Цветочная пыль и сенная лихорадка
В то время когда зацветают наши сосновые и пихтовые леса, почва в лесу обычно бывает покрыта желтоватым порошком — цветочной пыльцой. Ветер и буря часто уносят ее на далекие расстояния, пока она снова не попадет в тихие воздушные слои, и тогда спадает порою в таком количестве, что почва или поверхность пруда окрашивается в желтый цвет. Крестьяне тогда говорят: выпал серный дождь. Можно легко убедиться в том, что воздух во время цветения хвойных деревьев, следовательно, в конце мая, густо наполнен пыльцевыми зернами. Если выставить на воздух маленькие стеклянные пластинки с капелькой глицерина, то уже через 5—10 мин. вооруженным глазом можно увидеть, что к капле пристало несколько пыльцевых зерен. Они имеют очень характерную форму, — это округлые тельца, справа и слева снабженные летательными мешочками, наполненными воздухом; их своеобразную форму легко отличить уже при помощи лупы. Как только из воздуха они попадут на каплю глицерина, то вследствие клейкости глицерина они задерживаются на ней и понемногу здесь накопляются. До тех пор, пока продолжается цветение хвойных деревьев, воздух даже в больших городах более или менее наполнен пыльцой. Постепенно она исчезает, и когда в июне начинают цвести поля ржи, пшеницы, ячменя, овса, тогда в воздухе вместо пыльцы хвойных деревьев оказывается пыльца злаков.
Во время цветения хлебов многие сельские жители страдают от болезни, сопровождающейся кашлем, насморком и обильным выделением слизи из носа, — болезни, которую называют сенной лихорадкой, сенным насморком. У заболевших повышается температура, они страдают опуханием век, сопровождающимся покраснением и зудом, слезотечением, приступами чихания, выделением слизи из носа, стеснением в груди, затруднением в дыхании, сильным выделением пота и общей разбитостью организма. Причиной этой болезни являются пыльцевые зерна злаков. Эта легко распыляемая цветочная пыльца долгое время носится в воздухе, попадает в глаза, а при дыхании в нос и в рот и возбуждает через содержащийся в ней яд «сенную лихорадку». Вопрос о том, ядовита ли пыльца хвойных и других растений, требует еще исследования.
Кашель, вызываемый платаном. Молодые, еще развивающиеся листья платанов (Platanus orientalis и Р. occidentalis) сверху и снизу покрыты коричневым шерстяным войлоком, который понемногу отделяется и некоторое время носится в воздухе. «Время полета» этих маленьких хлопьев приходится на период от второй половины мая приблизительно до второй половины июня. На ветках, поставленных в это время в комнату, легко заметить отпадание этих хлопьев, особенно при сотрясении. Они состоят из звездообразно или древовидно разветвленных волосков. Если они в большом количестве вдыхаются вместе с воздухом, то так как они снабжены многочисленными остриями и легко соединяются в маленькие хлопья, они раздражают органы дыхания и слизистую оболочку и вызывают вследствие этого кашель и воспаления. Поэтому можно рекомендовать не сажать платанов в городских садах и парках, в особенности по близости школ, больниц и площадок для игр, тем более что имеется достаточно и других красивых деревьев.
Как у некоторых растений шмели самым коротким путем добираются до нектара
Одно из наших самых распространенных лесных растений — это марьянник лесной (Melampyrum silvaticum). Если рассматривать его соцветия, растущие на солнечных местах, то бросается в глаза, что многие цветы проколоты у основания венчика. Это отверстие проделывается шмелями, которые посещают цветы. Сравнительно небольшая величина цветка не дает возможности насекомому проникнуть в него, поэтому для того, чтобы добраться до нектара, находящегося у основания цветка, шмель выбирает самый короткий путь и прокалывает венчик как раз в том месте, где находится сахаристый сок.
То же явление можно наблюдать и у клейкого шалфея (Salvia glutinosa), часто встречающегося в лесу и на порубках. На растениях, в особенности сильно освещаемых солнцем, у основания венчика можно увидеть дырочку. И здесь шмель прокалывает цветок для того, чтобы полакомиться медом.
То же можно наблюдать и на цветах яснотки крапчатой (Lamium maculatum), окопника лекарственного (Symphytum officinale) и одного из видов аконита (Aconitum lycoctonum).
Горошек заборный и яснотка крапчатая — муравьиные растения
Горошек заборный (Vicia sepiurn). Стебель заборного горошка, достигающий приблизительно 30—60 см высоты, несет на себе от 4 до 8 парноперистых листьев и заканчивается двумя разветвленными усиками. У основания листа сидят два маленьких заостренных прилистника, сверху сводчатых, снизу снабженных полостью и окрашенных в пурпуровый цвет. Эти ярко окрашенные местечки представляют собой маленький сахарный завод, нектарник, выделяющий сладкий сок и привлекающий муравьев. В особенности утром, когда воздух еще влажен и растение еще слабо транспирирует, на каждом нектарнике, особенно у молодых листьев, висит прозрачная капелька. Эти нектарники привлекают муравьев, которые лакомятся сладким соком. Растение целый день посещается муравьями, которые усиленно хлопочут вокруг него. Если даже перенести побег растения вместе с муравьями в комнату и поставить его в стакан с водой, то муравьи в течение целого дня не перестают лакомиться нектарниками и снова и снова посещают их.
У конских бобов (Vicia faba) наблюдается то же явление, только муравьи не посещают растения так часто и так регулярно, как заборный горошек.
Яснотка крапчатая (Lamium maculatum). И это губоцветное растение, часто встречающееся в тенистых лесах и сырых кустарниках, также посещается муравьями. Они постоянно хлопочут, залезая в сохранившиеся после отцветания чашечки, которые охватывают еще зеленые развивающиеся орешки. Муравьи лижут еще не зрелые плоды. Растение собственно не имеет настоящих внецветковых нектарников, однако орешки всегда имеют более или менее блестящий влажный вид. Наличие здесь небольшого количества влаги, которая, возможно, представляет собой последние остатки нектара, а также элайозомы и привлекают муравьев, которые часто ими лакомятся.
Пурпуровый цветок в соцветии моркови
Морковь, часто встречающаяся на лугах и по травянистым обочинам дорог, отличается характерной особенностью. У некоторых растений, но не у всех, в середине снежнобелого сложного зонтичного соцветия встречается сравнительно большой темнопурпуровый цветок. Пять лепестков венчика, а часто и расположенный на завязи диск окрашены антоцианом в темный пурпурово-красный цвет. Вместо двух столбиков, как у нормального цветка, красный цветок несет нередко три столбика. Он снабжен то двумя, то тремя, а иногда и пятью покровными лепестками. Нередко вместо одного пурпурового цветка появляются 2—3 или центральный маленький зонтичек с 1—3 или несколькими пурпуровыми цветами и остальными белыми или бело-красными.
Тон окраски не всегда одинаков, он может изменяться от чернокрасного до светлорозового, и в последнем случае диск цветка обычно белого цвета.
Далеко не у всех растений развиваются пурпуровые цветы. Только в редких случаях у одного и того же растения встречаются соцветия с красным средним цветком и без него. По-видимому, мы имеем здесь дело с физиологическими расами, не различающимися морфологически. Какое же значение имеет красный цветок в жизни растения? Приносит ли он растению какую-нибудь пользу? Не служит ли красный цветок сигналом для прилетающих насекомых, обеспечивающих оплодотворение цветов, и не указывает ли он путь к зонтичному соцветию? Я не решаюсь указать здесь определенную «цель», тем более что, как уже было подчеркнуто, многие растения не имеют—красного цветка и так же хорошо произрастают и дают семена, как и украшенные пурпуровыми цветами.
О значении этого красного цветка моркови были высказаны весьма различные взгляды, резко расходящиеся по существу, которые однако экспериментально не могут быть доказаны. Соответствующую литературу см. у G. Hegi, Ulustrierte Flora von Mitteleuropa, V. Bd. 2, T. S. 1523.
Теневые отпечатки на листьях
В 1856 году Иосиф Бем сделал открытие, что хлорофилловые зерна толстянковых при сильном солнечном свете изменяют свое расположение в клетке.
Позднее наряду с другими Зенн более точно исследовал это явление и показал, что изменение гона окраски растений, вызываемое различным направлением и различной интенсивностью света, обусловливается в большинстве случаев изменениями в положении и форме хлорофилловых зерен.
Шталь описал целый ряд опытов, которые ясно показывают изменение окраски при сильном и слабом солнечном свете.
Перистый лист растущего в тени куста черной бузины (Sambucus nigra) кладется на смоченную фильтровальную бумагу, лежащую на тарелке. Затем часть листовой пластинки покрывается полоской толстой бумаги и все вместе выставляется на яркий солнечный свет, причем так, чтобы лучи солнца падали перпендикулярно к пластинке листа. В зависимости от возраста листа и интенсивности света, то позднее, то раньше, иногда уже через 20 мин., можно заметить различие в окраске затененной и освещенной частей листа: затененная часть сохраняет свой интенсивно зеленый тон, в то время как часть листа, выставленная на прямой солнечный свет, стала светлой и бледной. Различие в окраске выступает всего яснее, если рассматривать лист в том направлении, в каком падали на него солнечные лучи.
Насколько под влиянием смещения хлорофилловых зерен по сравнению с затененной и незатененной частями листа бузины изменяется пропускаемость световых лучей, наглядно можно видеть в случае, если такой лист положить в копировальную рамку на светочувствительную бумагу и выставить его на солнечные лучи под тем углом, под которым он раньше освещался. В фотографическом отпечатке средняя часть, через которую всего меньше проходило света, оказывается светлее, а нижняя и верхняя части, пропускавшие больше световых лучей, темнее. Особенно пригодны для таких опытов листья растений, произрастающих в тенистых сырых местах, например ландыша (Convallaria majalis), крапивы двудомной (Urtica dioica), копытня европейского (Asarum еигораеит), фиалки удивительной (Viola mirabilis), кислицы обыкновенной (Oxalis acetosella), бирючины обыкновенной (Ligustrum vulgare), сныти обыкновенной (Aegopodium podagraria) и других растений.
Цветы, которые пахнут вечером и ночью, а днем лишены аромата
Смолёвка поникшая (Silene nutans), часто встречающаяся на сухих холмах и лесных опушках, в своем клейком, снабженном железистыми волосками, соцветии образует белые цветы, с нижней стороны слегка окрашенные в красноватый цвет. Эти цветы имеют замечательную особенность: в течение дня они совершенно лишены запаха, но как только начинает темнеть, — летом приблизительно около 7,5 час. вечера до 3 час. утра — от цветов исходит весьма приятный аромат, напоминающий запах гиацинта; он всего сильнее в первые часы ночи, а затем постепенно ослабевает и, наконец, перед восходом солнца снова совершенно исчезает.
В сумерки и ночью цветы посещаются маленькими ночными бабочками из семейства совок (Danthonia).
Периодическое появление запаха у цветов поникшей смолёвки представляет собой большой интерес для физиолога, так как оно указывает на замечательное приспособление растения к некоторым видам насекомых и одновременно на химический процесс, который в течение астрономических суток протекает периодически и связан с развитием запаха. Это явление заставляет предполагать, что вообще в течение ночи происходят химические процессы, которые днем приостанавливаются и только ночью снова возобновляются.
Известный пример в этом отношении представляют собой так называемые суккулентные растения, прекрасным образцом которых могут служить кактусовые и толстянковые. Последние при дыхании поглощают много кислорода, но отдают меньше углекислоты, чем следовало бы ожидать, так как сгорание органического вещества не доходит у них, как у других растений, до образования углекислоты, а частично только до образования органических кислот. Так, например, у хрустальной травы (Mesembryanthemum) образуется щавелевая, у кактусовых — яблочная, у толстянковых изояблочная кислота и притом в таком большом количестве, что накопление кислоты при ночном дыхании можно заметить уже по кислому вкусу растения. Но днем, на свету, эти кислоты снова сжигаются до углекислоты, а последняя в ассимиляционном процессе снова потребляется растением, что особенно выгодно для растения, так как углекислота, находящаяся во внешнем воздухе, с трудом проникает во внутрь тканей суккулентов.
Распускание ослинника двулетнего
Распускание ослинника двулетнего представляет собой для наблюдателя весьма интересное зрелище и в то же время прекрасный пример относительно быстрого движения у растений. Большие желтые цветы энотеры открываются летом к вечеру, остаются свежими в течение всей ночи, но уже после полудня следующего дня начинают завядать, сморщиваться и вскоре затем, в большинстве случаев через два дня по раскрытии, венчики цветка при посредстве отделительной ткани, расположенной непосредственно над верхним концом завязи, отпадают с нее. Таким образом, продолжительность цветения энотеры очень невелика и составляет в среднем 1—3 дня.
15 августа 1930 г. в Тешлинге на Вертерзе я наблюдал обильно цветущую садовую форму Oenothera biennis высотою свыше 1 м.
Раскрытие цветочных почек начинается примерно около 6 час. 30 мин. вечера разрывом вдоль одного ребра сросшихся зеленых чашелистиков. Одновременно четырехлопастное рыльце длинного столбика начинает медленно выдвигаться к верхушке цветочного бутона. К этому времени 8 быстро разрастающихся тычинок и 4 лепестка венчика так напирают изнутри на трубку чашечки, что она разрывается вдоль ребра сверху донизу. В 7 час. чашечка начинает разрываться снизу уже по другому ребру. В 7 час. 45 мин. еще закрытый, но уже довольно сильно раздавшийся в ширину венчик освобождается из чашечки, а через 1—2 мин. после этого чашечка в неравномерных складках откидывается назад, после чего лепестки венчика так быстро раскрываются, что их движение часто можно наблюдать невооруженным глазом. Хотя рыльце еще остается закрытым, столбик по своей длине уже превышает венчик. В 7 час. 30 мин. цветок уже на три четверти раскрылся. Таким образом, расцветание энотеры продолжается около часа, но само раскрытие желтого венчика цветка и непосредственно предшествующее ему откидывание назад чашечки происходит приблизительно в течение 3 мин.
На следующий день после полудня венчик начинает сморщиваться и вянуть.
Для того, чтобы с полным удобством наблюдать распускание цветка энотеры, следует несколько побегов растения со зрелыми почками поставить в стакан с водой и вечером следить за их распусканием. Указанные выше сроки не всегда повторяются, так как процесс распускания может протекать различно в зависимости от температуры, интенсивности света и влажности.
Отпадение венчика после сотрясения
Одним из самых красивых травянистых растений среднеевропейской флоры является «царская свеча» (Verbascum phlomoides).
Когда это растение находится в цвету, над ним можно проделать интересный опыт. Охватив стебель ниже метелки, обильно усеянной цветами, надо в течение секунд пяти раскачивать его в разные стороны так, чтобы конец соцветия сильно колебался туда и сюда. Уже во время раскачивания некоторые цветы опадут, что само по себе неудивительно. Но если, оставив затем соцветие в покое, подождать некоторое время, то часто вновь начинается сбрасывание цветов и нередко крайне обильное. Пример: у растения 20 открытых цветов; я раскачиваю его в течение 5 сек.; 4 цветка опадают во время раскачивания; оставляю стебель в покое и вижу, что в течение следующих 5 мин. растение сбрасывает еще 10 цветков.
Опыт всего лучше удается в послеполуденные часы и при благоприятной летней температуре.
Большой колесовидный венчик отчленяется при посредстве отделительного слоя, расположенного у основания цветка и уже большей частью сформированного ко времени расцветания. Сотрясение усиливает склонность к опаданию и создается впечатление, будто бы раздражение, вызываемое сотрясением, оказывает влияние и на оставленные затем в покое отделительные слои цветочных венчиков и вызывает отпадение последних. При этом чашечка цветка, по-видимому, содействует этому процессу, так как мне удалось сделать интересное наблюдение, что до тех пор, пока пятилистная чашечка охватывает цветочный венчик, она еще относительно широко раскрыта, но как только венчик оторвется, ее до тех пор растопыренные чашелистики моментально смыкаются. Чашелистики, очевидно, оказывают давление на венчик, благодаря чему теперь уже слабо закрепленный венчик выпирается из чашечки и отпадает. Точно так же и при насильственном удалении венчика чашелистики немедленно склоняются друг к другу и притом делают это поразительно быстро. Чем сильнее тургор у соцветия, тем быстрее происходит смыкание чашелистиков. Перед распусканием цветка почка уже подвергается давлению со стороны чашечки, и если почку удалить, то чашелистики сейчас же смыкаются.
Одновременно с наблюдениями в Тешлинге у Вертерского озера в Каринтии я обнаружил также, что венчики Verbascum phlomoides посещаются большими лесными муравьями, которые поедают уже распустившиеся венчики и цветочные почки. Они выбирают главным образом последние и откусывают верхушки венчика, еще прежде чем он раскроется.
То, что муравьи поедают венчики, случается редко. Я наблюдал такое явление в области Гималаев, в Дарьелинге. Здесь поедались венчики орхидей Cymbidium eburneum и C. longifolium.
Verbascum austriacum. Еще более подходящим для описанного опыта является вид коровяка, так как его разветвленное соцветие несет еще гораздо больше цветов.
Стебель, на котором было больше сотни цветов, сильно раскачивался рукой, так что вершина его, наклоняясь в стороны, принимала горизонтальное положение. В течение 5 сек., пока производилось раскачивание, спало 15 венчиков. Но в течение последующих 2 мин., когда растение было оставлено в покое, упал 41 венчик. Это явление представляет собой интересное зрелище: в соцветии начинается движение то там, то здесь, то вверху, то внизу, то справа, то слева, из чашечки выползает венчик, при этом с быстротой, поразительной для растительного органа. Часто венчик, прежде чем упасть, повисает на несколько секунд на столбике.
Каждый, кто в первый раз наблюдает это «выползание» венчиков из чашечки, будет невольно поражен этой внезапной подвижностью венчиков.
После отпадения венчиков и здесь происходит быстрое замыкание чашечки.
Когда я уже закончил свои наблюдения, я натолкнулся в литературе на указание, что никому другому, как великому Чарльзу Дарвину уже было известно, как реагирует цветок коровяка на сотрясение. Он упоминает об этом в своем труде «Different forms of flowers» (1879, стр. 78), где указывает, что многие виды коровяка (Verbascum), если их стебель ударить палкой, сбрасывают свои цветы. Дарвин прибавляет к этому, что он часто производил этот опыт с коровяком «медвежье ухо» (Verbascum thapsus) и что венчик отлеплялся сначала от места своего прикрепления, а чашелистики после этого, наклоняясь внутрь, давили на венчик, вследствие чего последний и опадал.
Позднее Фиттинг подробно обследовал это явление и описал его. Он показал, что если в хороший теплый солнечный день потрясти, как это указывает Дарвин, цветоносный стебель «царского скипетра» (Verbascum thapsiforme) и коровяка клинолистного (Verbascum lychnitis), то по истечении времени от 45 сек. до 5 мин. многие венчики опадают, большинство приблизительно через 1—3 мин. Преждевременное опадение после сотрясения происходит безразлично как у старых, так и у молодых цветов, но не у самых молодых. Как было отмечено, уже и Дарвин наблюдал, что с опадением венчика связано движение замыкания чашелистиков. В нетронутом цветке чашечка находится в напряженном состоянии, и это напряжение тканей чашелистиков передается давлением на трубку венчика. При опадении венчика чашечка буквально выдавливает его.
Отчленение происходит при помощи уже ранее заложенной отделительной ткани, а ускорение процесса после сотрясения Фиттинг рассматривает как явление раздражения.
Вероника дубровка (Veronica chamaedrys) ведет себя, по исследованиям Фиттинга, так же, как коровяк. В теплый весенний день, через несколько минут после сильного сотрясения цветы растения в большом числе опадают, как старые, так и молодые, пыльники которых только что открылись или еще остаются закрытыми. Опадение цветов происходит через 0,5—6 минут после сотрясения, причем большая часть их опадает через 0,75—3 минуты.
И здесь так же, как и у энотеры, чашечка после опадения венчика внезапно закрывается.
Взрывающиеся пыльники
Для того чтобы содействовать распространению разлетающейся пыльцы, у жгучей крапивы и некоторых родственных растений имеется приспособление, которое давно известно, но которое видели только немногие из любителей растений. Я имею в виду взрыв пыльников.
Сорвем ветку двудомной крапивы (Urtica dioica), несущую большое количество мужских цветочных почек, и поставим ее в стакан с водой. Если почки должны скоро распуститься и условия для раскрытия цветков в общем благоприятны, то можно наблюдать, что то там, то здесь, то вверху, то внизу цветы внезапно раскрываются и одновременно с этим 4 тычинки, ранее защемленные в почке, сразу одним движением выпрямляются, а из лопающихся пыльников освобождаются маленькие облачка цветочной пыльцы. Чрезвычайно любопытно следить за взрывами пыльников, которые производят впечатление микроскопического орудийного огня, а сопровождающее его внезапное появление белых облачков напоминает грозовую погоду.
Такое внезапное появление облачков пыльцы, вылетающей из внезапно раскрывающихся пыльников, лучше всего наблюдать, когда свежесорванный цветущий побег поставлен в стакан с водой и покрыт стеклянным колпаком, воздух в котором отделен водой от сообщения с наружным воздухом. Надо оставить побег на 1—2 часа в среде, насыщенной водяными парами, а затем на солнечном свете снять стеклянный колпак. Через короткое время начинается «орудийный огонь», который можно наблюдать довольно долго.
У париетарии лекарственной (Parietaria officinalis), весьма распространенного растения, взрыв пыльников происходит благодаря тому, что вследствие удаления препятствия тургесцирующая, эластически сдавленная ткань передней стороны тычинки внезапно расправляется.
В области Гималаев близ Дарьелинга я мог хорошо наблюдать взрывы пыльников у встречающихся здесь видов пилеи (Pilea) из семейства крапивных, в особенности хорошо, когда я клал соцветие во влажную чашку Петри, оставляя его в комнате на 1—2 часа, а затем открывая сосуд на прямом солнечном свете. Через короткое время взрывы следовали за взрывами. На мужских соцветиях бумажного дерева (Broussonetia papyrifera) можно также наблюдать интересную картину взрывающихся пыльников.
Когда дело идет о взрывающихся пыльниках, нити тычинок в зрелом цветке напряжены, но взрыв пыльников задерживается каким-либо препятствием. По мнению Гебеля оно может быть обусловлено тем, что пыльники прижаты к рудиментарной завязи, или тем, что довольно крупные пыльники оказывают друг на друга давление, или наконец тем, что тычиночная нить вдавлена в бороздку пыльника. Как только это препятствие устраняется, происходит быстрый взрыв пыльника.
Какую пользу извлекает растение из такого похожего на взрыв освобождения пыльцы, которая поднимается небольшими облачками? Благодаря выстреливанию пыльцы последняя несомненно распространяется на большее расстояние и при этом возрастает вероятность, что пыльца с мужского растения попадет на женское при условии, что погода безветреная. При ветреной погоде тот же самый результат мог бы быть достигнут и без взрыва, как у других многочисленных анемофильных растений.
Своеобразное потрескивание при нагревании некоторых листьев
Если лист лавра держать над пламенем маленькой горелки или горящей спички, то на нем образуются пузырьки и раздается треск, настолько сильный, что он слышен за несколько комнат.
При этом образуются пузыри, которые откалывают, а затем отбрасывают в стороны круглые кусочки, состоящие из покровной, основной и механической тканей.
Так как лист лавра содержит в себе клетки, наполненные эфирным маслом, то весьма вероятно, что эфирное масло, улетучиваясь при нагревании, оказывает такое давление на окружающие ткани, что с силой разрывает связь между ними. Листья пеперомии (Peperomia) в тех же условиях также издают треск, но только более слабый, при одновременном отделении эпидермиса на своей нижней стороне. На листе японской аралии [Aralia (Fatsia) faponica] и на довольно толстом листе Vitis Voineriana из семейства виноградных (Ampelideae) наблюдается то же явление, хотя здесь и не имеется никаких вместилищ эфирных масел. Здесь, очевидно, достаточно давления водяных паров, которые внезапно возникают благодаря нагреванию и вызывают разрыв ткани и треск.
При таком отделении эпидермиса, которое сопровождается потрескиванием и как бы взрывом, существенную роль, по-видимому, играет анатомическое строение листа, количество содержащегося в листе воздуха и препятствия к выходу из листа нагретого воздуха и водяных паров.
При нагревании хвои различных хвойных деревьев, в особенности сухой хвои, также происходит потрескивание, а при зажигании хвои вспыхивают искорки, связанные со сгоранием смолы, находящейся в хвое.
Грибы в роли артиллеристов
«Естественные явления не должны вызывать отвращения» («Naturalia non sunt turpia»). Эта старая поговорка применима и к культуре грибов на конском навозе, ибо настоящие любители грибов получат много удовольствия и радости, если они будут наблюдать интересные виды грибов, появляющиеся один за другим на свежем конском навозе. Следующий опыт покажет нам это.
Положим на глазированную глиняную чашку или за отсутствием ее в стеклянную плошку, или столовую тарелку свежего, принесенного с улицы конского навоза и покроем его стеклянным колпаком или стаканом. Через несколько дней на навозе вырастает целый лес плесневых грибов, по преимуществу головчатая плесень, образующая вскоре спорангиеносцы с черноватыми спорангиями. Жизнь этого гриба очень коротка, потому что уже через несколько дней белая паутинка грибницы вместе со спорангиями исчезает и место мукора занимает чрезвычайно изящный, прозрачный, как стекло, грибок (Pilobolus), высотой в 1—2 см, который отбрасывает свои спорангии на далекие расстояния. Но и он тоже существует недолго, так как уже через 2—6 дней он спадается и исчезает, на его месте появляется небольшой шляпочный гриб из рода Coprinus. Плодовые тела этого гриба существуют недолго и отличаются тем, что у многих видов они растекаются в черную, напоминающую чернила массу, в которой плавают многочисленные споры. После того как и этот гриб закончит свое существование, появляются маленькие диски диаметром в несколько миллиметров, — это плодовые тельца сумчатого гриба Ascobolus. Так на конском навозе друг за другом следуют различные грибы, пока питательная среда не окажется вполне исчерпанной.
В редких случаях, по неизвестной мне причине, описанная последовательность грибов не наблюдается, и они просто не появляются.
После этого общего обзора возвратимся к упомянутому выше грибку Pilobolus. Его спорангий состоит из стенки, плазмы, многочисленных спор и конца ножки (columella), которая сводообразно вдается в спорангий. Как только тургор ножки достигнет определенной величины, она разрывается и отбрасывает спорангий далеко от себя.
Если развивающиеся спорангиеносцы были односторонне освещены, то они резко поворачиваются к источнику света и с ясно слышимым треском отбрасывают спорангии с их черными колпачками, притом с такой силой, что они пристают к стеклу колпака. Уже невооруженным глазом можно увидеть, как эти маленькие снаряды в виде черных точек в большом числе располагаются друг подле друга на стеклянной стенке сосуда.
Если гриб освещается сверху и, следовательно, спорангии отбрасываются кверху, то, по наблюдениям Прингсгейма и Чурда, дальность выстрел составляет 80 см, при горизонтальном же освещении — 110—120 см и, наконец, если свет падает сверху в косом направлении, то — 180—200 см.
Скорость полета в начале траектории определяется в среднем приблизительно 14 м в 1 сек. Pilobolus отличается сильно выраженным положительным гелиотропизмом, его спорангиеносцы всегда повертываются к свету и также отбрасывают спорангии к источнику света. Это легко наглядно показать, если стакан, покрывающий культуру грибка, завернуть в черную бумагу и пропускать свет через прорез в ней. Тогда большая часть спорангиев отбрасывается к освещенному отверстию, как к цели.
Значение этого замечательного приспособления для стрельбы совершенно очевидно, так как не может быть никакого сомнения, что благодаря ему спорангии и содержащиеся в них споры разносятся на далекие расстояния.
Втягивание в почву зимних почек ползучих побегов ежевики
Это явление можно наблюдать у различных видов рода Rubus. Образовавшаяся осенью верхушечная почка вместе с нередко довольно значительной частью несущего ее стебля оказывается втянутой в почву, где она перезимовывает, а ближайшей весной, продолжая тот же побег, двигается в рост, вновь растет дугою к земле и укореняется. Так побеги часто проползают несколько метров и в соответствии со своим возрастом укореняются в 1—2 или нескольких местах.
Втягивание верхушечной почки в землю вызывается стягиванием разросшейся части корня. Корни, развившиеся на сильно утолщенном конце побега, проникают в почву и, укорачиваясь при последующем поглощении воды, так далеко увлекают за собой почку, что она часто совершенно погружается в землю.
Такое укорачивание корней и в других случаях играет в растительном мире значительную роль. Так, например, сокращение более старых частей корня обусловливает то, что многие растения с прикорневыми листьями в виде розеток, несмотря на продолжительный рост своего стебля в длину, всегда остаются плотно прижатыми к земле, а многие клубни и луковицы оказываются погруженными на определенную глубину, и наконец то, что молодые экземпляры клевера и других растений сравнительно глубоко втягиваются в землю.
Влияние кастрирования на закрывание цветов портулака
При моем изучении биологии цветов-однодневок я сделал наблюдение, что цветы портулака, если удалить у них тычинки и пестик, раньше увядают, чем нетронутые экземпляры.
Как уже было упомянуто в другом месте, в солнечные дни цветы портулака раскрываются утром и закрываются вскоре после полудня. Для того чтобы выяснить влияние кастрирования на цветы, надо поступать следующим образом. Утром, как только цветы открылись, надо срезать побеги с открытыми цветами и поставить их тотчас же в стакан с водой. Одна половина цветов остается нетронутой, другая кастрируется, причем у основания венчика пинцетом отрываются столбик и тычинки. Опытные растения ставятся на солнечное окно в чистом воздухе. В 2 часа пополудни почти все кастрированные цветы уже закрываются, между тем как нетронутые остаются открытыми.
На следующем опыте это явление еще яснее. 25 августа 1930 г. в 8 час. утра было срезано 20 побегов портулака, каждый с одним цветком были поставлены в стакан с водой. 10 цветков были оставлены нетронутыми, а 10 — кастрированы и все затем выставлены на солнечное окно.
В 2 часа пополудни из 10 нетронутых цветов 9 еще оставались открытыми, из кастрированных 8 уже полностью закрылись. Опыты повторялись постоянно по существу с тем же результатом, который поразил меня своей неожиданностью, так как я собственно ожидал противоположного. Ведь известно, что если помешать оплодотворению орхидей, то это влечет за собой длительное существование цветка, долгое время сохраняющего свою свежесть (Cattleya, Phalaenopsis и т. д.). Поэтому мне представляется вероятным, что в описанных опытах закрытие цветков у портулака вызвано не устранением возможности опыления, а раздражением и поранением, связанным с удалением половых органов.
То же самое я наблюдал на цветах ослинника (энотеры), только результаты опыта не были так определенны, как у портулака.
Медвяная роса
Под медвяной росой обычно понимают маленькие капельки, а также сплошные налеты клейкого сладкого вещества, которое весной и летом встречается на поверхности листьев различных растений. Это явление в особенности отчетливо заметно на листьях липы, клена, бузины и многих других растений.
Эти капельки связаны своим происхождением с червецами или даже чаще с травяной тлей, которая выделяет их через свой задний проход. Одна особь, относящаяся к тому виду травяной тли, который живет на клене, выделяет в течение 24 час. 48 капель приблизительно в 1 мм в поперечнике, а одна особь червеца, живущего на камелии, в то же время выделяет 13 капель медвяной росы. Бюсген вычислил, что листовая тля, при средней пораженности ею ветки с 15 листьями, выделяет 1440 капель медвяной росы.
С клена медвяная роса иногда так обильно стекает, что почва под ним кажется буквально сырой. Как-то раз в Японии, вблизи Сендай, когда я стоял перед деревом, освещенным солнцем на темном фоне леса, я увидел, что с листьев дерева падает форменный дождь, состоящий из множества сахарных капелек, выделенных листовою тлей. Эти капельки, ярко освещенные солнцем, можно было ясно видеть на фоне неба.
На растущих частях молодых стеблей и на нижней стороне листьев травяная тля собирается иногда в большом количестве. Если под скоплением тли подержать некоторое время стекло от очков или стеклянную пластинку, то на ней можно заметить много капелек. При ближайшем исследовании оказывается, что эти капельки содержат много сахара и для прорастающих спор грибов, в особенности для низших грибков, представляют весьма благоприятный субстрат. Плесневые грибы часто покрывают лист темным налетом, вследствие чего отнимают у листьев необходимый им свет и нарушают их функции.
Листовые тли выделяют сахарные капельки не из своих двух спинных трубочек, как это часто неправильно указывается, а из заднего прохода; сахарный сок она извлекает из растения, прокалывая его ткани.
Были сделаны указания, что медвяная роса может выделяться и самим растением через кутикулу и через отверстия устьиц. Если это действительно имеет место, то это случается очень редко; я такого явления никогда не наблюдал, ибо там, где я констатировал наличие медвяной росы, она всегда выделялась или червецами или листовой тлей.
О выделении пузырьков кислорода женским цветком водяной чумы
Женская форма этого растения более 100 лет назад переселилась из Канады в Европу и здесь в качестве непрошенного гостя прочно утвердилась в прудах, каналах и озерах и притом так размножилась, что сделалась препятствием для судоходства, почему и получила название «водяной чумы». Элодея очень распространена как растение для аквариумов, а в институтах, изучающих физиологию растений, она часто и охотно используется как объект для опытов.
Женский цветок (мужские индивиды, за исключением Шотландии, в Европе не встречаются) состоит из завязи, непосредственно сидящей на облиствленном стебле и переходящей в длинную (5—10 см) нитевидную трубку. На верхушке трубки находятся листочки околоцветника, стаминодии и рыльце. Шесть лепестков околоцветника расположены двумя кругами по три лепестка. Из них три внешние окрашены в красноватый цвет, и кончики их напоминают верхушки лепестков настурции. Внутренние лепестки околоцветника наверху закруглены и имеют белую или слегка красноватую окраску. Между внутренними лепестками околоцветника расположены белые ниточки, признаваемые за стаминодии (недоразвитые тычинки). Цветок увенчивается тремя рыльцами, отогнутыми вниз и назад и покрытыми многочисленными красными волосковидными сосочками. На коротком цветоносном побеге, который находится в большом стеклянном сосуде под водой, можно сделать следующие наблюдения.
Когда цветок достигнет своего полного развития и когда на прямом солнечном свете и при прочих благоприятных условиях начнется ассимиляция углекислоты, то на цветке появляется пузырек газа, который постепенно увеличивается. В то же время нитеобразная трубочка завязи, расположенная сначала горизонтально или наклонно, начинает приподниматься и тянет за собой облиствленный стебель до тех пор, пока цветок не поднимется до уровня воды и сидящий на нем пузырек кислорода не лопнет. После этого цветок, плохо смачиваемый водой, или остается на поверхности воды или снова погружается вниз. Тогда снова образуется пузырек кислорода, стебель поднимается вновь до уровня воды, пузырек лопается, побег снова погружается, и этот процесс может повториться много раз.
Чрезвычайно увлекательно наблюдать за тем, как такой цветоносный побег часто в течение целого часа — поскольку цветок в силу своей малой смачиваемости не остается долгое время на поверхности воды — поднимается и опускается. Этот опыт потому заслуживает внимания, что здесь мы находим приспособление для выделения в определенном месте кислорода, образующегося при ассимиляции углекислоты. По всей вероятности, главная масса газа выходит из отверстий устьиц, расположенных на верхней стороне трех внешних лепестков околоцветника. Если наблюдать через лупу образование пузырька под водою, то видно, как газ собирается именно в этом месте. Если перерезать околоцветник в конце трубочки завязи, то вскоре из больших межклеточных воздухоносных пространств, лежащих в плоскости разреза, появится пузырек газа, который будет все увеличиваться и поднимет кверху побег, после чего повторится только что описанное явление опускания и всплывания побега.
Как известно, у элодеи во время ассимиляции углекислоты пузырьки газа выделяются обычно из ран и разрывов, имеющихся на поверхности растения. Но когда образование пузырьков происходит на самом цветке, то у основания стебля пузырьки или совсем не появляются или появляются значительно реже.
Описанный процесс — появление пузырьков кислорода на верхушке цветка в природных условиях произрастания, т. е. на родине растения, представляет собой выгодное для растения приспособление. Цветок не должен оставаться под водой, он должен подняться до поверхности воды, так как только здесь с большой вероятностью может произойти опыление женского цветка мужским, плавающим на поверхности. Здесь мы имеем перед собой явление, до сих пор не наблюдавшееся в растительном мире, а именно: кислород, выделенный при ассимиляции углекислоты, проводится в определенное место и тем содействует поднятию женского цветка на поверхность воды.
Заключение
Было бы нетрудно к описанным опытам прибавить еще много других, но я надеюсь, что и приведенные опыты убедят читателя в том, что в природе на каждом шагу можно подслушать у растений интересные вещи и наглядно показать их, не прибегая к помощи приборов. Я придавал большое значение тому, чтобы возможно яснее показать любителю растений, как крайне просто могут быть поставлены и проведены весьма поучительные опыты. Великий американский естествоиспытатель и государственный деятель — Веньямин Франклин — несколько повинен, конечно, в преувеличении, но все же не был совсем неправ, когда сказал:
«Естествоиспытатель должен уметь пилить сверлом и сверлить пилой».