Текст книги "Зеленые оборотни. Рассказы о хищных растениях"

ПРЕДАТЕЛЬСКИЕ РОСИНКИ

Эй, брат-комарик, берегись!

На лист росянки не садись —

придется с жизнью распрощаться:

раз сядешь – вновь уж не подняться.

Дмитрий Кайгородов, натуралист и писатель

У Виталия Бианки, тонкого знатока природы, есть сказ о разудалом комаре, который свирепствовал на болоте, словно соловей-разбойник на большой дороге. Он кусал подряд всех лесных жителей и дерзко набрасывался на посетителей, наводя на всех страх. При этом кичился своей храбростью.

Стрекоза как-то его предупредила:

– Изловит тебя, кровопийцу, Росянка.

– А вот и нет! – заносчиво ответил ей Комар, зная, что никакой зверь его еще ни разу не поймал. А тут какая-то неизвестная Росянка. Эка невидаль! И продолжал разбойничать, как и раньше.

Но вот однажды на вязком болоте заметил Комар во мху маленькую Травинку. Трава как трава, ничего вроде особенного во внешности: прямой стройненький стебелек и колосок, белые цветочки в зеленых колокольчиках.

– Уж не ты ли Росянка – комариная смерть? – на всякий случай спросил забияка незнакомку. Скорее из любопытства, чем из осторожности. Дальнейшее автор описывает так:

«Говорит Травинка приторным голоском:

– Погляди, Комар, на мои листочки!

Поглядел Комар на листочки. Круглые листочки лежат на земле, по краям их частые булавочки, на булавочках медвяная роса капельками.

Как увидел Комар те капельки, сразу пить захотел. Слетел на листок, опустил в каплю носок, стал росу медвяную пить.

Летела мимо Стрекоза, увидала Комара на листке и говорит:

– Попался Комар Росянке!

Хотел Комар крыльями взмахнуть – крылья к листку пристали; хотел ногами шагнуть – ноги увязли; хотел нос вытащить – нос прилип!

Изогнулись гибкие булавочки, вонзились в комариное тело, прижали Комара к листку – и выпила Росянка комариную кровь, как пил Комар кровь звериную, птичью и человечью.

Тут Комару и смерть пришла.

А Росянка и по сей день на болоте живет и других комаров к себе ждет».

В основе этого сказочного события – реалии, имеющие мес то на самом деле. Писатель лишь облек их в форму, удобную для детского понимания. Мы же обратимся к научным истокам описанного явления, которое может происходить не только с комарами.

Одной из таких маленьких лесных драм заинтересовался однажды английский натуралист Чарльз Роберт Дарвин, уже прославившийся к тому времени своими работами по происхождению видов, и … сделал в результате новое открытие. Не менее значимое, чем предыдущие.

Английский естествоиспытатель Чарльз Дарвин

А начиналась эта история очень буднично.

Летом 1860 года хорошо известный уже в ученом мире исследователь решил отдохнуть от повседневных забот близ Хартфильда – небольшой деревушки, где жила старшая сестра его жены. Близость к природе, тишина и чистый воздух способствовали этому. Ботанику всегда нравились пешие прогулки по живописным окрестностям, и он стал совершать их здесь ежедневно.

Во время одной из них он обнаружил среди кустиков вереска заросли обыкновенной росянки со множеством прилипших к ее листьям мух и мошкары. Дарвин был внимательным наблюдателем. Особенно его привлекали исключения. Здесь, похоже, подвернулся именно такой случай. Ученому доводилось слышать уже, что листья увиденного им болотного растения улавливают насекомых подобным образом. Но чтобы в таком огромном количестве?! Именно это его больше всего удивило. Маленькие крылатые пленники – живые, полуживые или уже мертвые – удерживались принудительно практически на всех окружающих его растениях. На самом крупном листе виднелись остатки сразу тринадцати различных насекомых.

В отличие от Гёте, которого в схожей ситуации торопила дорога, Дарвин никуда не спешил и мог спокойно заняться на росянковой лужайке детальным осмотром. Благо зеленых объектов вокруг хватало. Многие листья на росянках выглядели очень странно: то сомкнутые в мешочек, то загнутые по краям, наподобие маленького конвертика, треугольника или чашечки, то в каком-то ином, необычном для листового органа геометрическом положении.

Выбрав наугад дюжину растений, он произвел подсчеты. Из 56 раскрытых листьев на 31 находились мертвые насекомые или их остатки. Главным образом комары и мухи, легкомысленно сновавшие в теплом летнем воздухе, не ведая о близкой опасности. Самой крупной жертвой оказалась маленькая бабочка, присевшая, видимо, на миг отдохнуть на коварный зеленый кружочек, да так и не сумевшая с него снова вспорхнуть.

Несложно было догадаться, что истинный улов гораздо выше. Ведь многие листья не раскрылись, продолжая принудительно удерживать какую-то животную мелочь.

– А если прикинуть сезонную добычу? – задумался ненадолго Дарвин. Она представлялась громадной. Тем более (как подтвердилось и позднее) в листовые ловушки попадали приличных размеров цокотухи и небольшие изящные стрекозы.

– Все это не случайно, – решил ученый. Зачем понадобились маленькой росянке несвойственные зеленому растению хватательные движения? Исторически они могли возникнуть лишь в случае, если полезны организму. Это он твердо знал уже из предыдущих своих исследований. Выходит, малышка что-то выигрывает от такой ловли?

Вопросов возникало множество. Предмет оказался достойным того, чтобы его внимательно изучить в более удобной для исследования обстановке.

Он аккуратно извлек из родной обители несколько экземпляров вместе с корнями, отнес их домой и создал соответствующие условия для роста. Росянки оказались некапризными существами и быстро прижились на новом месте.

Не откладывая дело в долгий ящик, Дарвин провел первый простейший опыт. Наловил возле дома разных насекомых и стал прикасаться их тельцами к листьям растений. Тонкие реснички, или волоски росянки (Дарвин называет их щупальцами), торчащие на листе, повели себя точно так же, как на лужайке. Каждый раз после контакта с той или иной букашкой они приходили в движение и старались захватить легкую добычу.

Было совершенно ясно, что она им нужна. Но для чего все же? Ведь не ради же забавы тратят силы и драгоценную энергию зеленые питомцы солнца.

Ученый изменил условия эксперимента, стал помещать листья в различные азотсодержащие, а также в безазотистые жидкости. Двигательная реакция совершалась только в первых. Дарвин понял: здесь открывается большое поле для совершенно нового исследования. Все дело, стало быть, в питании, важнейшим элементом которого у растений как раз и является азот. Ради него, очевидно, и ведется столь необычная охота. Любопытно, что растение ведет себя при этом на редкость сообразительно и повадки у него словно у животного.

О своих наблюдениях и выводах он восторженно сообщил Аза Грею, выдающемуся американскому ботанику (кстати, иностранному член-корреспонденту Российской академии наук), с которым вел постоянную дружескую переписку.

К исследованиям подключился средний сын Дарвина – Френсис. Ботаник и физиолог, он был надежным сотрудником отца, часто выручавшим его при срочной экспериментальной работе. На сей раз она действительно была неотложной. И результаты остро интересовали обоих.

Френсис посадил росянки в большие горшки, наполненные мхом; разделил их посередине низкими деревянными перегородками и половину растений начал регулярно подкармливать мясом. Другую оставил существовать на собственном пайке – для контроля, как принято в научных опытах. А чтобы голодающие по воле ученых растения ненароком не испортили эксперимент и не вздумали ловить мошек сами, горшки закрыли сверху мелкоячеистой сеткой.

Процесс кормления опытной группы растений был прост и происходил следующим образом: на каждый лист исследователи клали один-два кусочка вареной говядины весом около 10 мг. Спустя несколько дней, когда она исчезала (куда и как – вы узнаете попозже), давали новый точно такой же обед. И так от начала июля до конца сентября.

Искусственная подкормка мясом уже через несколько недель дала первый результат. Росянки в этой группе стали выглядеть намного лучше тех, которые питались самостоятельно, то есть принятым в растительном мире способом. Они хорошо росли и развивались. А листья их содержали в своих клетках больше хлорофилла и крахмала.

К концу августа положительный эффект мясного допинга еще более возрос. А через три месяца – ко времени цветения и плодоношения – он уже окончательно не вызывал никаких сомнений. Опытные растения, постоянно опережавшие своих собратьев за перегородкой и по внешним данным, и по физиологическим признакам, дали в итоге лучший урожай биомассы и в 2,4 раза больше семян.

На зиму ученые переместили сосуды с росянками в теплицу, чтобы продолжить наблюдения. Опытные экземпляры и здесь подтвердили лучшую жизнеспособность, а также устойчивость к возникающим трудностям. Когда их на три месяца лишили возможности охотиться за мошками, они успешно перенесли данное испытание, довольствуясь только благами атмосферы и почвы.

Проведенные наблюдения ясно указывали на то, что безобидная с виду росянка при случае не прочь полакомиться животной пищей. Своей, привычной, судя по всему, ей на болоте не хватает. Со всем этим предстояло разобраться в более детальных экспериментах.

Никаких сомнений теперь о значимости открытого им явления у Дарвина не было. И если раньше он несколько легкомысленно к нему отнесся (планировал заняться им в качестве отдыха над сочинением «Происхождение человека»), то теперь зачислил в разряд неотложных. В письме к своему другу и единомышленнику, геологу и естествоиспытателю Чарльзу Лайелю, посланном осенью того же 1860 года, он сообщал: «В настоящее время Drosera интересует меня больше, чем происхождение всех видов на свете». Ради познания ее удивительных свойств он отодвинул на время в сторону даже свой капитальный научный труд.

Круг исследуемых вопросов все более расширялся. Ловцом и пожирателем насекомых оказалась не только росянка, но и некоторые другие растения. Кропотливая работа по их изучению растянулась на целые 16 лет. Легкой научной прогулки, как вначале казалось, не получилось. Ученый тщательно собирал факты, критически анализировал их, повторял и перепроверял уже проделанные им эксперименты.

Он проводил их даже ночами. Надо же было знать, что делают его зеленые подопечные со своими чувствительными ресничками-щупальцами в темное время суток. Отдыхают или, как и днем, тоже занимаются охотничьим промыслом. Ловят насекомых. Ведь немало их продолжает летать и ночью.

Ловкость этих странных растений по захватыванию и пленению различных букашек несказанно удивляла ученого. И порой ему начинало казаться, что они только притворяются растениями, являясь на самом деле животными. Но у животных нет хлорофилла – изумительного преобразователя солнечной энергии. А тут он присутствовал и выполнял положенные ему на свету созидательные функции. Были и корни, как у всякого нормального растительного организма. Они, наряду с листьями, отвечали за питание.

– И вместе с тем этот разбойничий промысел не свойственен зеленому растению, – вновь задумался Дарвин. – Откуда он взялся и почему? И ведь не случаен, раз продолжает существовать. До чего ж изобретательна и непредсказуема наша матушка-природа!

Терпение его в исследовательской работе не ведало границ. А основательность в опытах тем более была железным правилом. Дарвин подвергал испытанию даже то, что, по выражению его помощника-сына, «большинство людей считало бы совершенно излишним проверять». Этот сплав качеств не раз обеспечивал ему научные победы. Пришла она и при исследовании растений– мухоловов.

Ботаники уверены: их науке сильно повезло, что на болотистой лесной лужайке с росянками (их было там два вида) встретился именно Дарвин – исследователь Божьей милостью. Вкус к познанию тайн природы прорезался у него с очень ранних лет. Мимо интересного, загадочного такой человек просто не мог пройти. С детства он любил всевозможные коллекции, которые, по его собственному признанию, азартно собирал, когда еще только начал посещать школу в Шрусбери – старинном городке, где и родился.

Коллекционный пыл со временем лишь только возрастал. В Кембриджском университете огромной его страстью стала энтомология (наука о насекомых). Наиболее сильное впечатление на молодого студента производили жуки. Он находил их на старых деревьях, на береговых обрывах и даже … на столбах. Однажды ему посчастливилось извлечь из-под трухлявой коры двух редчайших жуков. Держа их в сжатых кулаках, он вдруг заметил и третьего – еще более уникального.

Как его взять, если обе руки уже заняты? Действовать надо было решительно. Жесткокрылый не станет ждать, пока его поймают. Тем более после того, как буквально на глазах подозрительно исчезли два его ближайших товарища.

Другой бы растерялся в подобной ситуации, но Дарвин мгновенно нашел выход. Он не раздумывая сунул одного из пойманных жуков себе за щеку и высвободил правую руку для ловли.

– Теперь никуда от меня не уйдешь, красавчик, – радостно подумал естествоиспытатель.

Так бы оно и вышло, но «затворник» во рту рассудил по-своему. Ему не захотелось сидеть на новом месте, куда его грубо затолкнули – в темноту, сырость и одиночество. В отместку он выпустил в невидимого врага струю омерзительной жидкости. Настолько едкой, что она обожгла исследователю язык. Пришлось срочно выплюнуть непокладистую живую реликвию. Обиднее всего, что под шумок сбежал и тот последний – самый ценный из найденной троицы.

Зато в случае с росянкой Чарльз не упустил своего шанса. И довел дело до триумфального конца.

История с этим маленьким болотным растением наглядно показывает, как неожиданно порою совершаются открытия и как много потом еще надо работать, чтобы в него окончательно поверили. Дарвину, как мы видели, для доказательства феномена плотоядности в растительном мире (детальный разговор о нем впереди) потребовалось целых 16 лет!

Писать об этом удивительном в царстве флоры явлении он начал спустя лишь 12 лет после первого знакомства с ним. Трудиться пришлось с вынужденными (из-за частых болезней) перерывами. Окончательно рукопись была завершена в 1875-м. Но наблюдения и опыты над растительными хищниками не прекращались и во время работы над ней. Одно другому не мешало. А каждый новый факт придавал ботанику уверенности в своей правоте.

Задержку с публикацией материалов он объясняет так: «Как случилось и со всеми другими моими книгами, промедление и на этот раз принесло мне большую пользу, – после такого большого промежутка времени можно критически оценить свою собственную работу, отнесясь к ней почти так же, как если бы она была написана другим человеком».

В этих словах – высочайшая ответственность перед научным миром. Многим современным исследователям стоило бы поучиться такой тщательности. Погоня за быстрой сенсацией нередко только добавляет сор в литературе, который и в наши дни продолжает в ней накапливаться вопреки усилиям по борьбе с ним.

… Итак, точка поставлена. 2 июля Дарвин записывает в свой дневник: «”Насекомоядные растения” вышли в свет. Отпечатано 3000 экземпляров. 2700 проданы немедленно». Весь тираж, как видим, разошелся практически за один день. Настолько велик был интерес к проблеме.

Не менее занятно проследить, что за этим последовало.

Книга произвела настоящий фурор в биологической науке. Само явление вызывало величайшее изумление у ботаников и физиологов. Воцарившееся в те времена смятение в умах ученых очень хорошо прокомментировал немецкий естествоиспытатель Р. Боммели: «Кажется, будто мы находимся в мире, где все происходит наоборот, где заяц поедает охотника и ягненок пожирает волка». Ну как такое возможно? Рассудок поневоле противится подобному порядку вещей, который своей парадоксальностью больше смахивает на беспорядок.

Вопреки приведенным Дарвином строгим фактам очень многие исследователи отказывались верить в существование столь необычного типа питания растений. Среди них были и крупные биологические авторитеты. Не случайно в солидном по тем временам учебнике по фитофизиологии (Руководство к опытной физиологии растений) немецкого исследователя Юлиуса Сакса нет не только самостоятельного раздела, но даже упоминания о странных хищниках – «гибридах травы и зверя», как их тогда называли.

Впрочем, есть чему удивляться и теперь. Во многих современных физиологических руководствах о них тоже ни слова. В лучшем случае пара строчек. А если и больше, то зачастую мелким шрифтом. Вроде как текст второстепенного значения.

О том, какие отзывы посыпались на скандальную книгу, можно судить по выдержке из статьи в одном немецком журнале: «Знаменитый английский ученый Дарвин выставил в новейшее время смелую гипотезу, что существуют растения, которые ловят насекомых и даже едят их, но если мы сопоставим вместе все известное, то должны будем прийти к заключению, что тезис Дарвина… принадлежит к тем теориям, над которыми каждый понимающий ботаник и натуралист мог бы только рассмеяться, если бы эта теория не исходила от прошумевшего Дарвина». Далее выражалась надежда, что немецкие коллеги проявят здравый смысл и данное учение вместе с некоторыми другими дарвиновскими заблуждениями будет выброшено «в ящик научного хлама». Вот так!

Написал статью не рядовой флорист, а довольно известный в науке человек – директор Санкт-Петербургского ботанического сада Э. Л. Регель (1815–1892). Видел бы Эдуард Людвигович, как бережно восстанавливали загубленную в годы блокады коллекцию насекомоядных растений воспитанники его бывшего учреждения. Они смотрели на плотоядное чудо уже без предубеждений.

Периоды непризнания истины бывали в истории науки не раз, но побеждал в итоге действительно здравый смысл. Возобладал он и в данном случае. Теория Дарвина о необычном питании некоторых растений сломала лед недоверия. Зелеными хищниками занялись и другие ученые. В 1878 году два немецких ботаника провели самостоятельные исследования по данному вопросу. Они пришли к тем же результатам, что и Дарвин. Это была окончательная победа.

Желающих попасть к великому исследователю и побеседовать с ним стало еще больше. Но обострились старые болезни и принять он мог немногих и ненадолго. В числе таких счастливчиков оказался известный русский ботаник и физиолог растений – К. А. Тимирязев.

Их встреча произошла в тихом провинциальном Дауне, где обосновался английский ученый со своей лабораторией, вскоре после выхода в свет его громко прозвучавшей книги. Дарвин появился в комнате неожиданно. «Передо мной стоял величавый старик, – делится впечатлениями Климент Аркадьевич, – с большой седой бородой, с глубоко впалыми глазами, спокойный ласковый взгляд которых заставляет забывать об ученом, выдвигая вперед человека. Словом, само собой напрашивалось то сравнение с древним мудрецом или ветхозаветным патриархом, которое я тогда высказал».

Но за внешней безмятежностью даунского отшельника скрывались большие заботы. Атаки оппонентов на нарушителя общепризнанных устоев в питании растений продолжались. И он, защищаясь, вынужден был тратить много сил и энергии на новые эксперименты и доказательства. То есть топтаться на месте там, где для него и так все было ясно.

Особенно задело его недоверие русского ботаника А. Ф. Баталина, который изучал механику движения насекомоядных растений и делился с ним некоторыми наблюдениями. В своей книге, вышедшей из печати следом за дарвиновской, Александр Федорович упрекнул именитого британца в недостаточной аргументации одного из главных выводов: о полезности животной пищи для зеленых хищников. Само питание он тоже рассматривал по– иному: как гниение, вызываемое соответствующими бактериями. А не как пищеварительный процесс (на чем настаивал Дарвин), в котором участвуют ферменты. Разница в трактовке, как видим, существенная.

В конце беседы Тимирязев оказался как бы в роли третейского судьи. Ему предоставили возможность взглянуть на результат дополнительного подкармливания и самому оценить его эффект, независимо от спорящих сторон.

Русского гостя пригласили в вегетационную тепличку, где в это время (уже в который раз!) шел очередной опыт с росянками. Все свидетельствовало, что Дарвин прав, ошибались его противники. Даже на глаз было заметно, что живое подспорье в питании явно шло растениям на пользу. Они выглядели гораздо лучше своих собратьев, кормящихся обычным для зеленого царства путем. Так русский физиолог невольно стал свидетелем неправоты своего соотечественника. Но в науке истина важнее национальных чувств. Здесь она явно была в пользу англичанина.

Второе издание книги о насекомоядных растениях появилось уже после смерти Дарвина. Оно означало полный триумф ее автора. Оппонентов открытого им явления значительно поубавилось. Отдельные скептические голоса уже не могли что-то изменить. Критика постепенно сошла на нет.

Нашлись у него и достойные продолжатели. В Америке проблему плотоядности начал изучать Фрэнсис Эрнест Ллойд, который в 1942 году тоже опубликовал по данной теме книгу. В России изысканиями в указанной области занялся известный ботаник Н. Г. Холодный. Стали проводиться исследования и в других странах. Немецкий ботаник Л. Дилс написал монографию о росянках. А мы с вами благодаря всему этому имеем теперь возможность детально ознакомиться с ботаническим курьезом.

Прежде всего совершим небольшую экскурсию на болото, в любимое царство комаров и мошкары.