Чарлз дарвин и современные знания о насекомоядных растениях*

Видео: ЭВОЛЮЦИЯ

Видео: Эволюция. Лекция 2. Эволюционная теория Чарльза Дарвина. Часть 1

Н.Г. Холодный «Чарлз Дарвин и современные знания о насекомоядных растениях» // Ч. Дарвин. Собрание сочинений в 4 т. Т.4. – С. 255-304.

КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

Растения, которые ловят насекомых, стали известны еще в XVIII столетии. Первое довольно точное описание венериной мухоловки (Dionaea muscipula) относится к 1769 г. И было сделано английским натуралистом Джоном Эллисом в письме к Карлу Линнею. Эллис высказал правильную догадку, что насекомые, пойманные этим растением, служат ему пищей, но неверно истолковал значение железок, находящихся на поверхности листьев мухоловки: выделяемая ими жидкость, по его мнению, представляет собой приманку для насекомых. На самом деле они выделяют только пищеварительный сок. Несколько позже, в 1782 г., немецкий врач А.В. Рот указал на то, что листья росянки (Drosera) совершают своеобразные движения, с помощью которых они ловят насекомых, и высказал предположение, что пойманные животные являются источником пищи для этого растения.

Видео: Biology. Ecology

У. Бартрам в книге, посвященной описанию его путешествия по северной и южной Каролине, Флориде и другим штатам Северной Америки (1791), останавливается на растениях из рода Sarracenia, листья которых превращены в кувшинчики, содержащие воду и служащие ловушкой для насекомых. У него же мы впервые встречаем термин «плотоядные растения» (в применении к венериной мухоловке).

В первой и в начале второй половины XIX века список насекомоядных растений значительно увеличился, так как был описан ряд новых форм, относящихся к этой группе- особенно следует отметить открытие насекомоядности у Nepenthes (Кортальс, 1835). Вскоре начали появляться отдельные работы, посвященные более глубокому изучению движений и других биологических особенностей этих растений. В 1861 г. Оже де Ляссю описал движения листьев у Aldrovanda и обнаружил, что они чувствительны к прикосновению. В 1868 г. Кэнби впервые указал на пищеварительные свойства сока, выделяемого листьями Dionaea.

Несмотря на все эти открытия, правильное понимание биологии и физиологии насекомоядных растений все еще очень медленно пробивало себе путь в сознание естествоиспытателей этой эпохи. Для примера укажем на архаические взгляды, которых придерживался в этой области Ламарк. По его мнению, растения, в том числе и насекомоядные, представляют собой организмы, никогда и ни в одной из своих частей не обладающие чувствительностью, лишенные способности к пищеварению и не совершающие движений под влиянием раздражений. Таковы были взгляды и многих других выдающихся биологов первой половины прошлого столетия.

Борьба с этими отжившими воззрениями началась и велась главным образом на почве нового учения об эволюции организмов, творцом и первым проводником которого был Ч. Дарвин. Механистические идеи, безраздельно господствовавшие в физиологии растений додарвиновской эпохи, под напором новой эволюционной теории быстро теряли свой кредит. Все более и более выяснялось существенное сходство между животными и растительными организмами во всех главнейших их отправлениях. Эти сдвиги подготовили путь для правильного подхода к тем явлениям, которые наблюдались у насекомоядных растений и так плохо вязались с традиционными биологическими представлениями. Становилось невозможным мыслить растение, как «неполноценный организм», лишенный целого ряда основных свойств, которыми наделено активно движущееся и чувствительное животное. Искусственная грань между этими двумя царствами организованной природы все более стиралась. Разрушить ее окончательно было необходимо для полного торжества эволюционной идеи, и потому-то Ч. Дарвин так часто подчеркивал, что ему всегда доставляла большое удовлетворение возможность «поднять растение на высшую ступень в системе живых существ».

Для достижения этой цели, для «уравнения в правах» животного и растительного организма, трудно было найти более подходящий объект, чем некоторые представители группы насекомоядных растений: их исключительно высокая чувствительность к прикосновению и к химическим раздражениям, передача полученного возбуждения по тканям, разнообразные и более или менее быстрые хватательные движения для овладения добычей, наконец, способ переваривания пищи и поглощения продуктов работы пищеварительных ферментов – все это такие черты организации, которые раньше считались свойственными только животным организмам в отличие от растительных. Не приходится поэтому удивляться, если Ч. Дарвин в одном из своих писем к Аза Грею (1863 или 1864 г.), упоминая о росянке (Drosera), говорит, что это – «удивительное растение или, скорее даже, очень умное животное».

Ч. Дарвин начал свои исследования над насекомоядными растениями с наблюдений в природе над росянкой летом 1860 г. Тогда же он поставил и ряд лабораторных опытов, которые вскоре разрослись в целое исследование. Работа эта так захватила Дарвина, что осенью того же года он писал Ляйеллю: «В настоящее время Drosera интересует меня больше, чем происхождение всех видов на свете». Результаты этих опытов были настолько изумительны, что Дарвин не решился сразу опубликовать их и еще в течение многих лет, не доверяя своему искусству экспериментатора, при всякой возможности повторял и дополнял свои исследования. Только спустя 15 лет, когда накопленные им данные частично уже были подтверждены другими исследователями, Дарвин подвел итоги всей своей многолетней работе в книге «Insectivorous Plants» (1875). «Промедление в этом случае, как и при работе над всеми другими моими книгами, - пишет он в своей «Автобиографии», - было для меня большим преимуществом, так как по истечении столь большого промежутка времени человек может почти так же хорошо критиковать свою собственную работу, как и чью-нибудь чужую».

Второе издание «Насекомоядных растений» вышло уже после смерти Ч. Дарвина, в 1888 г., с довольно большим числом дополнений, написанных его сыном, Френсисом.

<…> Работа Ч. Дарвина была переломным пунктом в истории исследования насекомоядных растений. Как указывает К. Гёбель (1893), «едва ли какой-нибудь другой отдел ботаники в новейшее время привлекал к себе внимание более широких кругов, чем так называемые насекомоядные растения. Причиною этого была в особенности обширная работа Дарвина, давшая толчок появлению многочисленных других работ». «Наши знания в этой области, - говорит другой физиолог В. Пфеффер (1904), - были значительно углублены и расширены благодаря обширным и превосходным исследованиям Ч. Дарвина». По словам А. Вагнера (1911), автора одной из лучших популярных сводок по насекомоядным растениям, исследования Дарвина впервые привлекли серьезное внимание естествоиспытателей к этой теме.

Следует, однако, иметь в виду, что работа Ч. Дарвина не сразу нашла признание среди специалистов ботаников. Не было недостатка и в отрицательных отзывах, главным источником которых были, в прочем, в большинстве случаев принципиальные расхождения их авторов с Дарвином, как творцом новой эволюционной теории. Как исторический курьез отметим выступление Регеля (1879), бывшего в то время директором Петербургского ботанического сада. По его мнению, утверждение Дарвина, будто в природе существуют растения, питающиеся насекомыми, «принадлежит к числу тех теорий, над которыми всякий здравомыслящий ботаник и естествоиспытатель просто смеялся бы, если бы оно не исходило от прославленного Дарвина». «Мы надеемся, - пишет он далее, - что холодный разум <…> и основательное наблюдение наших немецких исследователей скоро забросят эту теорию, подобно теориям первичного зарождениям, партеногенеза, чередования поколений и т.п, в ящик научного хлама, который сами бывшие последователи таких теорий меньше всех захотят когда-либо открыть». Надеждам незадачливого критика, однако, не суждено было осуществиться: «теория» Дарвина о насекомоядных растениях, так же как и осужденные вместе с нею «теории» партеногенеза и чередования поколей, пользуется в настоящее время всеобщим признанием.

За столетие, истекшее со времени открытия первых насекомоядных растений, работа Ч. Дарвина была, несомненно, самым крупным вкладом в этот отдел ботаники. Ей мы обязаны наиболее значительной частью наших знаний о биологических особенностях и о физиологии этих своеобразных организмов. До сих пор не потеряли своей научной ценности и постоянно цитируются в учебниках данные Дарвина, относящиеся к движениям щупалец росянки, их чувствительности к механическим и химическим раздражениям, передаче этих раздражений из воспринимающей зоны в реагирующую, выделительной и поглощающей деятельности железок, к процессу переваривания различных органических азотистых соединений к открытом им явлению так называемой аггрегации протоплазмы в клетках щупалец и железок. Целый ряд интереснейших наблюдений сделан им и относительно других насекомоядных растений.

Ценной особенностью работы Дарвина является его постоянное стремление осветить полученные данные с точки зрения основных идей эволюционной теории. Необходимо отметить, что именно применением этих идей впервые дало возможность самому Дарвину и позднейшим исследователям, работавшим в той же области, понять, что насекомоядные растения отнюдь не представляют собою какой-то «игры природы» или аномального отклонения от общего типа организации, свойственного высшим зеленым растениям. Ни один современный биолог не сомневается больше в том, что все наблюдаемые в этой группе физиологические и морфологические особенности можно объяснить, как результат дальнейшего развития и дифференцировки зачатков, заложенных в каждом растительном организме: привлечение насекомых запахами, красками и вкусовыми приманками, удерживание добычи путем выделения липкой жидкости и разнообразных хватательных движений, различные проявления «чувствительности», выделение энзимов, переваривающих белковые вещества, и т.п. – все это такие черты организации, которые в той или иной степени развития, в той или иной форме свойственны всем или огромному большинству растений. Меняется только биологическое значение их или роль в жизни организма, применительно к тем условиям, в каких он живет, и в зависимости от всей предшествующей истории развития данного вида.

В свете этих идей изучение насекомоядных приобретает особый интерес, так как здесь легче, чем в какой-либо другой группе растений, составить себе ясное представление о необычайной пластичности их организации, о богатстве скрытых в ней физиологических и морфологических потенций, о почти безграничных возможностях органической эволюции, способной при известном сочетании условий превратить инертное, неподвижное и мало чувствительное растение в существо, наделенное тончайшей чувствительностью, совершающее быстрые движения, перенимающее способ питания высших животных организмов, использующее и успешно преодолевающее тонко развитые инстинкты низших представителей животного царства.

Работа Ч. Дарвина, конечно, не свободна от ряда недостатков и ошибок, частично выясненных и исправленных другими авторами, работавшими после него и имевшими возможность пользоваться более совершенными методами исследования. Так, например, им неправильно понято явление аггрегации. Об этой и о некоторых других менее существенных ошибках будет упомянуто в дальнейшем изложении.

Переходим теперь к главной задаче нашей вступительной статьи: дать краткий очерк современного состояния наших знаний о насекомоядных растениях. <…> Следуя примеру Дарвина и с целью придать нашему изложению более конкретный характер, мы рассмотрим главнейших представителей этой группы, причем особое внимание уделим, конечно, тем из них, которые встречаются и в нашей флоре.

________
* Другие положения статьи Н.Г. Холодного будут представлены в отдельных отрывках.