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.