Посмотрим внимательно, в чем проявляется взаимное приспособление насекомых и растений.
Давно известно, что каждая пчела, посетив цветок орхидеи, шалфея и подобных им растений, уносит на себе пыльцу, которую опускающаяся, как рычаг, тычинка прикрепляет к телу насекомого как раз на том месте, с которого эта пыльца при посещении следующего цветка будет безукоризненно точно нанесена на рыльце.
Стоит напомнить, что гречиха, о которой далее будет случай рассказать особо, образует обоеполые цветки двух форм: одни с короткими тычинками и длинным пестиком и другие с длинными тычинками и с коротким пестиком. Перекрестное оплодотворение двух растений разных форм дает полноценные семена, соответствует по-настоящему перекрестному опылению. Однотипные же цветки при скрещивании между собой дают семена только немногим лучшие, чем при насильственном самоопылении.
Примерно так же обстоит дело у примулы-первоцвета с двумя сортами обоеполых цветков – одного как бы более мужского, другого как бы более женского, от переопыления которых только и получаются семена, дающие вполне полноценные растения.
Еще более сложно устроена в этом отношении плакун-трава. Плакун-трава (кому приходилось бродить по сырым лугам, тот знает ее густые пунцовые соцветия) имеет цветы уже не двух, а даже трех форм: длинно-столбчатые, среднестолбчатые и короткостолбчатые. Это, в сущности, растение как бы трехполое. Недаром народ давно прозвал его дербенником – тройчаком. Каждая из форм этого тройчака образует цветки с пестиками и тычинками, но одна форма является более мужской, другая – более женской, третья – средней между ними.
Разная у каждой формы длина тычинок и пестика делает возможным уже шесть попарных комбинаций перекрестного опыления, дающего полноценное потомство.
Менее известно авокадо, прозванное за его маслянистые плоды деревом-коровой. Это растение возделывается на Черноморском побережье Кавказа, к югу от Сочи.
Внешне совершенно одинаковые авокадо на деле образуют две группы, различные не по строению, а, так сказать, по поведению обоеполых цветков, собранных в гроздья. Одни, скажем, группы А, образуют цветки, принимающие пыльцу только по утрам, когда они сами не пылят, вторые, группы Б, – только вечером.
Значит, деревья группы А бывают по утрам женскими, а вечером становятся мужскими, а в группе Б наоборот: утром – мужскими, вечером – женскими.
Таким образом, опыление возможно только между деревьями разных групп. Этот новый пример показал, как изобретательна природа в ее попытках избежать самоопыления, к которому она, по выразительному определению Дарвина, «питает отвращение».
И во многих других случаях устройство и физиология цветков обоеполых растений всячески благоприятствуют перекрестному опылению. Цветок избирает благотворную чужую пыльцу, которая придает потомству силу и жизнеспособность.
Наряду с этим существуют растения, которые могут завязать плод и от опыления собственной пыльцой.
Уже Дарвин доказал, почему в природе создавались и создаются самоопылители. Для продолжения потомства растениям приходится допускать оплодотворение, собственной пыльцой, лишь бы не остаться вовсе не опыленными, раз нет чужой пыльцы, если она не приносится ни ветром, ни насекомыми.
У самоопыления, как способа самостраховки от бесплодия, тоже есть свои плюсы.
Академик В. Комаров в одной из своих книг отмечает, что «цветковым растениям пришлось во многих странах, где мало насекомых и простор ветру, например в степях, снова приспособиться к опылению ветром и упрощать строение цветка».
Даже в богатых насекомыми субтропических и тропических странах растения страдают от недостатка опылителей.
Кофейное дерево, например, в диком состоянии опылялось и опыляется насекомыми. Но когда на острове Гваделупа появились крупные плантации этой культуры, для которых в природе не нашлось достаточного количества насекомых-опылителей, кофейное дерево стало, и довольно скоро, отчетливо выраженным ветроопыляемым растением.
Впрочем, остров Гваделупа с его кофейными плантациями находится достаточно далеко.
Мы знаем теперь несравненно более близкие нам примеры, убедительно говорящие о том, насколько острой становится для растущего сельскохозяйственного производства, для многих растений полевой культуры потребность в насекомых-опылителях.
Цветки подсолнечника очень охотно посещаются пче-: лами и дают им щедрый взяток пыльцы и нектара. Однако колхозам и совхозам, возделывающим подсолнечник, приходилось ежегодно на все больших и больших площадях производить искусственное дополнительное опыление цветков. Пчел в хозяйстве было недостаточно, и потому в дни, когда зацветали посевы, полеводческие бригады выходили на междурядья и сшитыми– из кроличьих шкурбк мягкими круглыми рукавичками поглаживали золотые головки, собирая в пуху рукавичек пыльцу, которая переносилась с корзинки на корзинку. Благодаря этому в цветках завязывалось больше семян, семена вырастали более крупные, и урожай значительно увеличивался.
Применялось также искусственное дополнительное опыление гречихи.
Этот прием ухода за посевами приносил прибавку урожая и служил убедительным доказательством того, как необходимы насекомые, опыляющие посевы. А ведь естественное насекомоопыление – пчелоопыление – имеет еще одно важное преимущество, о котором и рассказывается в следующей главе.
Смесь пыльцы
В свое время академик Т. Кварацхелия взял под наблюдение в Мухранском университетском хозяйстве, близ Тбилиси, дерево яблони Канадский ранет.
Весной, когда цветочные почки на дереве стали набухать, крону разделили на три части, оставив в каждой одинаковое количество цветков. Первую треть кроны одели в надежный матерчатый изолятор, преградивший насекомым путь к веткам. Все цветки здесь были опылены искусственно, вручную. Вторая треть кроны была покрыта просторным марлевым колпаком – изолятором, под который поставили улеек с пчелами. Эти пчелы вынуждены были работать только на цветках под марлей. Последнюю треть кроны оставили открытой для ветра и насекомых.
Когда цветение дерева окончилось, был произведен подсчет завязавшихся плодов.
Из всех искусственно опылённых цветков только шестая часть дала завязь. На открытой части кроны завязи образовались на одной трети всех цветков. Под марлей, где работали пчелы, завязь была получена на половине цветков.
К осени на ветвях с искусственно опыленными цветками плодов было совсем мало, и ветви торчали кверху.
На той части кроны, которая оставалась открытой, ветви были слегка согнуты.
Там же, где под марлей летали пчелы, ветви до самой земли поникли под тяжестью урожая.
В годы, когда проводился этот опыт, еще неясно было, почему из ста добросовестно опыленных вручную цветков плод завязался только в шестнадцати, тогда как из ста таких же цветков, опыленных естественным путем, в данном случае пчелами, завязь образовали почти шестьдесят. Теперь исследования в этой области продвинулись далеко вперед.
Подробнее и глубже всего разработан этот вопрос на примере злаков.
Пшеница – растение самоопыляющееся. Созревшие пыльники ее тонконогих тычинок в еще не раскрывшемся цветке оставляют пыльцу на рано созревающем мохнатом рыльце, и эта пыльца, как положено, прорастает по направлению к завязи. Здесь сливаются мужская и женская клетки и образуется пшеничная зерновка.
Пшеница настолько исправно опыляет себя собственной пыльцой, что селекционеры при скрещивании двух ее разновидностей вынуждены заранее удалять из будущих, еще не сформировавшихся полностью цветков незрелые тычинки.
Такая хирургическая операция, проведенная вовремя, предупреждает самоопыление, и заблаговременно кастрированный цветок, на который потом тонкой кисточкой наносится чужая пыльца, действительно может дать задуманное селекционером гибридное семя – плод двух отобранных им разновидностей.
Создается впечатление, что цветок пшеницы избегает чужой пыльцы и только в результате кастрации смиряется с необходимостью принять ее.
Но между прочим, как часто плод от этого насилия оказывается неполноценным, маложизненным, уступающим в силе обоим родителям. Сколько страниц в истории селекции пшеницы посвящено описаниям горьких разочарований гибридизаторов, которые, скрестив прекрасные сорта, получали ничего не стоящие помеси.
Не опровергает ли в таком случае пример с пшеницей вывод Дарвина о неизбежном вреде длительного самоопыления?
Нет! Пшеница – это только новая иллюстрация, новое подтверждение правила.
И Дарвин уже знал, что цветки пшеницы после самоопыления приоткрываются и выбрасывают пыльники.
«Мистер Вильсон думает, – писал Дарвин, отвечая одному из своих корреспондентов, – что вся пыльца, высыпаемая выставившимися наружу пыльниками, совершенно бесполезна. Это заключение, которое потребовало бы очень строгой проверки для того, чтобы заставить меня его признать».
