в виде двух изогнутых щупалец над губой. Поллинии, принесенные насекомыми, при прикосновении к щупальцам взрываются на глазах, обсыпая рыльце пыльцой.
Дарвин не раз был свидетелем, как приходят в действие все части цветка и как согласованно оно происходит.
С точки зрения естественного отбора все эти факты могли быть объяснены. Самые замысловатые формы орхидей, согласованное действие частей цветка, и притом всех частей его, представляют удивительнейшие приспособления для оплодотворения при помощи насекомых, переносящих пыльцу с одного цветка на другой.
Много раз Дарвин покрывал стеклянным колпаком соцветия орхидей, изолируя их от насекомых. Рядом он ставил неприкрытые растения. С них насекомые постепенно уносили поллинии. Под колпаком поллинии оставались целыми.
У орхидей имеются нектарники, но без нектара. Это заметил еще немецкий натуралист Шпренгель, открывший, что насекомые переносят пыльцу с цветка на цветок. Шпренгель думал, что насекомые подвергаются «систематическому обману» со стороны растений.
Дарвин, вооруженный теорией естественного отбора, не мог поверить, чтобы из поколения в поколение происходил такой обман.
Он отрезал нектарники у шести цветков одной орхидеи. Только у трех из них насекомые унесли поллинии. Зато они были почти полностью унесены у цветков с целыми нектарниками.
Какую же пользу извлекают насекомые из нектарников, лишенных нектара?
И вот начинается серия самых тщательных наблюдений над орхидеями и продолжается двадцать три дня.
Дарвин осматривает цветки после солнечного зноя и после дождя. Он идет в теплицу в полночь, чтобы осмотреть цветок, — нет нектара в нектарниках! Рано утром, когда весь Даун еще спит, он опять ищет нектар в цветке орхидей — и не находит.
Дарвин раздражал нектарники щетинкой, подвергал их действию раздражающих паров; брал для этого цветки, с которых пчелы только что унесли поллинии. Нектарники были сухи. Даже под микроскопом не оказалось ни одной капли.
Но все-таки Дарвин нашел нектар… между двумя перепонками, из которых состоят стенки нектарника. Вот куда он был запрятан!
Пчелы, бабочки, шмели пробираются внутрь нектарника, прокалывают стенку его и получают награду. Из-за этого насекомые задерживаются на цветке. Задерживаются и успешнее переносят пыльцу!
У пяти видов орхидей Дарвин нашел нектар внутри нектарников. У них липкое вещество на рыльце совершенно открыто и не твердеет на воздухе. Поллинии быстро и прочно прилипают к нему. Легко понять, что задержка насекомого на цветке и пробуравливание нектарника здесь излишни. Только один вид, оказалось, производит семена без помощи насекомых. В цветках его пыльца падает сама собой на рыльце. Но и у этого растения имеются нектарники и небольшие липкие кружочки на пыльниках. Все части цветка устроены так, что насекомые могут посетить его и унести пыльцу.
Почему именно у орхидей обнаруживается обилие совершенных приспособлений для перекрестного опыления?
Дарвин отвечает и на этот вопрос, применяя теорию естественного отбора.
Орхидеи, особенно экзотические виды, образуют громадное количество семян. Дарвин насчитал до двухсот тысяч семян в коробочках одного растения английской орхидеи. Тропические же орхидеи дают до семидесяти четырех миллионов семян с одного растения. Правнуки одного такого растения могли бы «покрыть однообразным зеленым ковром, — по расчетам Дарвина, — всю поверхность суши на земном шаре».
Сколько же пыльцы нужно для производства такого количества семян? Она должна расходоваться экономно, иначе растение истощало бы свои силы прежде всего на образование пыльцы. Между тем они так нужны для семян! И в процессе естественного отбора выработались удивительно тонкие приспособления, обеспечивающие успешное перенесение пыльцы с цветка на цветок без особых потерь при помощи насекомых.
На орхидеях Дарвин прекрасно подтвердил закон, открытый ученым Найтом, о полезном действии перекрестного оплодотворения и вредном действии самооплодотворения в течение ряда поколений…
Одно время все другие научные интересы Дарвина были вытеснены орхидеями, как он сам об этом говорил. Девять месяцев в 1861–1862 годах Дарвин целиком потратил на них.
«Орхидеи были чудесным развлечением, — пишет Дарвин Гукеру, — хотя сейчас они мне надоели до тошноты». А в письме все-таки посылает оттиск гравюры на дереве, изображающей одну из орхидей, которой не было у Гукера, и с упоением продолжает о «надоевшей» орхидее: «разве не замечательно расположение labellum (губы) у вершины столбика? Сюда опускаются насекомые, и, когда они касаются известной чувствительной точки, их прекрасно обстреливают пыльцевые зерна».
Работой об орхидеях Дарвин начал серию книг и статей, посвященных одному из очень интересных вопросов биологии: взаимным отношениям цветка и насекомого.
Орхидеи отличаются разнообразными формами и окраской цветков. С точки зрения естественного отбора особенности их строения стали понятными. Все они — приспособления к оплодотворению при помощи насекомых. Растение и насекомое в результате длительного естественного отбора оказались приспособленными друг к другу.
Цветки и насекомые
Многие ученые уже до Дарвина показали, что цветки большинства растений опыляются перекрестно. А те, которые опыляются своей собственной пыльцой, время от времени подвергаются перекрестному опылению.
Тридцать семь лет Дарвин собирал различные сведения о приспособленности цветков к перекрестному опылению при помощи ветра и насекомых.
Но в чем же состоит действие перекрестного опыления и самоопыления?
Часто задумывался Дарвин: какие растения получаются после перекрестного опыления и самоопыления?
Вероятно, есть между ними какая-то разница, и, возможно, очень значительная. Тонко выработанные приспособления к перекрестному опылению у бесчисленного количества растений не могли бы служить только для отдаленной и незначительной пользы или для избежания малого вреда. Так думал Дарвин.
При одном опыте, касавшемся вопросов наследования, Дарвин вырастил на двух грядах, растения льнянки: на одной — из семян, полученных от искусственного самоопыления, на другой — полученных путем перекрестного опыления.
Растения, полученные от перекрестного опыления, выросли более крупными.
На следующий год такая же картина получилась с гвоздикой. Она, как и льнянка, при отсутствии насекомых не завязывает семян,
