Размножение цветковых растений (стр. 2 из 4)

Однако оставим утверждение о приоритете Камерариуса на совести указанных историков естествознания и перейдем к изложению сущности его исследований. Осматривая в 1690 г. посадки в Тюбингенском ботаническом саду, Камерариус обратил внимание на странную форму плодоношения шелковицы, плоды единственного экземпляра которой не имели семян. Он объяснил это явление тем обстоятельством, что дерево это росло одиноко и вблизи не было другого, мужского, экземпляра этого растения. В своих записях он сравнил это бессемянное плодоношение шелковицы с появлением иногда у кур неоплодотворенных яиц-болтунов.

Правильность своего заключения он задумал проверить в 1691 г. в опыте, объектом которого избрал два дикорастущих женских экземпляра обычного двудомного растения пролески. Когда он изолировал их от соседних мужских экземпляров, оба растения не принесли семян. Менее удачны и противоречивы были его опыты с коноплей. После этого он перешел к опытам с клещевиной и кукурузой – однодомными растениями, имеющими раздельнополые цветы. Если он удалял у клещевины и маиса мужские цветы раньше, чем развились пыльцевые мешки, то никогда не получалось зрелых семян.

Следует отметить, что, констатировав в обоеполых цветках близкое соседство тычинок и пестиков, Камерариус ошибочно считал эти цветки самоопыляющимися. Его современник Сваммердам открыл гермафродитизм у улитки, и Камерариус упоминает об этом, отмечая что соединение мужских и женских органов, крайне редкое в животном царстве, типично для растений. В то же время он удивляется тому, что улитки не оплодотворяют себя самих, подобно тому как это происходит, по его мнению, у растений.

Учение о существовании у растений настоящих половых органов, заключенных в цветке, принимает целый ряд ученых того времени, и в числе их Лейбниц, Буркгард, Вальян и Линней. Правда, эти ученые очень мало внимания уделяли экспериментам, ограничиваясь в основном или наблюдением, или одним морфологическим изучением цветов. Их взгляды зачастую основывались на фантастическом толковании сущности полового акта у растений. Особенно отличался в фантазировании на эту тему красноречивый французский профессор Вальян. В своих лекциях он проводил весьма рискованные параллели между половым актом, совершающимся в цветке растений и половым актом человека, а тычинкам и пестику отводил роль органов совокупления. Лекции Вальяна, однако, имели большое научно-пропагандистское значение, создав учению о поле у растений широкую популярность.

Переломным моментом в истории развития половой теории цветка явились труды великого шведского естествоиспытателя Карла Линнея (1707–1778). Как известно, в основу своей ботанической классификации Линней положил количество тычинок и пестиков и их взаиморасположение в цветке. Само собой разумеется, что это потребовало от него предварительного весьма внимательного изучения строения цветка. Линнею мы обязаны точным установлением названий, относящихся к различным частям цветка, – этими названиями наука пользуется до настоящего времени. В тычинке Линней отмечает нить и пыльник, в пестике – завязь, столбик и рыльце. Эти основы ботанической терминологии были предложены им еще в 1736 г.

Схему функционального значения отдельных частей цветка Линней заимствовал у Вальяна и так же отождествлял органы цветка с половыми органами человека. Основательно переработав и дополнив эту схему своими собственными наблюдениями, он предложил ее в своем классическом труде «Философия ботаники» как основу так называемой половой системы растительного царства. А в 1759 г. Линней принял участие в объявленном Российской Академией наук конкурсе на тему о существовании пола у растений. Представленное им сочинение на латинском языке «Рассуждение о различном поле у растений Карла Линнея» было удостоено премии.

Вот что он писал: «Чашечка соответствует брачному ложу; венчик – брачному покрывалу; тычиночные нити – семявыносящим протокам; пыльники – мужским семенным железам, пыльца – мужскому семени; рыльце пестика соответствует наружным частям женских половых органов; столбик пестика – влагалищу, а завязь – яичнику; околоплодник –оплодотворенному яичнику, а семя растения – яйцу. Чашечка может быть также принята за аналог больших наружных губ или крайней плоти, а венчик может быть приравнен внутренним малым губам женских половых органов».

Работа Конрада Гертнера получила широкую известность, но не она принесла половой теории цветка окончательную победу. Только прогремевшие на весь мир ботанические исследования великого Чарлза Дарвина сделали эту истину несомненной. Они раскрыли в строении цветка целый ряд удивительных приспособлений, казавшихся блестящим аргументом в пользу учения о творческой роли естественного отбора в процессе эволюции растительного мира. Сам же Дарвин называл своим ближайшим предшественником в изучении тайн цветка Христиана Конрада Шпренгеля. Кто же такой Шпренгель?

Христиан Шпренгель родился в 1750 г. в г. Бранденбурге и работал школьным учителем в разных городах Германии. К 30 годам Шпренгель был назначен ректором средней школы в Шпандау. Но недолго молодой педагог трудился на этом административном посту. Шпренгель был натуралистом по призванию и вдохновенным наблюдателем природы. Он занимался ботаникой с таким рвением, что навлек на себя немилость начальства и осуждение бюргеров городка Шпандау. Шпренгелю не могли простить того, что по воскресеньям, когда ректору полагалось вместе с учениками и педагогами посещать церковь, он легкомысленно предпринимал ботанические экскурсии и из-за этого опаздывал на проповедь.

Шпренгелю пришлось оставить службу. Перебиваясь частными уроками, он каждую свободную минуту посвящал полевым ботаническим исследованиям. Он изучал жизнь цветов и картины живого «общения» цветов и насекомых. Шпренгель был убежден в ограниченности того лабораторного метода изучения растения по гербарным образцам, который господствовал в науке того времени. Он говорил, что «тот, кто собирает цветы в поле и затем исследует их в комнате, никогда не поймет плана природы, заложенного в строении цветов. Растения надо, наоборот, изучать там, где они произрастают, и обращать внимание на то, посещаются ли они насекомыми и какими именно, исследовать, как ведут себя эти насекомые».

Шпренгель выпустил в свет труд, названный им «Открытая тайна природы в строении и опылении цветов». Эта книга, бывшая долгое время в забвении, теперь по справедливости считается родоначальницей целой отрасли современной ботаники – биологии цветов. В предисловии к этому сочинению Шпренгель писал: «Мои исследования все более и более убеждают меня в том, что многие, пожалуй, даже все, цветы, содержащие нектар, опыляются насекомыми, питающимися этим нектаром; что хотя подобное питание насекомых и является для них конечною целью, но по отношению к цветам служит только средством, притом единственным, для их опыления, что все строение таких цветов может быть объяснено, если мы при их исследовании будем иметь в виду следующие пункты:

1. Цветы опыляются тем или другим видом насекомых или многими видами их.

2. Это производится таким образом: насекомые, отыскивая нектар цветов, или порхают над ними, или вползают в них по определенной дороге, или летают вокруг, при этом неизбежно смахивают своим, по большей части, волосистым телом или какой-либо его частью пыльцу с пыльников и переносят ее на рыльца, рыльца для удержания пыльцы бывают покрыты короткими и нежными волосками или какой-либо клейкой жидкостью».

Заслуги Христиана Конрада Шпренгеля не ограничились открытием только общего факта участия насекомых в оплодотворении цветков – он открыл и те условия, которые препятствуют самоопылению обоеполых цветков. Ученые – предшественники Шпренгеля – Камерариус и Кельрейтер считали тесный круг мужских и женских органов одного и того же цветка брачным кругом растения и полагали, что они постоянно заключают браки в своем семейном кругу. Этот взгляд определенно проглядывает и в знаменитой «Системе растений Линнея». Великий натуралист различает растения одномужние, двумужние и т.д., сообразно числу тычинок, окружающих женские органы цветка. Линней как бы подчеркивал этим, что в одних цветках на одну «жену» (пестик) или на группу «жен» приходится один «муж», в других – 2, 3, 4, 10 и т.д. Линнея нисколько не смущало братское происхождение всех этих органов и развитие их на одном материнском побеге. Он видел в животном мире нередкие случаи кровосмешения братьев и сестер и, по-видимому, считал этот порядок совершенно нормальным и в мире цветов.

Шпренгель первым раскрыл истину в этом вопросе. Он доказал путем точных наблюдений, что цветы всеми возможными способами избегают самооплодотворения и что тычинки и пестики, собранные в кружок на дне цветка, – не супруги, а «братья» и «сестры», в большинстве случаев достигающие половой зрелости в разные сроки (явление дихогамии). До Шпренгеля явления разновременного созревания тычинок и пестиков у кипрея наблюдал Кельрейтер, но смысл этого, как и смысл другого подмеченного им явления – неспособности рылец коровяка к опылению собственной пыльцой – остался для него неясным, и Кельрейтер откровенно говорит: «Я не буду останавливаться на этом явлении, так как я не могу дать правильного объяснения его».