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.