Биологические прогулки: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Рис. 1. Изменение окраски бабочки-траурницы, вызванное искусственным охлаждением куколки (внизу); вверху — норма.

Она и ее ближайшие родичи: траурница, павлиний глаз, репейница, адмирал могут послужить одним из лучших примеров зависимости организма от температуры. Опыты целого ряда исследователей показали, что, выдерживая куколок этих бабочек при различных температурах, можно очень сильно изменить окраску бабочек, которые из них выйдут. На рис. 1 представлены траурницы, выведенные из сильно охлажденных куколок. И бледно-палевая широкая кайма крыльев, и синие язычки вдоль этой каймы у таких охлаждавшихся в стадии куколки бабочек изменяются до неузнаваемости. Если бы такая бабочка попалась нам в природе, мы, конечно, приняли бы ее за особую «ненормальную» форму, или, как говорят, аберрацию.

Этот интересный пример показывает, что, говоря об определенном рисунке на крыльях траурницы, мы имеем в виду бабочку, выведшуюся лишь в более или менее типичных условиях для данной географической зоны, и поэтому называемой «нормальной».

А вот другая весенняя бабочка — желтая крушинница (рис. 2) из семейства белянок. Ее легко поймать. Если вы не удовлетворитесь одним экземпляром, а соберете несколько, то, наверное, заметите, что наловили разных по окраске бабочек: одни из них — ярко-желтого цвета, другие — бледные, желтовато-зеленые, хотя во всем остальном совершенно похожие на первых. Что это — два разных вида или нет? Нет, ярко-желтые — это самцы, бледно-желтые — самки[1]. Перед нами, таким образом, один вид бабочек, но представленный в двух формах. Такие случаи называются обычно «диморфизмом». В данном случае диморфизм связан с полом и может быть назван «половым диморфизмом» в отличие от других случаев, с полом не связанных.

Конечно, почти всякий вид имеет две формы — мужскую и женскую. И даже если они внешне ничем друг от друга не отличаются, различным оказывается их внутреннее строение — устройство половой железы, у самок образующей яйца, у самцов — семя. Но не это подразумеваем мы под половым диморфизмом, а более заметные различия самцов и самок, затрагивающие органы, не имеющие отношения к размножению: окраску, устройство крыльев и т. д. Это явление очень распространено.

Вот еще один пример: белая бабочка с большими и яркими оранжевыми пятнами на передних крыльях сверху. Это зорька (из того же семейства белянок), вернее, самец зорьки (см. цветные рисунки). Яркие пятна — украшения самцов, и вам вряд ли придет в голову, что эти грациозные бабочки и их простенькие белые подруги без всякого следа оранжевого цвета — один и тот же вид. А между тем это именно так и есть: оранжевокрылая зорька родилась от простенькой белой матери, не имевшей этих пятен.

Рис. 2. Крушинница, ее гусеница и куколка на ветке крушины

В чем же причина такого различия самцов и самок? Какова его цель, смысл? Увы, ни о физиологических причинах, ни об экологическом смысле этих красивых пятен у самцов зорек мы еще почти ничего не знаем. Знаем лишь, что окраска вызывается сложными физиологическими процессами, образованием пигмента или особым устройством чешуек крыла, отражающих те или иные цветовые лучи, что это наследственный признак, обусловленный сложными причинами, как всякий другой наследственный признак. Знаем также, что в семействе белянок желтый и оранжевый цвета очень распространены. Но в чем именно состоит смысл того, что у крушинницы самцы отличаются от самок оттенком желтой окраски, а зорьки — красивыми оранжевыми пятнами, над этим нужно еще подумать.

Здесь надо быть настойчивым, но осторожным. Не все то, что красиво, имеет цель, смысл. Здесь только причины. Но ведь зорька раскрашена в результате действия тех же физико-химических сил и, может быть, в ее ярких пятнах также нет никакого «зачем».

Нет, в биологии дело обстоит совсем не так. Здесь все настолько пронизано целесообразностью, возникновение которой объяснил Дарвин, что на каждом шагу приходится задавать вопросы: и почему, и зачем.

Рассмотрите зорьку с нижней стороны. Сложите ее крылья за спинкой и вдвиньте передние крылья назад, между задними. Яркая окраска скрылась, и виден лишь пестрый бело-зеленый рисунок нижней стороны задних крыльев и переднего уголка передних крыльев. Именно так держит бабочка свои крылья в покое. Особенно интересно, что уголок нижней поверхности передних крыльев, который не может быть спрятан, окрашен подобно задним крыльям. Вся остальная нижняя поверхность передних крыльев лишена этого мраморного бело-зеленого рисунка. Теперь понятна цель такой окраски. Она рассчитана на то, чтобы скрыть бабочку от взора ее преследователя, когда она сидит. Проследите за зорькой. Вот она села на цветок, сложила крылья и... пропала из виду. Мы не можем не заметить, что окраска приобрела некоторое значение: стала полезной, выгодной для бабочки. На эту выгодность и следует обратить внимание, так как она затрудняет возможность объяснения окраски случайностью. Случайно окраска могла, конечно, стать полезной. Но если эту случайность мы начнем встречать на каждом шагу, можно усомниться в ее «случайности». А полезная окраска встречается действительно на каждом шагу. Вот на этом же лугу перепархивают на солнце какие-то бабочки. На лету их заметить легко, но когда они садятся на землю и траву, они скрываются из глаз. Это веснянки[2], или «ночные бабочки», называемые так потому, что по своему строению они относятся к группе бабочек, громадное большинство которых летает ночью. Но веснянки летают днем. По строению они сильно отличаются от дневных бабочек. Веснянки никогда не складывают крылья за спинкой, не прячут передних крыльев между задними. У веснянки задние крылья прикрываются передними. Задние крылья окрашены в яркий желтый цвет, а передние — в бурый.

Развился иной способ складывания крыльев, и яркая окраска переместилась с передних крыльев на задние, а скрывающая, или, как говорят, «покровительственная окраска» (маскирующая), перешла с нижней поверхности задних крыльев на верхнюю поверхность передних. В том, что эта окраска действительно «покровительственная», нетрудно убедиться: бабочка, сидящая на земле, освещенной солнцем, не отличается от нее по своей окраске. Впрочем, далеко не все насекомые имеют покровительственную окраску. За примером не далеко ходить — вот божья коровка. Возьмите ее в руки и рассмотрите: черная голова и грудь с белыми отметинами, яркие оранжево-красные надкрылья с 7 черными точками на обоих — это самая обычная семиточечная божья коровка. Она измазала ваши пальцы желтой, скверно пахнущей жидкостью. Это ее кровь, которая в минуты опасности выступает из сочленений ног. Насекомоядные птицы терпеть не могут божьих коровок и по возможности не трогают их: желтая кровь ядовита, обжигает рот, вызывает воспаление. И вот божья коровка словно вывеску устроила на своих надкрыльях — написала оранжевой краской, что у нее ядовитая кровь. Птицы издали замечают эту вывеску, и божьи коровки продолжают благоденствовать... Не может быть сомнения в том, что окраска божьих коровок полезна для них. Ведь если бы они были окрашены, как другие, то птица не могла бы их отличить. Пусть даже она выплюнула бы потом эту противную пищу. Но побывать в птичьем клюве — не большое удовольствие: лучше от него избавиться. И божья коровка избавляется от опасности с помощью своей окраски. Исследования показали, что не только оранжевый цвет надкрыльев, но и черные пятна на них, и белые отметины на груди и голове тоже имеют свое значение... Пестрой окраской природа записала на божьей коровке длинную историю ее обороны от насекомоядных птиц.

Вот мы и в лесу. Апрельский лес еще так прозрачен! Четко выделяются в воздухе тонкие ветви с лопнувшими почками. Они уже проснулись и надели свой весенний убор. Они даже цветут, уже совершается таинство цветения. Вот изящнейшие сережки, которыми убраны тонкие, пониклые ветви. Ударьте по ним

ладонью — на нее высыпется масса тончайшей желтой пыли: березы цветут... Это пыльца, необходимая для опыления (оплодотворения)[3] женской яйцеклетки образования зародыша семени.

Но где же женские цветки? Их нужно искать поблизости, на тех же ветках берез. Вот на веточке рядом торчит вверх тоненькая зеленая чешуйчатая палочка. Если внимательно рассмотреть ее, видно, что из-за каждой чешуйки выглядывают нежные красные ниточки. Эта чешуйчатая палочка и есть женское соцветие: красные ниточки — это рыльца, безмолвно дожидающиеся, когда прилетит к ним нежная желтая пыльца (рис. 3).

Тих и спокоен праздник цветения берез. Ни страсти, ни любви, влекущей сердца одно к другому,— неподвижным растениям не нужны ни страсть, ни любовь. Им все равно не сдвинуть с места своих весенних ветвей, все равно не сделать ни единого движения навстречу друг другу. «Любовь» берез особенно тиха и безмолвна. Не слышно немолчного жужжания насекомых, да их и нет совсем здесь. Пыльца переносится ветром. Ее здесь такое множество, что почти все женские цветки оказываются в конце концов оплодотворенными, и березы не нуждаются для опыления в помощи насекомых. Поэтому-то и цветы их такие скромные. Им не нужен пьянящий мед, своим ароматом призывающий на брачный пир всякого мимолетящего. Не нужны и яркие, бросающиеся в глаза украшения и флаги, которыми убирают свои цветы другие растения, жадные до посетителей-насекомых.

А вот и орешник. Вы, может быть, и не заметили, что и он цветет, даже отцвел уже около 10 дней назад. Буро-желтые сережки на концах ветвей — вот и все (рис. 4). А женские цветы не так легко найти даже при желании. От обыкновенных почек они отличаются лишь своими тонкими красными ниточками — рыльцами, высовывающимися из конца «почки» цветка (вернее, соцветия, так как в каждой такой «почке» заключено несколько женских цветков). И здесь опыление происходит при помощи весеннего ветра. Как видите, и растения пользуются для своих нужд силами природы. Это не исключительно человеческое право.

Рис. 3. Ветка березы

А — мужские, Б — женские сережки; а, б — отдельные цветки, составляющие сережки

Почему же у этих деревьев — у березы, орешника, осины (рис. 5) — опыление происходит без помощи насекомых? На этот вопрос трудно ответить вполне уверенно. Может быть, тут играет роль слишком ранний срок цветения деревьев: в это время бывает еще слишком мало насекомых. Кроме того, эти деревья образуют целые леса: в таком лесу на всех деревьях можно было бы насчитать миллиарды цветов. Где же достать в тихом апрельском мире такую армию насекомых, которая смогла бы опылить все цветы? Может быть, конечно, тут играют роль и какие-либо иные обстоятельства. Понаблюдайте, подумайте — загадки природы не менее интересны, чем человеческие загадки.

Рис. 4. Орешник, или лещина

Справа ветка с мужскими сережками и женскими цветками (на почках)

Столь же интересен и другой вопрос, стоящий в связи с только что разобранным, вопрос о биологическом значении разделения полов в цветах этих сережковых растений. Ведь мы так привыкли говорить: «цветок состоит из пестика с завязью, из тычинок с пыльниками, из лепестков» и т. д. А здесь как будто настойчиво проведено отделение тычинок от завязей, мужских половых элементов — от женских. В чем смысл этого разделения? Возможно объяснение такого рода: разделение полов должно уменьшать возможность самоопыления, т. е. опыления завязи пыльцой того же самого цветка, того же самого растения. При опылении ветром раздельнополых цветов всегда имеется возможность, что к данному женскому цветку прилетит пыльца с какого-нибудь соседнего дерева, особенно в лесу, где деревья так тесно обнялись, сплелись друг с другом своими ветвями. А устранение самоопыления, по-видимому, очень полезно многим растениям, так как потомство, полученное при самоопылении, часто бывает значительно слабее потомства, полученного от перекрестного опыления, т. е. при опылении цветка пыльцой другого экземпляра.

Рис. 5. Ветка осины

Что самоопыление действительно нежелательно растению, говорит нам масса особых приспособлений, которыми растения как бы стараются устранить его.

[1] Обычно самцов обозначают «знаком Марса» — (щит и копье) а самок — «знаком Венеры» — (ручное зеркало). Во множественном числе знаки удваиваются (, ).

[2] Brephos parthenias L., из семейства веснянок Brephidae. Русское название «веснянки» прилагается и к совершенно иным насекомым из отряда Plecoptera, поэтому во избежание путаницы полезно знать и латинские названия.

[3] Опылением называется перенос пыльцы на рыльце пестика, а оплодотворением — дальнейший процесс, когда пыльца, попавшая на рыльце, прорастает в виде тонкой трубочки сквозь столбик, достигает семяпочки и, проникнув в яйцеклетку, сливается с нею. Опыление и оплодотворение не связаны неразрывно. Так, при опылении цветков пыльцой растения другого вида может и не последовать оплодотворения.