Самоорганизация и неравновесные
процессы в физике, химии и биологии
 Мысли | Доклады | Самоорганизация 
  на первую страницу НОВОСТИ | ССЫЛКИ   

К.А. Тимирязев. Лекция VIII. Цветок и плод
от 18.07.07
  
Доклады


Подводим итог фактам, приобретенным по отношению к цветку. В основе органической природы лежит закон, на основании которого клеточка, способная давать таким гигантам, каковы веллингтония и баобабы, считающие свое существование тысячелетиями, не способна, однако, повидимому, 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

Но для чего служат растению его яркие листочки, 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. Обьясним, в чем дело.
Нравы и законы как церковные, так и гражданские большей части народов, кроме находящихся на нижней ступени развития, осуждают, запрещают, даже преследуют браки в близких степенях родства. Медики и физиологи пытались доказать справедливость 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 (Corydalis) - одно из наших ранних весенних растений. 69Существуют 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 соответствующей 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, описывают 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 привлечь 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, долго стоящего растению материала, неизбежна 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. Это 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 присутствие 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 цветках 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.
70Многие 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, и в нем одна тычинка m, 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 хоботок, 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.
71Еще замечательнее способ оплодотворения в группе так называемых орхидных растений, у которых оплодотворение без участия насекомых было бы в большей части случаев невозможно, 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, представляет цветок орхидеи, у которого удалены все лепестки, кроме губы. Которая расколота пополам, чтобы показать вход в шпорец и положение рыльца). 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, вытянутой 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 пыльцовую 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, повторяя тот же прием, оно должно упереться пыльцевой массой как раз в липкую поверхность рыльца (р) и оставить там часть цветня. Доказательство 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.
72Приведем еще один разительный пример, в котором все части цветка также, повидимому, приспособлены к той же цели, к перекрестному оплодотворению при содействии насекомых. Это растение - кирказон (Aristolochia). Его бледно-желтые цветы представляют трубчатый, при основании шарообразно вздутый, на вершине несколько расширенный и косвенно срезанный венчик (фин. 72). Длинная, заключающая множество яичек завязь, 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 оплодотворения, 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, насекомое избавляется 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 значительным.
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 указанных 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 покрыть 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 (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).
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, присоединился 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 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 увидеть в них направленную руку и мысль человека. Естественные тела под влиянием предьявляемых им требований, иногда только под давлением мимолетной прихоти моды, изменяются сообразно этим потребностям и прихотям. Прихотливые 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 накапливала 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 выходят 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 действенной 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 обьяснения явлений, совершающихся в природе.
Подводим итог фактам, приобретенным по отношению к цветку. В основе органической природы лежит закон, на основании которого клеточка, способная давать таким гигантам, каковы веллингтония и баобабы, считающие свое существование тысячелетиями, не способна, однако, повидимому, 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 (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.).
Быть может, мы вправе видеть в этом законе только одно из проявлений более общего закона - закона пользы физиологического разделения труда, выражающего в том, что отправления, исполняемые у простейших организмов одной клеточкой, по мере усложнения организма, распределяются между различными клеточками. Быть может, клеточка неспособна в длинном ряде поколения 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 обьяснения, чем вдаваться в туманные, не имеющие под 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 голосеменными и считают их простейшими из цветковых растений, так как у них нет ни завязи, ни цветочных покровов, что подтверждается геологией, показывающей, что эти голосеменные древнее более совершенных покрытосемянных. Тот орган, в котором, как мы знаем (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 разносить 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.
К.А. Табл.IВсе 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 островом 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, представляет не малый труд отличить, что в их кожуре принадлежит семени, что плоду. Только присматриваясь внимательно в лупу, можно узнать на их вершине остатки рылец. Зерновки злаков нередко также являются живородящими. Это обнаруживается как постоянное явление у одной обыкновенной Poa - так и названной Poa vivipara, т.е. живородящая - и как исключение в мочливую погоду встречается и у наших возделываемых злаков.
Гораздо сложнее формы плодов, заключающие многочисленные семена: 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 плодник, 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 Тань уже успела потерять часть своей воды, между тем как внутренние ею еще переполнены, каждая створка стремиться изогнуться кнаружи или даже закручивается винтом, причем семена с силой разбрасываются. На Кавказе встречается другое растение, так называемый бешенный 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, служит 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 - хохолок, 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 ледоицеи. 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 волокнисто-мочалистый 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 путешествий.
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 ковыля, не перистого, а другого вида, так называемые тырсы; они в нижней части очень заострены, колются, как игла, а в верхней несут длинные, не пушистые, а просто нитевидные ости, которые, засыхая, крутятся, обхватывая своими петлями и узлами все, с чем приходят в соприкосновение. 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 по неосторожности пытаются их выкусить, впиваются своими ужасными колючками в рот, так что несчастное животное, не будучи в состоянии освободится 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 потребляют 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 накапливаются 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 предлагают 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 птичьем 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. Обьясняется это очень просто: ножки плодов обладают тем, что мы говоря о росте, называем 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 перемежаться 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 ковыля, 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-по-малу, 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 обьяснения, помимо воображаемой сознательности растения. Его будто бы сходства с животным или даже человеком. Какое обьяснение 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.

  


СТАТИСТИКА