Как насекомые узнают цветки одного и того же вида?
В хороший день, когда пчелы непрестанно садились на синие цветки лобелии в саду, он срезал с некоторых из них все лепестки, а с других только нижние полосатые. И больше пчелы не высасывали нектар из этих цветков. Дарвин срезал по два верхних маленьких лепестка, — пчелы садились на цветки лобелии и пили нектар.
Окраска венчика не является единственным распознавательным признаком для пчел. Нектар, аромат — такие же знаки.
Дарвин наблюдал, сколько цветков посещали пчелы и шмели в минуту. Он видел, как шмель в одну минуту посетил двадцать четыре цветка льнянки. В течение четверти часа цветок на верхушке энотеры был посещен восемь раз разными шмелями.
Дарвин часто находил цветки многих растений прогрызенными насекомыми. Он видел целые поля красного клевера в таком состоянии. Часто прогрызают цветки шмели, а потом этими отверстиями пользуются и пчелы.
В 1857 году в течение нескольких недель Дарвин наблюдал за многоцветковой фасолью. Он ежедневно видел, что пчелы и шмели высасывали нектар через зев цветка. Но однажды он заметил, что несколько шмелей прорезывают отверстия в одном цветке вслед за другим. И на следующий день все пчелы без исключения подлетали прямо к чашечке и пили нектар через отверстия, проделанные шмелями. В Южной Америке так поступают некоторые виды колибри, иволги.
Дарвин открыл, что насекомые прогрызают цветки лишь при скученном росте растений. В саду Дарвина каждое растение обыкновенной фасоли на грядах имело много продырявленных цветков. Но три растения, случайно появившиеся в разных частях сада, не имели ни одного такого цветка.
Вот почему это происходит. Цветки растений, растущих большими массивами, хорошо заметны. Пчелы усердно посещают их и находят многие нектарники уже пустыми. Прогрызая цветок снизу, пчелы быстрее обнаруживают, имеется ли нектар, и, если имеется, добывают его скорее, чем проникая через зев. Продырявленные цветки остаются неопыленными.
Семена дадут только способные к самоопылению растения. Потомство будет слабым. Число особей сократится.
Пчелы будут сокращаться численно за отсутствием достаточного количества нектара. Вместо массивов растений этого вида появятся редкие экземпляры. Тогда пчелы станут добывать нектар нормальным путем. «В этом случае будет образовываться больше семян, и сеянцы, являясь продуктом перекрестного опыления, будут отличаться мощностью, — говорит Дарвин, — так что вид будет стремиться численно возрастать, чтобы затем снова подвергнуться задержке в своем численном возрастании, как только растение опять будет расти сплошными массами».
Незадолго до смерти, 6 февраля 1882 года, Дарвин пишет предисловие к немецкой книге «Оплодотворение цветков» Германа Мюллера, набрасывая в нем программу дальнейших исследований в этой области.
Это как бы его завещание будущим ученым.
Надо изучать биологию растений с мелкими цветками, которых не посещают дневные насекомые. Возможно, они опыляются ночными насекомыми? Надо изучать разнообразие пестиков и тычинок у некоторых видов. И особенно важно — продолжать изучение различий самоопыляющихся и перекрестно опыляющихся растений.
Труд Дарвина вызвал тысячи научных исследований по биологии цветения, показав огромное значение этой проблемы для науки и для практики сельского хозяйства.
Разные формы цветков
«Ярко встает в памяти образ отца, подсчитывающего с помощью лупы семена, — вспоминает Френсис Дарвин, — с веселостью, необычной при столь механической работе, как подсчет. Я думаю, что каждое семечко представлялось ему маленьким кобольдом, [49] пытавшимся подшутить над ним, прыгнув не в ту кучку или даже совсем удрав».
При помощи подсчета семян Дарвин разъяснял биологический смысл строения растений.
Для него было ясным, что перекрестное опыление всего лучше обеспечивается у растений с однополыми цветками, содержащими одни тычинки или одни пестики.
Но встречается множество растений с двуполыми цветками. Как же обеспечивается перекрестное опыление у них? На этот вопрос Дарвин также дал ответ.
Как-то летом, вскоре после возвращения из путешествия, он заметил, что в одних обоеполых цветках желтого льна — длинные столбики и короткие тычинки, в других — длинные тычинки и короткие столбики. Дарвин решил, что это случай изменчивости, не имеющий значения.