Биологические прогулки: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Такое понимание инстинкта в отношении рассматриваемой бабочки очень хорошо приложимо. Мы уже говорили, что способ ее окукливания (инстинкт) отличается от способа родственных бабочек. Ее куколка висит свободно среди листьев, прикрытая лишь очень редкой паутинной сеткой. Почему здесь наблюдается такое отклонение инстинкта, мы не знаем. Но нетрудно заметить его тесную связь с морфологическими признаками куколки. Куколка эвгонии зеленая. Если бы она была зеленая и гусеница окукливалась в земле или под корой, это было бы совершенно «бессмысленно». Несомненно, что эвгония долгим путем приобрела свою исключительную для ночной бабочки окраску куколки и приобрела ее не случайно. Но, с другой стороны, гусеница потеряла свойственный другим пяденицам инстинкт прятаться при окукливании. Конечно, она «не знает» о том, какого цвета будет ее куколка, и потому изменение ее инстинкта должно было идти рука об руку с изменением окраски куколки, хотя, вероятно, и несколько предшествовало изменению окраски, так как вообще способы окукливания ночных бабочек гораздо более разнообразны, чем окраска куколок.

Да... Необъятная громада Земли своей осью наклонена к эклиптике. Поэтому, обегая вокруг Солнца, она подставляет его лучам то один, то другой полюс, и этого оказывается достаточно, чтобы наполнить осенние месяцы необъятной глубиной содержания. Взглянем же с благодарностью на эти пожелтевшие листья — листы великой книги природы.

Впрочем, они не все желты. Вот дуб. Он совсем почти зеленый, как летом. Какой-то он вообще «тугой»: растет медленнее остальных деревьев, весной не дождешься, когда он начнет развертывать свои красноватые листочки. Осенью все деревья уже желтеют, а он все стоит по-своему, не желая следовать примеру большинства. Все это, по-видимому, результат одной его особенности — слабости испарения по сравнению с другими лесными породами (а это в свою очередь зависит от свойств его листьев). Раз медленно испаряется вода, медленнее происходит питание дерева, так как медленнее поступают в него питательные соки. Летом движение соков в значительной степени зависит от скорости испарения. Из-за медленного поступления веществ замедляется рост, осеннее охлаждение не так резко понижает обмен воды в растении и даже из охлажденной почвы корни успевают подавать еще достаточное количество воды. Поэтому листья сохраняются дольше, и даже образование разделительного слоя в черешках очень замедляется. Увы, это довольно неудачное свойство дуба и вместе с тем один из довольно ярких в биологии примеров плохой приспособленности дуба к нашим климатическим условиям. Дуб часто просто не успевает сбросить листья, и заморозки убивают их раньше, чем разделительный слой успеет образоваться; мертвые, убитые морозом листья остаются висеть на дубах до весны.

Это обстоятельство, зависящее от серьезных внутренних свойств дуба, лишает его возможности распространиться далеко на север. Широколиственные породы у нас, так сказать, обязаны раздеваться на зиму. Те из них, которые не умеют сбрасывать листья,— вечнозеленые широколиственные породы,— совсем не доходят до наших краев. Их северная граница распространения проходит значительно южнее. Дуб обладает способностью сбрасывать листья, хотя и запаздывает (некоторые экземпляры успевают сбросить листву), поэтому он доходит на север до Ленинграда — Вологды — Кирова — Перми.

Породы деревьев, обнажающиеся еще легче (клен, ольха и др.), идут на север дальше, за Петрозаводск; а совсем легко облетающая береза вместе с осиной заходит еще дальше.

Причина, определяющая северную границу распространения данного дерева, заключается не только в сроке опадения листвы. Эти причины очень сложны и многообразны. Изучению их посвящена целая наука — география растений. Но внешнее проявление особенностей вида, позволяющих ему распространяться дальше на север, выражается довольно рельефно и в сроках листопада: способность сбрасывать листья раньше позволяет виду завоевывать себе более северные области. И, наоборот, большая устойчивость в испарении позволяет другим породам, например дубу, забираться в такие области, куда железными законами бытия закрыт доступ березе. В области Средиземного моря некоторые формы дуба забираются на голые скалы, вечно сохраняя свою зеленую листву, одетую густым покровом войлока. Берез там нет... А на севере диком среди болотистых тундр стелются приземистые березы, придавленные условиями жизни, но все же живущие здесь, где ни один дуб не может существовать.

Вот те значительные вопросы, о которых можно рассказать, говоря о дубовых листьях. К сожалению, только рассказать, а нам на биологических прогулках хочется как можно больше посмотреть. К счастью, на дубовых листьях есть что и посмотреть. Обратите внимание, например, на эти занятные «орешки», словно маленькие подрумяненные яблочки (рис. 41). Вам они, конечно, отлично известны, как известно и то, что они образованы маленькими перепончатокрылыми насекомыми — орехотворками. Но самих орехотворок — изящных каким-то особым изяществом насекомых — вы, вероятно, никогда не видели. Впрочем, отдельные экземпляры различных видов этого громадного семейства без особого труда можно выводить из галлов (орешков) на различных растениях.

Сейчас, осенью, особенно легко увидеть одну из самых обычных орехотворок, образующую на дубовых листьях «чернильные орешки» — зеленые подрумяненные яблочки.

Рис. 41. Различные типы дубовых галлов, вызываемые орехотворками

1 – на коре; 2 – 9 – на почках; 10 – на околоцветнике; 11 – 13 – на листьях

Разломите ногтями несколько подобных орешков. Они мягкие, сочные, а в центре более твердые. В этой центральной камере вы найдете сформированное насекомое со сложенными крыльями. Нередко уже в толще орешка, вне центральной камеры, иногда под самой кожурой яблочка сидит это насекомое, и можно рассмотреть, как оно проделало ход, выбираясь из камеры наружу. Но нередко в камере лежит еще белая (или пятнистая) куколка или личинка, о которых поговорим ниже, они того заслуживают.

Стоя перед молодым дубком, можно собрать целую коллекцию различных орешков, то гладких зеленых, то подрумяненных, то морщинистых, с красными и белыми складками, то совершенно неожиданной формы, напоминающих маленькие, шитые шелком пуговички с утолщенными краями. Чем вызвано, как объясняется это разнообразие? Ответ очень прост: каждый вид орешков соответствует особому виду орехотворки. Впрочем, это, конечно, не объяснение, а только констатирование факта. Остается совершенно непонятным, почему две орехотворки, которые можно различить только при внимательном рассмотрении в сильную лупу при помощи определителей, образуют орешки, часто совершенно непохожие друг на друга?

Галлы образуются не взрослыми насекомыми, а личинками. Насекомые откладывают в лист яички, которые очень долго лежат без заметного развития. Если бы галл вызывался, как думали раньше, какими-либо выделениями, ядом, впрыскиваемым самкой при откладке яичка, то галл должен был бы начинать образовываться непосредственно после откладки яичек. А между тем отложенное яичко может долгое время лежать в листе или в почке без какого-либо влияния на растение. Только когда яйцо начнет развиваться в личинку или даже когда личинка вылупится, тогда лишь начинает расти на листе галл.

Личинки различных орехотворок еще меньше отличаются друг от друга, в чем можно убедиться, вскрыв несколько различных видов орешков: внутри орешка вы найдете твердую капсулу, а в ней — крохотного белого червячка. Конечно, у каждого вида орехотворки своя особенная личинка, но отличия очень тонки и, так сказать, «научны». Тем более поразителен тот факт, что каждая из этих столь похожих друг на друга личинок вызывает образование вполне определенного сорта орешков. Каждому виду орехотворок свойствен настолько характерный вид орешков, что в большинстве случаев узнать название орехотворки проще при помощи орешков, чем при помощи изучения взрослого насекомого.

Рис. 42. Галлы, вызванные различными насекомыми

1 — 4 — тлями и хермесами, 5 — 6 — бабочкой, 7 — 9 — мухами

Галлы возникают на растениях под влиянием того раздражения, которое производит личинка, сидящая в ткани растения (галлы образуются не только в листьях, но и на ветках, цветках, плодах и даже на подземных корнях). Долгое время наблюдатели не могли решить, какой природы это раздражение — физической (личинка грызет ткань растения) или химической (личинка выделяет в ткань какие-либо химические вещества). В настоящее время может считаться доказанной химическая природа раздражения. Главным доказательством этого служат те случаи, когда галл начинает образовываться прежде, чем личинка вылупится: физическое раздражение личинкой еще не могло начаться, а химические выделения из яиц в большем или меньшем количестве начинаются с самого начала развития яйца.

Следовательно, выводы таковы: каждый вид орехотворки выделяет в окружающую растительную ткань своеобразное химическое вещество (установлено, что все виды организмов отличаются друг от друга биохимически). Это своеобразное у каждого вида вещество, действуя на растение, изменяет его нормальный вид и вызывает ненормальное, своеобразное для каждого вида раздражение ткани, образующей галл (рис. 42).

Если вы знакомы с учением о внутренней секреции, сделавшим громадные успехи за последние полвека, то вам невольно бросится в глаза сходство образования галлов с теми явлениями, которые происходят в животных организмах под влиянием жизнедеятельности некоторых их желез: щитовидной, зобной, половых, надпочечной, поджелудочной и т. д. Каждая из этих желез выделяет в окружающую их ткань (этой тканью в организме животного является кровь) характерные вещества — гормоны, иногда даже не очень сложные, например адреналин, выделяемый надпочечной железой, или более сложный — иодотирин, выделяемый щитовидной железой. Под влиянием этих веществ в разных местах организма происходят сложные и характерные изменения. Так, например, под влиянием гормонов начинает разрастаться грудь у женщины или борода у мужчины.

Долгое время внутренняя секреция считалась особенностью животных. Но затем подобные явления были открыты и у растений. Оказалось, что лубяные волокна выделяют какие-то вещества, сильно действующие на окружающие их клетки, заставляя их усиленно размножаться. Таким образом, теперь внутреннюю секрецию можно считать общебиологическим фактором, и наиболее резкую разницу между животными и растениями можно уловить в данном явлении лишь в том, что у животных влияние желез внутренней секреции сказывается часто совсем в другом конце тела, а у растений — в соседних тканях. Но эта разница вовсе не принципиальная, а зависит от того, что у животных имеется кровеносная система, разносящая выделения этих желез по всему организму, а у растений такой сильно действующей циркуляции соков нет. Да к тому же внутренняя секреция у растений открыта недавно. Может быть, дальнейшие исследования смогут открыть действие внутренней секреции у растений там, где мы пока бродим в потемках. Укажем, например, что развитие семян вызывает образование плода, и в громадном большинстве случаев образование плода начинается лишь тогда, когда произойдет опыление и начнет развиваться зародыш.

Если вы сорвете жёлудь, то увидите в тонкой блестящей оболочке крупное семя — жёлудь. Но сам жёлудь сидит в дубовой чашечке, очень славной на вид, которую ботаники называют «плюска» (группа растений, к которой принадлежит дуб, называется семейством плюсконосных). Эта плюска живет и развивается вместе с самим жёлудем, хотя она соединена с ним только сравнительно тоненьким соединением, видимым в центре плюски, если из нее выломать жёлудь. Плюска развивается только в том случае, если развивается жёлудь и, несомненно, оттого, что жёлудь оказывает на плюску какое-то влияние, вероятно химическое.

Вернемся, однако, к нашей орехотворке (рис. 43). Мы далеко еще не исчерпали глубины ее истории.

Рис. 43. Дубовая орехотворка. Самка откладывает яичко в почку дуба. (Сильно увеличено)

Орехотворка, вышедшая из личинки, сидящей сейчас в орешке, будет сильно отличаться от той орехотворки, которая отложила яичко, давшее начало личинке. Затем, сколько бы мы ни выводили из этих орешков орехотворок, мы не получим ни одного самца. Старый упорный исследователь Гартиг собрал только одного вида орешков 28 тысяч и получил из них более 10 тысяч насекомых. Аналогичным образом он исследовал еще 27 видов орехотворок, потратив на это несколько лет труда, и все-таки получил одних лишь самок. Значит, у орехотворок мужской пол исчез совсем! Старый упорный Гартиг не поддался, однако, соблазну такого вывода и потратил еще массу труда и энергии. Оказалось, что полученные им самки партеногенетически откладывали иногда яички совсем в другие места растения (наш обычный вид, дающий круглые, слегка подрумяненные орешки, откладывает эти партеногенетические яйца в корни дуба), где возникают галлы совсем иного внешнего вида. Из них выводятся насекомые другого строения (однако принадлежащие к тому же самому виду!), состоящие из самцов и самок. Эти самки кладут уже оплодотворенные яички, из которых и выводятся личинки, образующие (вернее, вызывающие образование) тех орешков, которые висят сейчас перед нами.

Наука должна пока признаться, что она не понимает ни физиологических причин, ни биологического значения всех этих сложных преобразований... У нас имеется много великолепных фактов, несколько остроумных гипотез... И, может быть, где-нибудь шалит сейчас мальчик, который, возмужав, превратится в нового упорного Гартига, воспитает 100 тысяч орехотворок и перевернет-таки слипшуюся страницу книги природы.

Однако тот соблазнительный вывод, которого не сделал Гартиг, сделан другим исследователем и притом не легкомысленно, а на основании богатейшего материала наблюдений.

Если вы найдете у дороги куст шиповника, внимательно осмотрите его. Вы увидите на ветвях шиповника лохматые образования, словно шарики из мха, наросты, покрытые густой щетиной острых тонких шипов. Это тоже галлы орехотворок. Мохнатый принадлежит орехотворке Rhodites rosae, шиповатый — Rhodites mayri (есть еще несколько видов). У первого из них нормальная для орехотворок смена женского — партеногенетического — и двуполого — полового поколений почему-то изменилась, и нужно вывести очень большое число самок, воспитав несколько поколений, чтобы иногда, как бы случайно, получить и самцов. Великое разделение природы на два пола здесь почему-то изживает себя. У некоторых видов орехотворок самцы до сих пор не открыты, а у других, очевидно, отсутствуют вовсе. Самцы оказываются ненужными, и поток жизни вида проходит мимо них, нисколько не страдая, по-прежнему богато покрывая кусты роз мохнатыми бедегуарами (так называются эти галлы). Что это значит, мы не знаем. Могучий микроскоп и упорный труд исследователей, добравшихся до таких глубин биологии организмов, как «овогенез» и «спермогенез» (процессы образования яиц и сперматозоидов), открывают нам краешек этой пелены. Но здесь мы должны отказаться от обсуждения этого вопроса.