Рассказы о Чарлзе Дарвине

Оправдательные документы

«„Происхождение видов“ написано мною слишком кратко. Многие материалы я не включил, а ведь это всё оправдательные документы для моей теории искусственного и естественного отбора! — Эти мысли постоянно беспокоили Чарлза Дарвина. — Особенно важно обосновать те положения, которые подвергаются наиболее резкой критике. Ну, что же? Двинем в ход армии фактов, — решает он. — Начну с искусственного отбора!»

И опять началась возня с костями уток и голубей, опыты по скрещиванию животных, выписка различных фактов о том, как, где и когда выводились новые породы и сорта.

— Ах, как я устал от всего этого, — жаловался он иногда.

Временами Дарвин, действительно, приходил в полное изнеможение от этих бесконечных вычислений, измерений и взвешиваний.

В 1863 г. он напечатал книгу «Приручённые животные и возделываемые растения» объёмом в тысячу с лишним страниц убористого текста.

Никто ещё за всю историю человечества с таким вниманием не изучил и так тщательно и подробно не описал многовековую практику сельского хозяйства. В книге приведены не только литературные данные, но и те сведения, которые сообщили автору практики сельского хозяйства: Дарвин высоко ценил опыт и наблюдения сельских хозяев.

«Искусственный отбор теперь вполне доказан, примемся ещё раз за утверждение естественного отбора» — думает Дарвин.

Некоторые противники естественного отбора говорили: — Мелкие особенности растений и животных нельзя объяснить действием естественного отбора. Есть такие, которые совершенно бесполезны.

— Нет, — отвечал Дарвин, — сейчас мы можем не понимать полезного значения того или другого признака, но наука откроет это со временем.

Ему хотелось показать на примерах пользу таких мелких приспособлений. И в 1862 году Дарвин опубликовал книгу об орхидеях.

Когда-то в лесах Бразилии Дарвин с восхищением и любопытством рассматривал орхидеи. Цветки у одних казались яркими бабочками, которые вот-вот вспорхнут и исчезнут среди зелени. У других цветки напоминали огромного паука; иных можно было принять за жуков. Одни цветки были очень тёмные с яркими полосками и пятнами, другие — светло-жёлтые или светло-розовые.

Каких только рисунков не увидел Дарвин на лепестках орхидей: яркие дорожки, ведущие в глубь венчика, полоски, чередовавшиеся с крапинками и точечками!

«Кто вывел эти прихотливые узоры на лепестках орхидей? В чём их значение?» — думал тогда молодой натуралист…

На орхидеях (ими заполнена теплица Дарвина) он решил теперь показать действие естественного отбора.

В цветке орхидей только одна тычинка. Пыльца представляет собой мельчайший зернистый порошок, большей частью слипающийся в комочки на тонких ножках — поллиниях.

Рыльце — одно. Под верхней, очень липкой частью его имеется ямка. Чашечка — из трёх ярко окрашенных чашелистиков. Венчик состоит из трёх лепестков, из которых один — губа — значительно больше других, выдаётся вперёд и всегда ярко окрашен.

— Да это же настоящая пристань для насекомых, — сказал Дарвин, заметив, как пчёлы садились на губу и потом поднимались с неё, вымазанные пыльцой. У некоторых орхидей прикосновение насекомого к цветку вызывало настоящий «обстрел» поллиниями.

— Вот что здесь происходит: поллинии вылетают из цветка, как стрелы, и обсыпают насекомое пыльцой. Резкие удары их тревожат насекомых, а может быть, они уже сыты, и потому улетают. Рано или поздно насекомые сядут на женский цветок и оставят на липком рыльце захваченную при «обстреле» пыльцу. Это ясно, — и Дарвин ставит перед собой новый вопрос.

У орхидей нет нектара в нектарниках, зачем же они растению? Он отрезал нектарники у шести цветков одной орхидеи. Только у трёх из них насекомые унесли поллинии. Зато они были почти полностью унесены у цветков с целыми нектарниками.

— Какую же пользу извлекают насекомые из нектарников, лишённых нектара?

Двадцать три дня Дарвин осматривает цветки в самое разное время: после солнечного зноя, после дождя, в полночь — нет нектара в нектарниках! Рано утром, когда весь Даун ещё спит, учёный опять ищет нектар в цветке орхидей — но нектара нет.

Даже под микроскопом не оказалось ни одной капли.

— Хороший старый господин, только вот что жаль: не может себе найти путного занятия. Посудите сами: по нескольку минут стоит, — говорил о нём старик садовник, — уставившись на какой-нибудь цветок. Ну, стал бы это делать человек, у которого есть какое-нибудь серьёзное занятие?

Но всё-таки Дарвин нашёл нектар… между двумя перепонками, из которых состоят стенки нектарника. Вот куда он был запрятан!

Все части цветка устроены так, чтобы привлечь насекомых и чтобы они могли унести пыльцу… В процессе естественного отбора выработались удивительно тонкие приспособления, обеспечивающие успешное перенесение пыльцы с цветка на цветок при помощи насекомых.

Тридцать семь лет Дарвин собирал различные сведения о приспособленности цветков к перекрёстному опылению при помощи ветра и насекомых.

— Но в чём же состоит действие перекрёстного опыления и самоопыления?

Он вырастил на двух грядках растения льнянки: на одной — из семян, полученных от искусственного самоопыления, на другой — из полученных путём перекрёстного опыления. Растения выросли более крупными на второй гряде.

На следующий год такая же картина повторилась с гвоздикой, потом с вьюнком.

Тогда Дарвин решает начать длинный ряд опытов и ведёт их в продолжение одиннадцати лет.

«Я принял все меры предосторожности: взял семена с одного и того же растения, — пишет Дарвин Аза-Грею, — дал им прорасти у себя на камине, посадил сеянцы в один цветочный горшок и при таком одинаковом способе проращивания увидел, что молодые сеянцы из семени перекрёстноопылённого цветка ровно вдвое крупнее, чем ростки из семени самоопылённого, причём оба семени проросли в один день».

Сначала Дарвин думал ограничить свои опыты жизнью одного поколения растений.

— Нет, надо посмотреть, что произойдёт, если продолжать самоопыление на протяжении ряда поколений.

Опыты показали, что потомство получалось всё более хилым. Резеда и калифорнийский мак при самоопылении были вовсе бесплодными, но как только цветки их опылялись пыльцой другой особи, они давали помногу семян.

Только в одном поколении подверглись самоопылению цветки иван-да-марьи, наперстянки и цикламена, обычно перекрёстноопыляемые, и потомство сильно пострадало.

Из года в год Дарвин систематически наблюдал за насекомыми-опылителями, следил за их полётом, посещениями цветка, измерял время и расстояние полётов.

— Шмели и медоносные пчёлы являются хорошими ботаниками, — говорит Дарвин.

Такое заключение он сделал, наблюдая, как пчёлы, шмели и мухи держатся цветков одного и того же вида.

— Как насекомые узнают цветки одного и того же вида?

В хороший день, когда пчёлы непрестанно садились на синие цветки лобелии, Дарвин срезал с некоторых из них все лепестки, а с других только нижние полосатые. И больше пчёлы не высасывали нектар из этих цветков. Тогда он срезал по два верхних маленьких лепестка — пчёлы садились на цветки лобелии и пили нектар.

Окраска венчика — распознавательный признак для пчёл; нектар, аромат — такие же знаки.

«Надо изучать биологию растений с мелкими цветками, которых не посещают дневные насекомые. Возможно, они опыляются ночными насекомыми? Надо изучить разнообразие пестиков и тычинок у некоторых видов. И особенно важно — продолжать изучение различий самоопыляющихся и перекрёстноопыляющихся растений», — так писал Дарвин незадолго до своей смерти.

Дарвин был совершенно прав. Самоопыление не только снижает урожай, но через ряд лет приводит сорт к полному вырождению.

Для улучшения растений-самоопылителей теперь применяют искусственное внутрисортовое скрещивание. Пыльца одного растения переносится на плодник другого растения того же сорта. Семян получается значительно больше.

— Ярко встаёт в памяти образ отца, подсчитывающего с помощью лупы семена, — вспоминает Френсис Дарвин, — с весёлостью необычайной при столь механической работе, как подсчёт. Я думаю, что каждое семечко представлялось ему маленьким кобольдом^[15], пытавшимся подшутить над ним, прыгнув не в ту кучу или даже совсем удрав.

При помощи подсчёта семян Дарвин хотел выяснить, как обеспечивается перекрёстное опыление растений с двуполыми цветками.

Он начинает работу с изучения примул. В то время эти растения широко входили в английскую садовую культуру, а в природе много встречалось диких видов. Дикую примулу — баранчики можно найти весной на лугах; она зацветает очень рано золотисто-жёлтыми цветками, собранными зонтиком на длинном цветоносе. Листья примулы продолговатые, сморщенные, бархатистые.

В цветках одних примул пестик значительно короче тычинок, рыльце гладкое, пыльца крупная, трубочка венчика короткая. В цветках других примул пестик возвышается над тычинками, рыльце шероховатое, пыльца мелкая, трубочка венчика длинная.

Дарвин наблюдал, как крупные насекомые садились на цветки с длинными тычинками. Вымазавшись пыльцой, они летели к примулам, цветки которых имели длинные пестики. Пыльца же с коротких тычинок переносилась насекомыми на короткий пестик другого экземпляра.

Учёный поставил опыт в ином порядке, чем происходит опыление в природе. Он опылил рыльце длинного пестика пыльцой коротких тычинок, взятой с другого растения тоже с длинным пестиком, — сделал «незаконное» опыление.

И что же, подсчёты семян ясно сказали, что «законные» опыления дают большее количество семян, чем «незаконные». Потомство, получаемое при «законных» опылениях, как правило, здоровее, сильнее и плодовитее. Своеобразное строение примулы обеспечивает перекрёстное опыление.

Множество удивительных особенностей в строении цветка, казавшихся ненужными, бесполезными, были объяснены Дарвином с точки зрения естественного отбора. И все они в конечном счёте обеспечивают перекрёстное опыление.

— Природа самым торжественным образом заявляет нам, что она чувствует отвращение к постоянному самооплодотворению.

«Оправдательные документы» — книги, статьи, доказывавшие правоту теории естественного отбора, выходили из печати одна за другой, принося заслуженную славу её творцу. Противники учения Дарвина не были в состоянии опровергнуть эти «полчища» фактов. А он давал всё новые и новые доказательства.

Всю осень 1863 года Дарвин очень плохо себя чувствовал. «Одно, что мне теперь доступно в виде работы, — писал он Гукеру в марте 1864 года, — это наблюдения усиков и лазающих растений; эти наблюдения не расстраивают моей расслабленной головы».

В хорошо натопленной комнате, которую Дарвин не покидает из-за болезни уже несколько дней, он внимательно отсчитывает по часам обороты молодого междоузлия побега хмеля вокруг колышка.

Третий круг пройден всего за три с небольшим часа. Движение очень ускорилось: первый оборот был совершён в течение целых суток, второй — за девять часов. Поразительное ускорение!

Девятый оборот был сделан за два часа тридцать минут. Десятый, одиннадцатый… пятнадцатый — время то же. К восемнадцатому обороту междоузлие выросло больше чем в три раза и на конце его образовалось уже второе междоузлие. Оно чуть заметно двигалось вместе с отрастающим от него третьим междоузлием.

Двадцатый… двадцать четвёртый оборот. Происходили правильные круговые движения.

— Что же дальше будет?

С тридцать седьмого оборота второе и третье междоузлие вращались всё заметнее. Растущий вращающийся конец сильнее и сильнее загибался кверху.

За хмелем в опытах Дарвина последовал вьюнок, потом один вид фикуса. Дарвин прижал молодые корешки его к кусочкам стекла и через неделю заметил выделяемые корешками капельки прозрачной вязкой жидкости. Через две недели капли стали настолько вязкими, что вытягивались в нити. Прошло около месяца, и корешки прочно пристали к стеклу.

Прикрепляя свои корешки этими липкими выделениями, фикус взбирается кверху. Лазающие растения посредством корней поднимаются по скалам и деревьям. Один зоолог прислал Дарвину из Бразилии описание растений, которые цепляются ветвями. Ветви их превращаются в усики, но продолжают расти и выпускать новые листья, новые ветви. Он же написал Дарвину, что видел в лесах Южной Бразилии воздушные корни филодендрона, обвивавшие стволы гигантских деревьев. Филодендрон рос вверху, на ветвях дерева; его корни спускались не вертикально, как у других видов, а вились вокруг стволов.

У лазающих и вьющихся растений польза движений очевидна. Растение нуждается в свете. Листья выносятся стеблем к свету. Чем выше и более ветвист стебель, тем выгоднее он для растения: листья получают больше света.

— Но откуда же появилась у растений способность виться и лазать? — Из способности к движению, — ответил учёный.

С нетерпением и жаром юноши, только начинающего научную работу, почти семидесятилетний Дарвин приступает к исследованию движений у растений.

Дарвин изучает, как складываются на ночь семядоли и листья многих двудольных растений, закрываются соцветия маргаритки, ромашки, а венчики ночной красавицы раскрываются…

Болезнь, оскорбления со стороны недобросовестных критиков, усталость, годы — всё забывал Дарвин во время своих наблюдений.

Орхидеи, примулы, хмель, — это были настоящие друзья «Происхождения видов». Они подтвердили теорию естественного отбора во всех деталях.

— Кто теперь решится сказать, что то или другое строение бесполезно? — спрашивал Дарвин после наблюдений за орхидеями и примулами.

Он мог теперь спросить то же самое и о лазающих и вьющихся растениях.