Биологические прогулки: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Если собрать несколько бедегуаров и дома их вскрыть, то внутри можно найти несколько камер и в каждой камере — по личиночке. И если в лупу внимательно рассмотреть этих личинок, то почти всегда можно различить несколько их разновидностей. Собрав бедегуары в коробку, можно вывести из них взрослых насекомых. Выведется их целая компания, при удаче даже 3 — 4 вида. В чем дело? На этот раз все объясняется довольно просто: воспользовавшись уютным убежищем бедегуара, в него отложили свои яички и другие орехотворки. Вышедшие из них личинки частью (у одних видов) питаются за счет бедегуара, частью (у других видов) поедают личинок хозяев. Таким образом, они переходят к паразитизму, свойственному нескольким видам орехотворок, живущим в тлях, и столь широко распространенному в необъятной группе близких к орехотворкам наездников и хальцид, которых можно встретить в том же самом бедегуаре (рис. 44).

Лохматый или колючий клубок, в центре которого в твердой камере лежит личинка орехотворки, не спас ее от страшного врага — наездника, который всюду следует за ней и от которого спасение невозможно. Укромные местечки и внешние препятствия способны спасти животное только от тех врагов, которые питаются ими, так сказать, «походя», которые могут их склевать, если они попадутся им на глаза, а если не попадутся, то клюнут какую-нибудь гусеничку или тлю, сидящую на ветке. Но наездники специализировались на данном насекомом, бесповоротно связав с ними судьбу. И если из числа орехотворок выживают только те, до которых не смог добраться наездник, то из числа наездников выживают только те, которые сумели добраться до своей жертвы. Так, железными цепями противоречия скованы жизнь и эволюция жертвы и наездника, и в то время как у одной все более и более совершенствуется защита, у другого также непрерывно совершенствуется нападение.

Такова та драма, которую может рассказать разрезанный вдоль бедегуар, в одной из камер которого, тесно прижавшись друг к другу, лежат две маленькие беленькие личинки. Драма, подарившая миру столько удивительных приспособлений и стоившая миру стольких миллионов жизней! Чтение этой маленькой странички библии природы[29] открывает все новые и новые горизонты, невольно заставляющие думать, что этим горизонтом, как далям звездных небес, не будет конца.

История изучения орехотворок едва ли не интереснее самих этих насекомых. На пути этой истории, на заре биологии, мы подходим к имени Реди, знаменитому итальянскому экспериментатору XVII столетия (1626—1697), впервые доказавшему своими опытами, что самозарождение мух в гниющем мясе — миф, что гниющее мясо остается свободным от червей, если оно лежит в банке, завязанной кисеей. И этот же блестящий биолог, давший такой могучий толчок биологии, почти 300 лет назад, в 1668 г., когда на Руси низовые казаки Стеньки Разина выезжали на простор речной волны, произвел свои первые наблюдения над дубовыми орешками и пришел к выводу, что это органы дуба, при помощи которых он родит насекомых. Если бы этот взгляд принадлежал не Реди, мы просто прошли бы мимо него. Но когда Реди, сражавшийся со сторонниками идеи произвольного самозарождения мух в мясе, считает вполне естественным, что дуб родит орехотворок, мы должны считать это уже отблеском той самой зари биологии, занимавшейся тогда над миром мысли и наблюдения и впервые назвавшей братьями деревья и зверей, цветы и насекомых, впервые увидавшей в них единоравную бьющую Жизнь.

Родившийся двумя годами позже Реди Мальпиги, тоже итальянец, сыгравший еще более видную роль в том сдвиге, который испытала в XVII в. биология, и впервые введший в технику биолога скальпель, иглы и мацерирование, проверил наблюдения Реди и отверг их. Ученые назвали его именем сосуды — своеобразные придатки кишечника насекомых — мальпигиевыми, а в честь Реди назвали одну из стадий многосложного жизненного цикла печеночной глисты — редией. Таковы «гордые монументы» этих давно уснувших биологов. К сожалению, эти памятники не всегда напоминают нам о том, о чем они должны напоминать. И многие ли следящие в микроскоп за курьезными редиями, любующиеся божественными цветами магнолии или с трудом старающиеся запомнить латинские названия растений лобелия, альдровандия, гесснерия, баугиния, цизальпиния, слышат треск старых пергаментных страниц бессмертных трудов этих авторов?

Итак, Мальпиги проверил наблюдения Реди и отверг их. Он видел сам, как орехотворка ужалила лист, положив туда яичко, и как от этого ужаливания вздулся на листе галл. Мальпиги умер в 1694 г., когда только начинал ходить в школу маленький, одиннадцатилетний Реомюр, ставший потом одним из замечательнейших наблюдателей жизни насекомых, в числе которых были и орехотворки. И Реомюр доказал, что причиной галла является не жало и не яд орехотворки, а раздражение, вызываемое самой личинкой. Камень за камнем.

Рис. 44. Бедегуар, разрезанный поперек; видны отдельные камеры.

Справа три формы личинок, найденных в одном бедегуаре. На правой видна сбоку маленькая личинка паразита

К сожалению, некоторые немецкие антидарвинисты пытались использовать замечательную биологию орехотворок против учения о естественном отборе. Они обратили внимание на правильный факт, но дали ему совершенно неверное истолкование. Факт состоит в том, что различные галлы обладают особенностью, полезной для орехотворок, например густые шипы у бедегуара, и т. д. Образуются эти защитные приспособления растением, которому орехотворка вредит. Получается абсурд — естественный отбор вырабатывает у растения свойства, полезные не для растения, а для его врага,— ситуация, которую Дарвин считал невозможной и убийственной для теории естественного отбора. И вот эта ситуация налицо.

Казалось бы, убедительно. И тем не менее — это сплошное недоразумение. Признаки галлов возникают в результате взаимодействия ткани растений и выделения личинки. Наследственные свойства личинок играют здесь ведущую роль — ведь на дубе образуется множество самых разнообразных галлов, характерных для каждого вида орехотворок (и других насекомых и клещей). Свойства галла связаны с наследственными свойствами орехотворки (ее инстинктом яйцекладки — в каком месте растения она втыкает яйцеклад) и с химическими особенностями выделения личинки (или яда орехотворки). Эти элементы изменчивы, и естественный отбор отбирает орехотворок (жизнь которых существенно зависит от особенностей галлов), а вовсе не дубы (жизнь которых в ничтожной степени зависит от особенностей галлов). К тому же орехотворки дают два поколения в год и исчисляются тысячами и миллионами, а дуб дает поколение в несколько десятков лет, и численность дубов неизмеримо меньше. Поэтому эволюция орехотворок может идти гораздо скорее эволюции дубов. Если даже эволюция дуба идет в сторону подавления возможности образования орешков, а эволюция орехотворок — в сторону совершенствования галлов, то эволюция орехотоворок обгоняет эволюцию дубов и дубам приходится вырабатывать орешки, полезные для их врагов.

Однако идемте дальше. Перед галлами орехотворок можно простоять полжизни и все-таки не познать это явление до конца. Когда-то, еще летом, мы невольно отметили странную связь между простотой, упрощенностью строения (коловраток среди червей, тлей среди насекомых, дафний среди раков, ржавчинников среди грибов) и сложностью и глубиной жизненной истории. Орехотворки — маленькие, с упрощенным устройством крыльев, а то и вовсе лишенные их, медленно ползающие по родному дереву,— тоже могут показаться нам упрощенными или даже несовершенными, и систематики, действительно, помещают их среди первых групп перепончатокрылых. Может быть, они и правы, но мы хотим только отметить, с какой громадной осторожностью надо пришпиливать к организмам эти обманчивые слова «совершенный», «несовершенный», которые мы так часто употребляем и при употреблении которых часто вовсе не даем себе отчета в том, что такое «совершенство» и «несовершенство».

Вот там, на склоне, еще одна жертва этого словоупотребления — мухомор, который вместе с остальными сородичами даже в университетах разжалован в «низшие растения», должно быть, за то, что эти сородичи загадали ботаникам такую загадку, над которой бьются самые талантливые ученые и пока еще не добились окончательного ответа.

Правда, если мы начнем рассматривать мухомор, то покажется, что он устроен проще других растений. Мы даже с некоторой неуверенностью назовем его растением. В самом деле, как мы отличаем животных от растений? Животные обладают самостоятельными движениями (хотя и далеко не все), лишены способности усваивать солнечную энергию и питаются поэтому или растениями, или растительноядными животными. Растения, наоборот, в состоянии усваивать солнечную энергию (хотя и не все), неподвижны (хотя и не все), зелены, имеют листья, стебли и т. д. (тоже не все).

Ни к той, ни к другой группе наш мухомор не подходит. Он живет за счет разлагающихся растительных остатков, поэтому самая главная часть гриба и не попала вам в руки, а осталась в земле в виде разветвленных нитей мицелия. А то, что вы держите в руках, есть только часть гриба, его орган размножения, называемый «плодовым телом».

Вот здесь-то и начинаются грибные загадки, к сожалению, совершенно недоступные без микроскопа. Если рассматривать в него тонкие разрезы какого-нибудь «высшего» растения, то можно увидеть там более или менее правильное расположение различных клеток, образующих ткани, сосуды и все то, что теперь известно в достаточной степени. Одним словом, в микроскоп можно рассмотреть внутреннее строение растения, часто очень изящное и, очень сложное. У множества низших растений клетки также располагаются в строгом порядке. Не то у гриба — все его плодовое тело состоит из бесконечного количества нитей (гиф), спутанных в одну сплошную массу, в которой не разберешь никакого порядка. Однако... совершенно неожиданно образуется необыкновенно правильно построенный гриб с пеньком, шляпкой, да еще с таким правильно устроенным из тонких радиальных пластинок исподом, которому позавидует и иное «высшее» растение.

И вот тут-то оказывается вдруг, что «низшему» грибу не надо никаких душистых цветков с бабочками и никакого перекрестного опыления; он, оказывается, способен размножаться и продолжать свой род без всяких этих тонкостей. У базидиальных грибов, к которым принадлежит мухомор, половой процесс совершенно отсутствует. Вместо того, чтобы приобретать приспособления к опылению, они приобрели едва ли не менее удивительную способность вовсе обходиться без полового процесса, без которого не может обходиться громадное большинство «высших» и «низших» животных и растений. Это ли не идеальное решение жизненного вопроса? А что он решен так, видно из того, что, несмотря на бешеную борьбу за существование, раздирающую наш мир, каждую осень алые головки мухомора появляются здесь и там из-под земли и, крича своим алым цветом: «эй, проходи, не трогай меня, я ядовит», рассеивают в тихом осеннем воздухе миллионы своих ничтожных по размеру спор. И кто знает, сколько уж тысячелетий сохраняют свой мухоморий род эти грибы при помощи спор, с тех пор как они так радикально решили величайшую проблему жизни и изгнали из своего обихода половой процесс. Быть может, много дольше, чем царствуют на земле многосложные высшие позвоночные, тратящие столько ухищрений на половой процесс.

Когда ботаники впервые установили отсутствие полового процесса у базидиальных грибов, они отнеслись к этому с большим недоверием. Было потрачено много труда и написано отличных сочинений, но вопрос запутался. Тщательными исследованиями были открыты при образовании спор явления большого теоретического значения, которые некоторые ботаники считают последними остатками полового процесса, подобием полового процесса, а некоторые — продуктом «упрямства» человеческой мысли. Но даже если и согласиться с теми, кто считает явления, о которых рассказывает микроскоп, следами полового процесса, некогда свойственного базидиальным грибам, то это ничуть не уменьшает того глубокого интереса, какой возбуждает в нас попытка организма совершенно отделаться от полового вопроса — путем ли исчезновения самцов, как у некоторых орехотворок, где редкие самцы розанной орехотворки являются тоже своего рода следами бывших когда-то здесь половых отношений, путем ли тех способов, к которым прибегли высшие из низших растений — базидиальные грибы, научившиеся обходиться одними базидиоспорами.

Рис. 45. Горизонтальный разрез испода шляпки губчатого гриба

Базидиоспорами называются по некоторым особенностям своего образования те самые споры, которые высыпаются из-под шляпки грибов и которые легко собрать, если сломить почти зрелую шляпку и положить ее на несколько дней на бумагу. Если вы сломали шляпку подосиновика пли белого гриба с губчатым исподом, то через день-два бумага под шляпкой окажется покрытой равномерным слоем тончайшей пыли. Если же гриб имел испод шляпки споры подосиновика не вырастет мухомор, хотя, даже расположатся по радиусам, запечатлев строение гриба [sic – В. П.]. И в каждой такой споре, несмотря на ее ничтожные размеры, запечатлены все свойства мухомора. И никогда из споры подосиновика не вырастет мухомор, хотя даже рассматривая спору в самый сильный микроскоп, вы не скажете, кому принадлежит эта спора — мухомору или подосиновику. Она не имеет отличительных особенностей и только когда-нибудь, вероятно еще не скоро, какой-либо пытливый и упорный химик разгадает эту загадку базидиоспоры.

Ах, эти базидиоспоры! Прошу извинить меня за то, что так много говорю о базидиоспорах, которые следует рассматривать только в микроскоп. Но, извинившись, я все-таки скажу о них еще несколько слов, настолько эти крупинки живого вещества полны интереса. И так как то, о чем я хочу рассказать, видно лишь в микроскоп, то пусть прилагаемый рисунок пояснит рассказ (рис. 45). На рисунке изображен тонкий срез с испода шляпки белого гриба. Мы видим хаос переплетающихся гиф, перерезанных в различных направлениях, из которого удивительным образом рождена гармония, так как сплетение гиф оставляет свободными правильные трубочки, видимые снизу шляпки и перерезанные на срезе поперек. Как видно на рисунке, концы некоторых гиф, получивших название базидий (отсюда — «базидиоспоры», «базидиальные грибы»), выставляются в просвет этих трубочек и образуют базидиоспоры. Почему одни гифы оказываются способными образовывать споры, а другие нет, мы не знаем, но так или иначе концы базидий оказываются на это способными, и тут-то и начинается чудо. Из кончика гифы (рис. 46) начинают вытягиваться четыре тоненьких рожка. Конец гифы не содержит в себе ничего кроме полужидкой плазмы и ядра. Почему вдруг эта плазма начинает вытягиваться в четыре правильных рожка, мы не понимаем (пока). Мы только можем лишь видеть, как вытягиваются эти четыре рожка (а во всем грибе их несколько миллионов).

В это время начинает делиться ядро в конце базидий. Делится раз, два — получаются четыре ядра рядом, что тоже довольно необычно, так как деление ядра большей частью сопровождается делением клетки гиф. Пока ядра делятся, те же непонятные нам силы продолжают действовать, и на концах рожков вздуваются маленькие «шарики» — лоно, которое примет в себя дочерние ядра. И в самом деле четыре ядра вдруг раздвигаются, медленно подходит каждое к своему рожку и... словно подталкиваемые кем-то, начинают с силой протискиваться в тесные каналы рожков (рис. 46, в центре). Еще немного, и процесс совершился: в каждом из шариков на концах рожков оказывается по ядру. Шарики одеваются плотной узорной оболочкой и отваливаются — базидиоспоры созрели.

Рис. 46. Схематический рисунок образования базидиоспор. В центре — ядро, «протискивающееся» в базидиоспору (см. текст)

Процесс совершился... На пространстве какой-нибудь сотой части миллиметра прошли не понятые нами явления, действовали не уловленные нами силы, двигались с поразительной целесообразностью ядра, каждое из которых в миллион раз меньше булавочной головки. И тот, на чью долю выпадет величайшее счастье созерцать все происходящее здесь, испытывает непередаваемое и многим непонятное волнение, которое сжимает горло, ибо в этой точке, как в фокусе, отражается весь наш великий и необъятно-прекрасный мир, потому что ничтожные ядра базидиоспор двигают те же силы, которые когда-то бросили небесные тела в пучину их безначального движения.

И вчитывается он в эту страницу все глубже и глубже. И если химикам еще не удается вонзиться в таинственные свойства методом химического анализа, то многое удалось выяснить методом генетического анализа генетикам, работающим не с громоздким мухомором, а с его мелкими родичами — копринусами — изящными зонтиками на тонких ножках с черными базидиоспорами. Оказалось, что базидиоспоры, одинаковые внешне, неодинаковы по своей природе. Это удалось обнаружить путем выращивания мицелия из изолированных спор. У одних видов образуются два вида спор (A, a), у других — даже четыре (AB, Ab, aB, ab). Эти обозначения заимствованы из учения Менделя. Для нормального развития плодовых тел нужно, чтобы два мицелия слились в одно. Слиться способны только разноименные мицелии: A с a, но не A с A или a с a (у «моногибридных» видов) или AB с ab и Ab с aB (у «дигибридных» видов). Поэтому наследственная формула плодовых тел в первом случае всегда Aa, во втором — всегда Aa, Bb.

Любопытно, что эти мицелии большей частью внешне одинаковы и различаются только по способности сливаться друг с другом. Но иногда разница внешне заметна. И хотя все эти любопытные явления сближены с половыми, но совершенно произвольно один мицелий можно назвать мужским, другой — женским (можно и наоборот). Ученые, работающие с этими грибками в разных странах, вынуждены пересылать образцы своих культур, чтобы установить единое обозначение.

Вот о чем может рассказать ядовитый красноголовый мухомор. Каждый год, чуть дрогнет в воздухе первая августовская свежесть, появляются эти вехи времени — и словно прикладывают красную печать к смертному приговору лету. В них, словно бесстрастными глазами, проглядывает бесстрастный закон, правящий жизнью природы,— закон периодичности. Когда-то в древние дни удрученный безнадежностью Экклезиаст написал: «Бывает нечто, о чем говорят: «смотрите, вот это новое». Но это было уже в веках, бывших прежде нас». Он ошибался — жизнь мира неповторяема. Но вместе с могучими словами Гераклита «все течет» тоскливый итог Экклезиаста явился едва ли не одним из первых широких обобщений миропонимания. И это безнадежное «все уже было» на протяжении тысячелетий боролось с грустно надеющимся «все течет». Лишь в XIX столетии дарвинизм победил окончательно идею постоянства, соединил «все течет» под видом изменчивости со «все уже было» под видом наследственности и возглавил безбрежную картину поступательной эволюции торжественным «вперед и выше».

Экклезиаст оказался неправ в своем пессимизме, но в значительной степени прав в своем наблюдении. Ибо хотя мир и движется вечно вперед, но движется не прямолинейно, а по спирали. Так, ежегодно вращаясь вокруг Солнца, Земля несется вместе с ним в неразгаданную даль, к мерцающей вдали безымянной звезде, никогда не проходя дважды по одному пути.

[29] Biblia naturae — название громадной книги Сваммердама, появившейся в свет в 1753 г., где этот старый наблюдатель описал и изобразил, упоенный восторгом перед миром, все, что ему пришлось наблюдать в этом мире вплоть до устройства рта платяной вши. Сваммердам родился в 1637 г. и умер в 1680 г.