Влияние измененных условий на половые клетки растений кажется Дарвину очень важным вопросом. Он пишет об этом молодому садоводу Джону Скотту. Это был очень бедный человек, рано оставшийся сиротой и вынужденный пойти в услужение в качестве рабочего-садовода. Дарвин говорил, что он не встречал людей таких способных к наблюдениям, как Скотт. По совету и просьбе Дарвина он проделал наблюдения над размножением и скрещиванием растений. Все они подтверждали выводы Дарвина.
Изучение перекрестного опыления заставило ученого внимательно приглядеться к взаимоотношениям цветка и насекомого.
Они гораздо тоньше и многообразнее, чем кажутся на первый взгляд.
Между цветком и насекомым-опылителем существует тесная связь. Это было показано еще в «Происхождении видов».
Из года в год Дарвин систематически наблюдал за насекомыми-опылителями, следил за полетом их, посещением цветка, измерял время и расстояние полетов.
«Шмели и медоносные пчелы являются хорошими ботаниками», — говорит Дарвин.
Такое заключение он сделал, наблюдая, как пчелы безошибочно перелетают с темно-фиолетовых анютиных глазок на ярко-желтые — с одной разновидности на другую того же вида. Многие шмели и мухи также держатся цветков одного и того же вида.
Всегда ли?
Дарвин вскрывает цветки многих растений. В цветках львиного зева, наперстянки, льнянки он нашел много пыльцы энотеры, росшей в том же саду. Следовательно, из правила есть и исключения.
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.