—сухом. Очевидно, разумность эта—только кажущаяся, и для нее нужно искать другого объяснения, помимо воображаемой сознательности растения, его будто бы сходства с животным или даже человеком. Какое объяснение дает современная строгая наука таким фактам, мы увидим в последней лекции, а пока займемся вопросом, в чем заключается действительное, а не выдуманное сходство растения и животного и в чем их различие.
--------------------------------------------
* В Германии она представлена ботаником Франсе, изложившим свое учение о душе растения в двух объемистых роскошно иллюстрированных томах, У нас акад. Фаминциным и Бородиным и в особенности проф. Половцевым, пытающимся в своем учебнике внушить ученикам, что растение чувствует и мыслит.