ЧУЖАЯ ПЫЛЬЦА

Преимущества и Недостатки двуполых растений. —
«Трехпалое» растение — плакун-трава и половые 
превращения «дерева-коровы». — Злаки в степях 
и кофейное дерево на острове Гваделупа. — 
О чем говорит опыт искусственного опыления 
растений в Советском Союзе.

В одном из своих стихотворений поэт А. Кольцов спрашивал, говоря о цветке:

Скажи, зачем ты так алеешь, 
Росой, заискрясь, пламенеешь?

Во времена Кольцова, в сущности, очень немногие знали об относящихся к середине XVIII века работах крупнейшего русского агронома и выдающегося натуралиста Андрея Тимофеевича Болотова, который намного опередил ученьях всех других стран в понимании материальной сущности процесса оплодотворения у растений.

Уже в одном из ранних своих сообщений «Опыт над яблоневыми семе нами» А. Т. Болотов писал: «Во время цвету яблони они (цветы) ежедневно посещаются множеством пчел, которые, перелетая с одного дерева на другие, ищут в цветах их меду и, между прочим, для составления так называемого в сотах их хлеба набирают на задние их ножки... желтую семенную пыль и производят так называемую и видимую на ножках их колошку; то легко может статься, что они в тех цветках, в коих семенная пыль еще не созрела, дотрагиваются своею колошкою до не обсемененных еще пестиков, прежде нежели они осыпятся своею собственной семенной пылью, а чрез то и подают средство натуре зародить в тех цветах... семена».

В других своих соединениях, в частности в статьях, опубликованных в 1780 году в «Экономическом магазине», А. Т. Болотов уже не в порядке догадок, а как об установленных фактах писал, что «произрастение со всеми своими цветками и зародышами не может иногда произвести плодов и семян, и по крайней мере сих последних в надлежащем совершенстве и годными к возобновлению и размножению своего рода, есть ли не воспоследуют некоторые необходимо надобные происшествия, зависящие не всегда от действий самого того же произрастения, но нередко совсем от посторонних причин, как, например, от иных произрастений, от воздуха, ветра, росы, а нередко и самих насекомых».

«Зарождение семени плодов, — писал в другой статье А. Т. Болотов, — может производиться не только «ветрами», но также «посредством некоторых насекомых, а особливо пчел, ползающих по цветам для добывания из них медоватого сока... и пчелиного хлеба. Они собирают со многих цветов сию семенную пыль на свои колошки; но, ползая далее по цвету, натаскивают ее на пестики и чрез самое то подают ей случай попадать туда, куда должно...»

Глубокий вклад в науку о взаимоотношениях цветков и пчел сделал также Иосиф Кельрейтер, который опубликовал в «Актах Российской Академии наук» сообщение о своих наблюдениях и о проведенных в Санкт-Петербургском ботаническом саду опытах, показавших, что насекомые принимают участие в опылении растений, что нектар служит средством привлечения насекомых, что мед производится пчелами из нектара.

Опыт Чарлза Дарвина с льнянкой продолжил изучение этого вопроса и явился одной из первых попыток установить биологические последствия опыления цветков насекомыми.

Это был очень простой опыт.

Одна большая грядка самоопыленных, то-есть опыленных собственной пыльцой, и вторая грядка перекрестноопыленных, то-есть опыленных пыльцой с других растений сеянцев льнянки, были выращены рядом.

«К моему изумлению, — писал Дарвин, — растения, полученные от перекрестного опыления, во взрослом состоянии были явно более крупными и более мощными, чем растения, полученные от самоопыления. Пчелы беспрерывно посещают цветы этой льнянки и переносят пыльцу с одного цветка на другой, и если не допускать насекомых, то цветы производят очень мало семян; таким образом, дикие растения, из семян которых были выращены мои сеянцы, должны были опыляться перекрестно на протяжении всех предыдущих поколений. Поэтому казалось совершенно невероятным, чтобы разница между двумя грядами сеянцев могла быть следствием лишь однократного акта самоопыления... Я приписал этот результат тому, что семена от самоопыления не вполне созрели, хотя и казалось невероятным, чтобы все они были недозрелыми или что это следствие какой-либо иной случайной и необъяснимой причины.

В следующем году с той же самой целью, как и прежде, я вырастил две большие... гряды самоопыленных и перекрестноопыленных сеянцев гвоздики диантус кариофиллус. Это растение, подобно льнянке, почти бесплодно в том случае, когда к нему не имеют доступа насекомые. И мы можем сделать тот же вывод, что и прежде, именно, что родительские растения этих сеянцев должны были опыляться перекрестно на протяжении всех или почти всех предыдущих поколений. Несмотря на это, сеянцы от самоопыления были явно ниже по своей высоте и мощности по сравнению с сеянцами от перекрестного опыления».

С этого и начата была грандиозная серия известных исследований Дарвина, продолжавшихся десять лет и показавших, что подавляющее большинство растений нуждается в перекрестном опылении и страдает от самоопыления.

Исследования Дарвина попутно открыли бесконечное количество замечательно разнообразных средств и способов, с помощью которых природа растений предохраняет себя от вредного самоопыления и обеспечивает для оплодотворения своих цветков получение пыльцы с других растений.

Некоторые виды, как ива-бредина или конопля, раздельнополы и двудомны: на одних растениях образуются только мужские, на других только женские цветки. Здесь опыление чужой пыльцой обязательно при всех условиях.

Имеются и виды однодомные с раздельнополыми цветками. Вспомним кукурузу, огурец, тыкву, дыню.

Однако раздельнополость в конечном счете невыгодна и растениям и насекомым. Она и не имеет в природе широкого распространения.

Ведь двуполые цветки посещаются насекомыми, собирающими и пыльцу и нектар, а раздельнополые растения и цветки привлекают насекомых в два раза слабее.

Если даже насекомое посещает подряд без разбора и мужские и женские цветки одного вида, то здесь полезными будут только пятьдесят процентов посещений, тогда как на двуполых цветках каждое посещение насекомого может производить опыление.

Из всего сказанного ясно, что для работы на однополых цветках требуется по крайней мере вдвое большее число насекомых-опылителей.

Вот почему так распространились виды с двуполыми цветками.

А для того чтобы предотвратить их самоопыление, сложились тысячи приспособлений.

В цветке липы, например, пестик созревает только после того, как тычинки цветка перестали пылить. У люпина и люцерны рыльце пестиков покрыто пленкой. В цветке орешника пестик, наоборот, созревает раньше, чем начнут пылить тычинки. Цветки красного клевера, рискуя остаться неопыленными, совершенно не принимают ни своей пыльцы, ни даже пыльцы других цветков того же растения и дожидаются, пока будет доставлена насекомыми пыльца обязательно с цветков другого растения.

Некоторые плодовые способны опыляться пыльцой не просто с других деревьев, но обязательно с деревьев другого сорта!

У многих растений обоеполые цветки раскрываются не все сразу, а постепенно, причем снизу вверх: когда с верхних цветков начинает осыпаться зрелая пыльца, нижние цветки уже успели опылиться и, таким образом, застрахованы от опыления пыльцой материнского растения.

На дубе, у которого цветки раздельнополые, женские цветки расположены в верхней части дерева, а мужские — ниже, благодаря чему возможность самоопыления здесь исключена, даже если пыльца осыпается.

Бесконечно разнообразны и «остроумны» анатомические и физиологические особенности растений, предохраняющие их от самоопыления и обеспечивающие для цветков получение чужой пыльцы.

В ряду этих особенностей для нас наибольший интерес представляют всевозможные детали взаимной приспособленности, обоюдной пригнанности устройства цветка и формы тела насекомого, которое этот цветок опыляет. Такая тонкая анатомическая, а как теперь выясняется — и физиологическая взаимоприспособленность цветков и насекомых-опылителей позволяет думать, что насекомые являются в какой-то мере производными растений. Это не следует понимать только в том смысле, что состав тела насекомого несет определенный «физико-химический отзвук», отражение состава растения, которым оно питается.

Сами растения в большей или меньшей степени тоже ведь приспособились к насекомым, без которых они не могут размножаться.

Из существования связи, о которой здесь идет речь, можно сделать вывод, что в формировании наследственности цветковых растений и их опылителей есть какое-то общее, жизненно важное для обоих звено, какое-то условие, включаемое в развитие обоих участников процесса опыления.

Чем может быть это обоюдно важное условие?

Пчелы пользуются от цветков только нектаром и пыльцой, причем сам нектар, привлекающий насекомых на цветки, как известно, непосредственно для процесса оплодотворения растений не требуется. В то же время пыльца, без которой завязывание семян, как правило, невозможно, для пчел служит не только незаменимым личиночным кормом, но и обязательной пищей кормилиц, питающих матку. Естественно поэтому предположить, что развитие взаимного приспособления в наиболее прямой форме могло согласовываться здесь через пыльцу,

Значит, может быть, удастся и искусственно взаимоприспособить растения и насекомых, связь которых в ряде случаев человеку требуется сделать более совершенной и полной.

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.

Давно известно, что гречиха образует обоеполые цветки двух сортов: 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 получаются семена, дающие 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 возможными уже шесть попарных комбинаций перекрестного опыления, дающего полноценное потомство.

Менее известно авокадо, прозванное за его маслянистые плоды «деревом-коровой». Это растение упорно акклиматизируют сейчас на советском Черноморском побережье, к югу от Сочи.

Все растения авокадо делятся на две совершенно неотличимые по внешним признакам группы. Они разнятся лишь «поведением» (уже не формой, а только поведением) своих обоеполых цветков, собранных в гроздья. В деревьях первой группы, группы А, как ее называют плодоводы, цветки принимают пыльцу только утром, когда они сами не пылят, во второй группе — Б — только вечером.

Значит, дерево группы А бывает утром женским, а вечером мужским; группы Б, наоборот, утром — мужским, вечером — женским.

Благодаря этому успешное опыление возможно только между деревьями разных групп. Эта форма опыления, открытая сравнительно недавно, на новом примере показала, как изобретательна природа в ее стремлении избежать самоопыления, к которому она, по выразительному определению Дарвина, «питает отвращение».

И во многих других случаях устройство и вся физиология цветков обоеполых растений всячески благоприятствуют перекрестному опылению. Цветок избирает благотворную чужую пыльцу, которая несет с собой силу и жизнеспособность потомства.

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 бывает нередко полезнее оплодотворяться своей пыльцой, нежели оставаться вовсе неопыленными, если нет чужой пыльцы, если она не принесена ни ветром, ни насекомыми — это наблюдение давно сделано биологами.

У самоопыления, как способа самостраховки от бесплодия, тоже есть свои плюсы.

Академик В. Л. Комаров в одной из своих книг указывает, 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 ярко 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 пчелами и дают им щедрый взяток пыльцы и нектара. Однако колхозам, возделывающим подсолнечник, приходится ежегодно на все больших и больших площадях производить искусственное дополнительное опыление цветков подсолнечника.

В дни, когда зацветают его корзинки, колхозницы-стахановки движутся по междурядьям посевов и сшитыми из кроличьих шкурок мягкими круглыми рукавичками поглаживают золотые головки, собирая в пуху рукавичек пыльцу, которая переносится с корзинки на корзинку. Благодаря этому в цветках завязывается больше семян, семена вырастают более крупные и урожай значительно увеличивается.

Широкое применение получило искусственное дополнительное опыление гречихи.

И везде этот прием ухода за посевами приносит прибавку урожая и служит убедительным доказательством необходимости быстрого увеличения числа насекомых, опыляющих посевы.

Совершенно очевидно, что когда в колхозах будет еще больше пасек и когда пасеки станут еще большими, потребность в искусственном дополнительном опылении посевов ряда культур отпадет. Это будет тем более правильно и полезно, что насекомоопыление — пчелоопыление — имеет еще одно важное преимущество, о котором и рассказывается в следующей главе.