Text
                    



П ечатается ПО П О С ТА Н О ВЛ ЕН И Ю СО ВЕТА Н А РО Д Н Ы Х КОМ ИССАРОВ СОЮ ЗА С С Р от 2 3 октября 1 9 35

18 4 3 - 1 9 2 0

c> КЛИМЕНТ АРКАДЬЕВИЧ ТИМИРЯЗЕВ СОЧИНЕНИЯ ТОМ IV л / ' О Г И З • Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н О В^Й З Д А Т Е Л Ь С Т В О КОЛХОЗНОЙ И СОВХОЗНОЙ Л И Т Е Р А Т У Р Ы С Е А Ь Х О З Г И З * ! 9 3 8
2011096178 2011096178
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ Ответственный редактор академ ик В. Л. КОМАРОВ Заместитель ответственного редактора проф ессор А. К. ТИМИРЯЗЕВ Заместитель ответственного редактора п роф ессор академ ик Б. П. ТОКИН Б. А. КЕЛЛЕР п роф ессор Ф. н. КРАШЕНИННИКОВ проф ессор М. Б. МИТИН проф ессор Е. Е. УСПЕНСКИЙ Редактор четвертого тома проф ессор E. EL УСПЕНСКИЙ



КЛИМЕНТ АРКАДЬЕВИЧ ТИМИРЯЗЕВ в одежде доктора Глазговского университета. 1902
/
РАС Т Е Н И Я Д есять ОБЩ ЕДОСТУПНЫХ ЛЕКЦИЙ СЕЛЬХОЗГИЗ 1938
» fl
ПРЕДИСЛОВИЯ И отзывы О ТЗЫ В О «ЖИЗНИ РАСТЕНИ Я» ПРОФ. А. Н. Б Е К Е Т О В А * изнь растения»проф. Тимирязева получила уже долж­ ную оценку со стороны нашего образованного обще­ ства, что доказывается ее большим распростране­ нием, несмотря на серьезное содержание. Причина тому — мастерское изложение. Мне неизвестно ни одно обще­ доступное сочинение по ботанике и притом ни на одном из главных языков цивилизованного мира, которое бы равнялось произведению нашего автора. Книга проф. Тимирязева на 331 странице содержит изложе­ ние всей общей ботаники в сжатом виде, но по внимательном * Отзыв Андрея Николаевича Бекетова — профессора ботаники Пе­ тербургского университета и видного популяризатора ботаники в России, начиная с 5 изд. «Жизни растения» предпосылался предисловию ав­ тора. А. Н. Бекетов, мнением которого Тимирязев так дорожил, был пер­ вым его учителем в области ботаники. Ред.
ее прочтении читатель получает полное и основательное пред­ ставление о внешнем и внутреннем (анатомия) строении расте­ ния и о всех его физиологических отправлениях. Вместе с тем она читается с большим интересом. Достигнуто это не только высокоталантливым изложением, но и глубоко обдуманным планом. Все в этом сочинении сосредоточено, устремлено, если можно так выразиться, к одной главной цели: к разъяснению тех явлений, что совершаются в растении, составляя его жизнь. Поэтому и анатомия (учение о клеточке и тканях) и морфоло­ гия изложены настолько, насколько это нужно для ясного по­ нимания тех или других жизненных явлений растения. Нигде не накоплено излишней массы фактов, ибо цель книги состоит вовсе не в том, чтобы исчерпать все содержание науки, а в том, чтобы доставить читателю строго-научное представление о способах, которыми растение разрешает свои жизненные задачи. Таким образом возбуждается интерес к предмету и указываются пути к более глубокому его изучению. Кроме того, автор повсюду останавливается на опытах и на ходе наблюдений. Его изложение по преимуществу индуктивное. Пусть читатель прочтет хоть те главы (IV и V), в которых изло­ жены опыты над искусственным питанием растений и над хлорофилльной функцией листа (поглощение и разложение расте­ нием углекислого газа), и он приобретет не только знание, но еще вникнет, вместе с автором, в самые методы точных физиоло­ гических опытов, поразится остротой и глубокомыслием при­ ложенных для вымогательства у самой природы ответов на за­ даваемые ей вопросы. Эта настойчивость автора излагать, где только к тому представляется случай, самый ход наблюдений и исследований — особенно ценна. Не говоря о том, что только этим способом можно доказать мыслящему читателю справед­ ливость научных положений, но это еще исключает догматизм и ту педантическую докторальность, которая так часто вредит общедоступным сочинениям, исключает, наконец, и ту рас­ плывчатость, то многоречие, что отталкивает читателя, не до­ ставляя ему точных и главных сведений. Примером такого расплывчатого, скаж у — болтливого, из­ ложения может служить великолепно изданное немецкое сочи­ нение, носящее то же название, что и сочинение проф. Тимиря-
зева *, и по своей внешности способное возбудить в ком-нибудь желание перевести его на русский язык. В одном I томе, посвя­ щенном строению и жизни растений, 733 страницы большого формата с 20 прекрасно исполненными акварелями и 553 превос­ ходными ксилографиями. Тут накоплена огромная масса фак­ тов, но главные основы не только теряются, но часто просто ошибочны. Поэтому, само собой разумеется, что если бы меня спросили: какую книгу лучше читать для ознакомления с жизнью расте­ ний, то я указал бы на книгу Тимирязева, умолчав о Кернере, посоветовав лучше читать те специальные сочинения, из кото­ рых черпал названный писатель. ПРЕДИСЛОВИЕ К П ЕРВО М У ИЗДАНИЮ * У ж е почти четверть столетия в ботанической литературе, не только русской, но и западноевропейской, ощущается недо­ статок в сочинении, которое знакомило бы в общедоступной форме с современным состоянием растительной физиологии. Решаясь печатать эти лекции, я надеюсь, хотя в слабой мере, пополнить этот пробел, но, отдавая эту книгу на суд читателей, вполне сознаю всю трудность предпринятой задачи. Всякое общедоступное изложение по самой своей сущности лишает автора возможности высказать всю истину, т. е. представить всестороннюю критическую оценку приводимых фактов, — и тем более обязывает его не говорить ничего, кроме истины, а это последнее требование в высшей степени трудно выполнить в науке, представляющей еще много шаткого, еще далеко не установившейся. Отсюда понятно, что общедоступное изложе- 1 Pflanzenleben, von Anton Kerner von Marilaun, Leipzig, 1 8 8 1 . ( A . Кернер ф. Марилаун — Жизнь растений. Пер. на русский язык под ред. проф. А. П. Бородина. 1 8 9 9 — 1 9 0 0 гг. Ред.) * Первое отдельное издание книги «Жизнь растения» вышло в 1 8 7 8 г., М., изд. А. Калужского, 2 8 5 стр. Ред.
ние такой науки, как физиология растений, представляет го­ раздо более трудностей, чем подобное же изложение, например, химии или физики. Второе требование, которому должно удовлетворять подоб­ ное сочинение, заключается в том, чтобы автор его сумел на время отрешиться от своей обычной точки зрения специалиста, чтобы он, так сказать, отступил на несколько шагов и посмотрел, на что похожа наука со стороны. В выборе этой точки зрения, достаточно близкой, чтобы можно было рассмотреть главней­ шие подробности, но не настолько близкой, чтобы подроб­ ности вредили впечатлению целого, заключается главное усло­ вие успеха. Удалось ли мне найти эту точку, — судить не мне. Положение автора общедоступного сочинения еще тем от­ личается от положения автора специального исследования, что оно лишает его всякой возможности оправдываться и защи­ щаться. Оно выдает его совершенно беззащитным в руки его судей. Первой и последней, безапелляционной инстанцией является читатель. Специалист может находить свое изложение добросовестным, преодолевающим значительные трудности и пр.; но если оно просто не нравится читателю, оно уже не достигает своей цели и, следовательно, осуждено. Буду надеяться, что п между читателями мне удастся встре­ тить таких же благосклонных судей, каких я имел счастие встретить в своих слушателях, оценивших трудность задачи и снисходительно отнесшихся к ее исполнению х. Петровское-Разумовское, марта 1 8 7 8 г. 30 1 Лекции эти были читаны в 1 8 7 6 г. в Московском музее приклад­ ных знаний. В приложении помещена лекция «Растение, как источник силы», читанная в Петербурге, в И. Русском техническом обществе, весной 1 8 7 5 г. (В настоящем собрании сочинений К. А. Тими­ рязева лекция «Растение, как источник силы» вошла в I том — «Солнце, жизнь и хлорофилл», стр. 2 6 0 , в соответствии с тем, как сам К. А. подготовлял сборник, составивший содержание I и II то­ мов. Ред.).
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ * В предисловии к первому изданию я указал, что недостаток в общедоступном очерке физиологии растений ощущается не только в нашей, но и во всех европейских литературах. Ту же мысль высказывает Ю. Сакс в предисловии к своему послед­ нему сочинению, которым он желает пополнить этот пробел Ч Книга Сакса не появилась еще в русском переводе, но если бы она и появилась, я не думаю, чтобы она сделалась достоя­ нием читателей не-специалистов; скажу более, я сомне­ ваюсь, чтобы ее можно было назвать популярной даже с точки зрения немецкой публики, более привыкшей к подобному чтению. Таким образом, соображения, оправдывавшие появление пер­ вого издания, сохраняют свою силу и по отношению ко вто­ рому. Это второе издание мало отличается от первого. В книгах этого рода не последнее значение играет умеренный объем, не пугающий читателя, который не располагает лишним досугом. Потому-то, просматривая свою книгу для второго издания, я прежде всего старался избежать нередкой ошибки, вследствие которой, например, иной краткий учебник в последующих изда­ ниях разрастается в объемистый свод науки, уклоняясь, таким образом, от своего первоначального назначения. Я старался исправить то, что нашел в первом издании слабым, изменил то, что было или оказалось неточным, добавил только самое су­ щественное из того, что открыто нового, — за пять лет наука делает немного приобретений, заслуживающих места на стра­ ницах краткого, общедоступного очерка. Не разделяя мнения Сакса, высказанного им в только что упомянутом предисловии, что читатели «хотят и должны знать» только воззрения автора, что для них «совсем не существенно знать, так или иначе думают другие», я старался во всем изло­ жении касаться только фактов вполне достоверных или обще1 Vorlesungen über Pflanzenphysiologie, 1 8 8 2 . * 2 -е, исправленное и дополненное издание, вышло в изд. П. Л. Васильева, 3 4 0 стр. Ред. 1885 г., М.,
признанных, а в тех случаях, когда был вынужден высказывать мнения, идущие в разрез с господствующими воззрениями, пы­ тался, по возможности, выражать их в такой форме, чтобы чи­ татель сам мог быть судьей. Ручаюсь за одно: я не позволил себе ни разу высказать в догматической форме какое-либо мнение, зная, что против него представлено веское и еще неопровергнутое возражение. Для более удобного пользования книгой она снабжена по­ дробным оглавлением и указателем. Ограничиваясь этими разъяснениями, передаю и это второе издание на суд читателя в той же надежде, которую высказы­ ваю в конце предисловия к первому изданию. Кунцеио, 8 июля 1 8 8 4 г. ПРЕДИСЛОВИЕ К Т Р Е Т Ь Е М У ИЗДАНИЮ * У ж е несколько лет тому назад разошедшееся второе (двой­ ное) издание предлагаемой книги оправдывает высказываемую на первых ее страницах надежду, что доступное изложение об­ щих основ физиологии растений может рассчитывать на чита­ телей, интересующихся- явлениями растительной жизни, при­ званными играть такую важную экономическую роль в нашей собственной жизни. Возрастающее значение, приобретаемое у нас научным земледелием, конечно, со временем оправдает и высказываемое мной убеждение, что физиология растений займет со временем такое же положение по отношению к агро­ номии, какое физиология человека уже заняла по отношению к медицине, а достижению этого результата, конечно, должно способствовать распространение основательных ботанических знаний не только с кафедры, но и в более широких кругах чи­ тающей публики. 335 * 3 -е, исправленное и дополненное стр. Ред. издание, вышло в 1894 г.,
Как в предшествующих изданиях, и в настоящем я заботился прежде всего о том, чтобы не выйти из рамок книги, предназна­ ченной для чтения и первоначального ознакомления с предме­ том, а не для усидчивого его изучения. Потому понятно, что сделанные вновь изменения и дополнения касались попрежнему только самых крупных приобретений науки за истекшее время. С внешней стороны издание представляет перед вторым то преимущество, что число рисунков увеличено почти на треть, а многие старые заменены новыми. Считаю небесполезным сказать два слова по поводу прило­ женных фототипий. Мне приходилось слышать упреки, что на страницах этой книги читатель знакомится только с жизнью растений в лабораторной обстановке и не встречает картин привольной растительной жизни на чистом воздухе, под откры­ тым небом. Но я того мнения, что за эту последнюю задачу можно браться, только обладая кистью Шишкина или пером Тургенева. Тем же, кому отказапо в этих дарах, полезнее об­ ратиться к средствам, которые дает в руки каждому любителю современная фотография. Я убежден, что, разумно руководи­ мое художественным вкусом, это новое орудие исследования могло бы способствовать развитию так мало еще распространен­ ного у нас «чувства природы» J. Мы знаем по именам знамени­ тые дубы и буки Фонтенбло, но, я уверен, найдется немало москвичей, не видавших кунцевского дуба; мы интересуемся бледными описаниями роскошной тропической природы, а не обращаем внимания на красоту какого-нибудь глухого лес­ ного уголка на расстоянии часа езды от Кремля. Я полагаю, что приложенные два этюда дают понятие о мощи, достигаемой растительной особью, и о сложном сплетении бесчисленных индивидуальных жизней на ничтожном клочке земли — более красноречивое, чем обычные перечни гигантов растительного царства или ряды цифр, поясняющих геометрическую прогрес­ сию размножения растений. А сколько таких мотивов может 1 См. мою статью «Фотография и чувство природы» в сборнике моих речей «Насущные задачи современного естествознания», Москва, 1 9 0 8 . (В настоящем издании см. т. V. Ред.)
подсмотреть мыслящий ценитель красот природы, бродя по полям и по лесам со своей камерой. Позволяю себе в заключение высказать надежду, что и по отношению к своим новым читателям мне удастся достигнуть главной своей цели: вызвать в них то, с чего должно начинаться всякое изучение, — любовь к изучаемому предмету. Москва, январь 1894 г. К. ТИ М И РЯЗЕВ ПРЕДИСЛОВИЕ К Ч ЕТ В ЕР Т О М У И ЗДАНИЮ * Внимательный наблюдатель нашей современной действи­ тельности может заметить утешительное явление — пробужде­ ние вновь интереса к естествознанию, невольно напоминающее сходное настроение в конце пятидесятых и начале шести­ десятых годов. Это стремление, несомненно, является живой струей, освежающей стоячие воды равнодушия к строгой науч­ ной мысли с их нездоровыми миазмами: мистицизмом, метафи­ зическим празднословием, всякого рода декадентством — этими признаками застоя или попятного движения мысли. Только этим общим настроением современного читателя могу объяснить себе и тот частный факт, что с небольшим через год потребовалось уже новое издание этой книги, стремящейся подстрекнуть любознательность читающего и побудить его к дальнейшему изучению области естествознания, одинаково важной и в теоретическом отношении, и в применении к запро­ сам жизни. А кому дороги успехи живой, здоровой обществен­ ной мысли, тому должно быть отрадно и сознание, что среди общих дружных усилий и ему удалось слегка наддать плечом — способствовать хотя бы в ничтожной мере возобновлению за­ медлившегося было на время поступательного ее движения. Москва, май 1 8 9 6 г. К. ТИ М И РЯЗЕВ * 4 -е, исправленное и дополненное издание, вышло дважды в 1 8 9 6 г., М., в изд. В. Н. Маракуева и в изд. т-ваИ. Н. Кушнерева, 3 3 5 стр. Ред.
ПРЕДИ СЛОВИ Е К ПЯТОМУ ИЗДАНИЮ * Напутствуя это новое издание своей книги, могу только вы­ разить, как п в последнем издании, чувства радостного изумле­ ния по поводу быстрого расширения круга ее новых читателей, но на этот раз считаю еще нравственным долгом присоединить и чувства глубокой, горячей признательности многочисленным ее прежним читателям, выразившим мне такое лестное сочув­ ствие в навсегда мне памятный день 9 апреля**. Они, и никто другой, обусловили успех книги и могут его считать делом рук своих. Москва, 1897 г. К. Т И М И Р Я З Е В П РЕДИ СЛО ВИ Е К Ш ЕСТОМУ И ЗД А Н И Ю *** Повторяющийся спрос на эту книгу, несмотря на более чем четверть века, истекшую со временя ее первого появления, до­ казывает, что она соответствовала назревшей потребности чита­ телей. Такой длинный срок, мне кажется, дает возможность и автору отнестись объективно к своему произведению. Пере­ читывая предисловие к первому изданию, я могу сказать, что надежды, высказываемые в его заключении, оправдались в мере, превзошедшей самые смелые мои ожидания. На первых порах меня утешало отношение к моей книге лучших предста­ вителей того поколения ученых, к которому о т н о с и л и с ь м о и учителя, отношение таких людей, как Зинин, Савич (астроном), A. Н. Бекетов и др. Теперь сам на склоне лет, я еще более дорожу отношением к ней постоянно подрастающих молодых * 5 -е изд. (удешевленное) в двух выпусках, вышло в 1 8 9 8 г., М. изд. B. Н. Маракуева, 2 8 5 стр. Ред. ** 9 апреля 1 89 7 года — день тридцати летнего юбилея научной и педагогической деятельности К. А. Тимирязева. Ред. *** 6-е изд. вышло в 1 9 0 5 г., М., изд. М. и С. Сабашниковых 3 4 8 стр. Ред.
поколений, — в их сочувствии я всегда видел лучшую награду за свои стремления приносить посильную помощь всем искрен­ но ищущим знания и ставить достоинство науки выше всяких житейских соображений. К ак и в предшествующих изданиях, я заботился только о том, чтобы не обойти молчанием самых крупных приобрете­ ний науки, каким только и место на страницах общедоступной книги, и в то же время оберечь эти страницы от воззрений, нередко выдаваемых за последнее слово науки, а, к сожалению только свидетельствующих об упадке критической мысли за последние десятилетия. Значительная часть рисунков для этого издания сделана вновь А. Н. Строгановым, за что приношу ему искреннюю бла­ годарность. Москва, май 1 9 0 4 г. К. Т И М И Р Я З Е В ПРЕДИСЛОВИЕ К СЕДЬМ ОМ У И ЗД А Н И Ю * Предшествующее издание почти разошлось в два года — и какие два года, — каких страна не видала за все свое тысяче­ летнее существование. Не доказывает ли этот мелкий факт, наряду с другими подоб­ ными, неверность так часто высказываемого мнения, что за эти последние годы политические вопросы совершенно вытес­ нили всякий интерес к другого рода чтению. Мне представ­ ляется, что рядом с этим вполне естественным пробуждением страстного, лихорадочного интереса к вопросам, впервые полу­ чившим у нас не книжный только, но и жизненный интерес, а, может быть, и благодаря этому движению, всколыхнувшему умы, явился и более широкий спрос на книги, посвященные строгому научному знанию. * 348 7 -е изд., вышло в стр. Ред. 1908 г., М., изд. М. и С. Сабашниковых,
С чувством глубокой благодарности перечитываю я каждый раз отзыв моего дорогого, незабвенного учителя А. Н. Беке­ това, который издатели последних изданий сочли уместным предпослать моей книге. Если только она представляет все качества, которые он в ней видел, то она выполнила ту глав­ ную задачу, которую я имел в виду — показать читателю, что такое опытная наука и почему она должна быть лучшей школой для жизни. Не каждый читающий эту книгу будет ботаником, но каж­ дый, надеюсь, извлечет из этого чтения верное понятие о том, как наука относится к своим задачам, как добывает она свои новые и прочные истины, а навык к строгому мышлению, при­ обретенный подобным чтением, он будет распространять и на обсуждение тех более сложных фактов, которые — хочет ли он того или нет — ему предъявит жизнь. А в этом и заключается главная задача самообразования, широкое распространение которого составляет одну из на­ сущных современных потребностей. 1907 г. К. Т И М И Р Я З Е В ПРЕДИ СЛОВИ Е К АНГЛИЙСКОМУ ИЗДАНИЮ * Беглый взгляд на предисловие к первому русскому изданию, я поііагаю, убедит английского читателя, что я вполне созна­ вал трудность предпринятой мной задачи. Семь изданий, в те­ чение тридцати пяти лет, отчасти успели рассеять мои опасе­ ния, но когда мне пришлось дать разрешение на издание этого перевода, чувство прежнего недоверия к своим силам просну­ лось во мне при мысли о выступлении перед совершенно новой аудиторией. По счастию, как раз в это время я прочел прекрас­ ную статью проф. Армстронга — Будущность науки в наших * The Life -of the Plant. B y C. A. Timiriazeff. London, Longmans, Green and C°. 1 9 1 2 , X V I, 355 p. Ред.
школах. Я с радостью увидал, что не только в своем общем на­ правлении, но и в выборе материала и в порядке изложения моя книга соответствует потребностям английской школы, как их понимает такой авторитет в этом вопросе, как проф. Арм­ стронг. Стоит взглянуть на оглавление этой книги, чтобы убе­ диться, что даже в подробностях она соответствует краткой про­ грамме, набросанной проф. Армстронгом: и здесь, и там изло­ жение начинается с анализа муки и завершается теорией Дарвина «Главное, чему мы должны научить наше юношество, это — умению видеть что-нибудь». Эта мысль Рескина, избранная проф. Армстронгом эпиграфом для его статьи, была всегда руководящим началом для автора этой книги. Пара здоровых глаз да, при случае, хорошее увеличительное стекло — вот все, что нужно для того, чтобы видеть внешние формы наших обыч­ ных растений. Но как изменяется дело, когда от нас требуют показать хотя бы самые простейшие явления растительной жиз­ ни, по большей части невидимые и во многих отношениях совершенно отличные от коротко знакомых нам явлений жизни животных. Подумайте только о дыхании без вдыхания и выды­ хания и о питании воздухом. На каждом шагу является пот­ ребность в более или менее сложных или, что еще лучше, но не так-то легко осуществимо, в возможно простых приборах *. Сверх того, псе результаты должны быть освещены с точки зрении обеих основных наук — химии и физики. В этом отно­ шении я постоянно придерживался правила профессора Армст­ ронга, с которым вполне согласен: «Чему бы мы в нашей школе ни учили, мы не должны забы­ вать химии; она — наука о жизни, так как жизнь — ряд по­ следовательных химических превращений; она, следовательно, основа физиологии». Я очень подозреваю, что многие из моих ботанических кол­ лег найдут некоторые места седьмой главы будто устарелыми; 1 Может быть, мне будет дозволено заметить, что я был первым ботаником, который ввел лекционные опыты в свое преподавание (начи­ ная с 1 8 7 0 г.). По крайней мере, еще в 1 8 7 7 г. проф. Сакс, глава немецкой физиологической школы, как мне сообщил один из бывших его ассистен­ тов, никогда не показывал опытов на своих лекциях.
но я откровенно признаюсь, что нахожу возвращение, в извест­ ном смысле, к здравым идеям Найта или Декандоля, Дютроше или Гофмейстера только желательной поправкой к внушающему серьезные опасения современному разливу так называемой «Reizphysiologie» с ее болезненными наростами в образе «нео­ витализма» и «фитопсихологиа» с их естественным следствием— «антидарвинизмом». В современной погоне за якобы нервным возбуждением мы потеряли из виду самый объект возбуждения и образ действия внешнего агента. И, однако, такой авторитет, как сэр Джозеф Томсон, предупреждает нас, что даже в выс­ ших сферах науки «нечто более грубо-механическое — модель— представляется многим более будящим мысль и удобным для манипуляции, а, следовательно, более могучим орудием иссле­ дования...». Я убежден, что модели, подобные тем, которые были предложены Декандолем для разъяснения явления гелио­ тропизма или Гофмейстером для геотропизма, конечно, приспо­ собленные к возрастающим требованиям науки, вернули бы изучение механизма роста на более обещающий путь исследо­ вания1 . Что мысли, мной здесь защищаемые, не устарели, можно заключить из того факта, что подобный же склад мышления об­ наруживает и представитель молодого поколения ботаников, недавно утраченный наукой профессор Б а р н з 2. Что касается меня, то я и теперь, как и сорок лет тому назад, уверен в том, что «механическое представление» и дарвинизм завещаны «удивительным веком» еще находящейся в младен­ честве физиологии растений, как два важных путеводителя в ее дальнейшем развитии. В подтверждение этого взгляда могу при­ вести свидетельство покойного проф. Больцмана: «Если бы меня спросили, как назовут наш век грядущие поколения — веком а 1 Замечу, что одна подобная попытка уже сделана недавно (1 9 1 1 ) молодым польским ученым Тондера (примечание к 8-му изд.). 2 «Наделе обнаруживается стремление наделять протоплазму такими свойствами, как «раздражительность», «автоматичность» и «саморегули­ рование» и, успокоившись на этих словах, не подвигаться ни на шаг вперед». «Я предлагаю по поводу этих явлений несколько соображений, могущих послужить основой для механического представления о ра­ стении», «The Botanical Gazette», New-York, 1 9 1 0 .
железа, пара или электричества, я бы с полным убеждением отвечал: его назовут веком механического истолкования при­ роды, веком Дарвина» 1 . О Т ЗЫ В Ы АНГЛИЙСКОЙ П ЕЧАТИ Критик «Nature», изложив содержание и цель книги, гово­ рит: «Когда мастер своего дела снисходит до популяризации, можно ждать чего-нибудь крупного, и не подлежит сомнению, что книга Тимирязева на целую голову да и с плечами в при­ дачу выше своих товарок. Она отличается широтой охвата, начинаясь анализом муки и кончаясь изложением теории Дарвина. Вполне объективная в своем содержании, она искус­ но пользуется фактами ежедневной жизни; изложение чисто сократическое, неизменно доказательное, а не повествователь­ ное, поддерживает в читателе приятное заблуждение, будто он сам создает наук у физиологии растений. Слог отличается мастерской простотой, и переводчица оказала ему полную справедливость. Книга принесет большую пользу преподава­ телям; она указывает на массу сравнительно простых опытов, которые можно показать слушателям, и поучает, что, даже соблюдая полную строгость логической демонстрации, можно дать яркую картину живого растения. Идя все время индук­ тивным путем, автор приводит читателя к заключительной картине...» Следует отрывок из последней главы книги. Критик «Science Progress in the Twentieth Century» 2 оста­ навливается сначала на словах предисловия к первому рус­ скому изданию: «Второе требование — чтобы автор сумел на время отре­ шиться от своей обычной точки зрения специалиста и , отступив, так сказать, несколько шагов назад, посмотрел, на что похожа наука со стороны», и затем продолжает: 1 Das zweite Hauptgesetz der mechanischen Wärmetheorie, 1 8 8 6 . Populäre Schriften von Prof. Boltzman, 1 9 0 5 . («Второй основной закон ме­ ханической теории теплоты». 1 8 8 6 . Популярные статьи проф. Больцмана, « 1 9 0 5 . Ред.) г Толстый журнал, выходящий четыре раза в год.
«одни эти драгоценные строки окупили бы цену книги. Наши авторы учебников, как общее правило, не обладают чувством перспективы. Если бы они от времени до времени отступали назад и обозревали дело рук своих с известного рас­ стояния, они увидали бы, какой отталкивающей внешностью оно обладает в глазах мыслящего читателя. Одна из причин, почему наука в наши дни не занимает принадлежащего ей по праву передового места, почему те, кто нами правят, мало смы­ слят в ее методах и в том, чему она учит,— сводится к тому, что люди, посвятившие себя науке, за малыми исключениями, до того погрязли в своем профессиональном жаргоне, что утратили способность выражаться ясно, просто и понятно для толпы. Будем надеяться, что похвальный пример, поданный нам русским писателем, не останется без влияния; во всяком случае он показал возможность даже самые трудные задачи излагать в простой и привлекательной форме. Книга замечательна по простоте и ясности изложения, а также по многочисленным удачным опытам, иллюстрирующим разнообразнейшие явле­ ния. Перевод замечательно хорош. В своем английском пре­ дисловии проф. Тимирязев совершенно верно протестует про­ тив внушающего опасения распространения «Reizphysiologie» 1 е ее болезненными наростами — «неовитализмом» и «фитопси­ хологией» и их королларием— «антидарвинизмом». Он гово­ рит: «Я так же убежден теперь, как и был сорок лет тому назад, в том, что «механическое представление» и дарвинизм завещаны удивительным веком еще находящейся в младенчестве физиоло­ гии растений, как два важных руководителя в ее дальнейшей эволюции». Точность в аргументации и в передаче фактов — выдающаяся черта этой книги. Одно из главнейших достоинств проф. Тимирязева, что он знает, о чем можно промолчать; не гоняясь за подробностями, он в широких чертах охватывает самые разнообразные задачи». Даже специальный, известный в медицинском мире, «The Lancet» обратил внимание своих читателей на появление этой книги: «Всякий человек среднего образования должен смыслить что-нибудь в биологии, а его интерес к жизни растения будет несомненно возбужден превосходным изложением физиологии растений, предлагаемым этой книгой. Существует много книг, трактующих об этом предмете, но мало найдется с таким ясным изложением, как у профессора Тимирязева; да и тот факт, что 1 Точка врения большинства немецких физиологов, сводящих все явления к раздражению.
книга выдержала за 35 лет семь изданий, свидетельствует о том, как она была принята в России. Особенность книги заключается в том, что ясное изложение химических и физических фактов вводится в изложение по мере надобности в них, а рисунки и чер­ тежи аппаратов так просты и наглядны, что читатель сразу схватывает мысль автора». ПРЕДИСЛОВИЕ К ВОСЬМОМУ И ЗДАН И Ю * Хотя в основе я враг бесцельно роскошных научных книжек с картинками, как и высказываю это в первом предисловии, но приложенные два воспроизведения с прекрасных акварелей А. Н. Строганова представляют именно один из тех случаев, когда искусство художника оказывает незаменимую услугу науке. Я имел возможность не раз замечать, что именно в на­ стоящем случае никакие описания не могут дать того, что дает кисть художника: люди, знакомые с этим интереснейшим жи­ вым существом по описаниям, проходили мимо него, не узна­ вая его. В настоящем издании заполнен давно замеченный пробел— плод. Причина этого пробела объясняется происхождением книги из ряда лекций. Это добавление не вмещалось в лекцию о цветке, и без того довольно длинную, и не было достаточно для отдельной лекции. Тем не менее оно очень существенно по свя­ занному с ним философскому (как теперь, кстати и не кстати, любят выражаться) вопросу, на который я уже давно указы­ вал и которого не понимали присяжные немецкие ботаникифилософы 1 и их русские поклонники. Заговорив о пробелах, не могу не указать и на то, что мно­ гие наши молодые ботаники, вероятно, считали за существен­ ный у меня пробел, который и поторопились заполнить в своих 1 См. мою речь «Столетние итоги физиологии растений», 1 9 0 1 . (В на­ стоящем издании см. т. V. Ред.) * 8-е изд., вышло в 1 9 1 4 г., М., изд. М. и С. Сабашниковых, 3 6 0 стр. Ред.
популярных произведениях. Но этот пробел был умышленный; это была именно та сторона моей книги, о которой английский критик говорит, что я знал, о чем промолчать. Это касалось всего того фантастического вздора об органах чувств и умствен­ ных способностях растений, о чем распространялись разные Франсе и Немцы (Nemetz), а с их голоса — и наши молодые популяризаторы. В настоящее время даже более серьезные немецкие ботаники (например, Иост в последнем издании своей книги*) уже благоразумно от него отворачиваются. От всего этого я заранее уберег своих читателей, и они, конечно, оста­ лись только в барышах. Пробегая в корректуре предшествующие предисловия — этот откровенный обмен мыслей автора с читателем, — заме­ чаю, что в них отражались сменявшиеся чуйства надежда и отчаяния, попеременно волновавшие, конечно, не одних только автора и читателя этой книги. Так и теперь: за подъемом на­ дежд, сопровождавших благодатную грозу, на время освежив­ шую удушливую атмосферу русской жизни, наступила полоса еще более мрачного отчаяния, обманутых общественных на­ дежд, повлекшая за собой, как всегда бывало в истории, упа­ док интереса ко всему жизненному, здоровому, равнодушное безразличие к запросам жизни, стремление чем-нибудь себя одурманить, заглушить в себе чувство гложущей неудовле­ творенности. То же отразилось и в области мысли. Более чем когда можно жаловаться «на стоячие воды равнодушия к строгой научной мысли с их нездоровыми миазмами мисти­ цизма, метафизического празднословия и всякого рода дека­ дентства — этих признаков застоя или попятного движения мысли» г. Но снова брезжит луч надежды и на этот раз с более дале­ кого, но зато и необъятно широкого горизонта. К ак лучи вос­ ходящего солнца отражаются в каждой капельке росы, как мор­ ской прибой заливает каждую песчинку прибрежья, так и мо­ гучий подъем общественного движения проявляется в отдель­ ных фактах жизни, как бы они ни были ничтожны. Несколько 1 Из предисловия к четвертому изданию. * Jost, L. Vorlesungen über Pflanzenphysiologie. Ред.
лет тому назад мне показывали письмо скромного труженика, сельского священника, отзывавшегося о моих книгах Жизнь растения и Земледелие и физиология растений как о класси­ ческих, более широкое распространение которых в деревне было бы очень желательно, а совсем недавно, в статье М. Горь­ кого 1, так горячо выступающего в защиту молодого поколе­ ния от всяких нездоровых течений современной мысли, я мог прочесть следующие строки: «Поражаешься, откуда в посаде Снеговом, Херсонской гу­ бернии, или в Осе, Пермской, знают имена... Тимирязева. Часто спрашивается его «Жизнь растения». Неужели, думалось, моя книга появилась уже в руках его Нила, этого представителя здорового молодого поколения, так просто, бесхитростно определяющего нравственную задачу жизни — тому помочь, другому помешать? Неужели простое, здоровое слово науки уже приходит на помощь нарождающейся здоровой русской демократии? И невольно западает в ум не тщеславная, а бодрящая, утешительная мечта: а что если и впрямь — Я, может, тем народу был полезен, Что мысли здравые в нем словом вызывал? Демьяново, май 1 9 1 4 г. К. Т И М И Р Я З Е В ПРЕДИСЛОВИЕ К Д ЕВЯ ТО М У ИЗДАНИЮ * В заключение последнего предисловия (стр. 26 — 27) я вы­ сказываю надежду, что спасение от реакции, задушившей осво­ бодительное движение 1904—1905 гг., под утешительным впе1 Писатели-самоучки. «Современный мир», февраль, 1 9 1 1 , стр. * 9 -е изд., вышло в 1 9 2 0 г. М., Гос. изд-во, 3 1 9 стр. Ред. 189.
чатлением которого я заканчивал 7-е издание (стр. 20), что это спасение придет на этот раз из среды самого народа. Но, ко­ нечно, ни я, да и никто другой не воображал, что оно придет так скоро, будет такое коренное, но и будет куплено такой до­ рогой ценой, как все ужасы этой убийственной, пятилетней войны, со всеми ее последствиями, всеобщим разорением и гл у­ боким развращением широких кругов, унаследованным от глубоко прогнившего царско-капиталистического строя. Со­ вершив свой великий и неотложный исторический подвиг, русский народ один, быть может, еще долго окажется вынуж­ денным напрягать свои силы для защиты своего завоевания от натиска несметных внешних и предательства еще худших, внутренних врагов, вместо того, чтобы сосредоточить все эти силы на задачах общего строительства, на возведении на об­ ломках старого, сгнившего строя — нового, основанного на прочном фундаменте истинного народовластия и просвещения. Самой верной и необходимой пособницей в этом творческом подвиге народа должна быть истинная, а не показная и при­ служивающая эксплоататорам народа наука, а для этого она должна выступать с разъяснением своего истинного значения перед самим народом в популярной, т. е. народной, форме. Эта мысль не покидала меня с первых шагов моей деятельности и вот почему мне так отрадно было слышать из уст самых опыт­ ных товарищей по науке на Западе тот отзыв о моей книге,ко­ торый я привожу выше. «Одна из причин, почему наука в наши дни не занимает того принадлежащего ей по праву места, почему те, кто нами правят, мало смыслят в ее методах и в том, чему она учит, — сводится к тому, что люди, посвятившие себя науке, за малым исключением, до того погрязли в своем ж ар­ гоне, что утратили способность выражаться ясно, просто и по­ нятно для толпы. Будем надеяться, что пример, поданный нам русским писателем, не останется без внимания...». Вот уже более полувека, что я обращаюсь к русскому народу с той простой речью, какую передовые английские ученые приглашают взять за пример по отношению к своему более культурному народу. Тем более горячо хотелось бы, чтобы эта речь пошла на пользу русскому народу в предстоящем ему деле широкого просвети­ тельного строительства, в основу которого должна лечь наука
как средство борьбы с наследием буржуазного строя — «ми­ стицизмом, метафизическим празднословием и всякого рода декадентством», так ярко отметившим годы реакции и про­ извола, последние дни и годы издыхавшего царскобуржуазного строя. Декабрь 1919 г. К. Т И М И Р Я З Е В
НАУКА И ОБЩЕСТВО. ВНЕШНЕЕ И ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ РАСТЕНИЯ Скудость ботанических знаний, проникающих в наше общество. — Два устарелые типа ботаников. — Современное направление науки. — Морфо­ логия и физиология, форма и жизнь. — Две причины сравнительной от­ сталости ботаники — логическая и практическая. — Искусство и наука.— Земледелие и физиология растений. — Взаимное отношение между на­ укой и обществом. Обзор внешних органов цветкового растения. — Метаморфоз. — Споровые растения древнее и проще семенных.— Спора—клегНочка.— Клеточка — основа и начало всякого организма.— Отношение приведенных фактов к вопросу о происхождении организмов.— План изложения. два ли не в первый еще раз в Москве ботанику физио­ логу представляется случай излагать в общедоступной форме и пред таким многочисленным собранием основ­ ные начала учения о жизни растения. Ввиду исключи­ тельности этого положения я считаю не лишним сказать несколько слов о современном состоянии нашей науки и ее отношении к обществу. Я полагаю, я не ошибусь, сказав, что едва ли о какой отрасли естествознания существует в нашем обществе такое смутное понятие, как именно о ботанике. От­ сюда весьма понятно, что общество относится к ней безучастно, и едва ли какая естественная наука возбуждает в нем так мало интереса, как ботаника. Конечно, уже далеко за нами осталась та грибоедовская Москва, в которой с изумлением, почти с него­ дованием, восклицали: Е Он — химик, он — ботаник, Князь Федор, мой племянник.
Но я ю ч у только указать на то обстоятельство, что при со­ временном расположении к естествознанию химик, физиолог, геолог успели, повидимому, завоевать себе более почетное ме­ сто, чем ботаник. Я полагаю, я буду недалек от истины, сказав, что при слове ботаник еще и теперь в воображении многих людей, даже впол­ не образованных, но стоящих в стороне от науки, возникает один из следующих двух образов: или скучный педант, обла­ дающий неистощимым запасом двойных латинских названий, часто самых варварских, умеющий, почти не глядя, всякое ра­ стение, всякую травку назвать по имени и по отчеству, умею­ щий, пожалуй, при случае сказать, какая трава употребляется от золотухи, какая от водобоязни, на что в действительности ни та, ни другая не годна. Вот один тип, наводящий тоску и уны­ ние и, конечно, неспособный возбудить сочувствие к науке. Но рядом с ним при слове ботаник возникает и другой, менее мрачный образ: страстный любитель цветов, какой-то моты­ лек, порхающий от цветка к цветку, услаждающий свои взоры их ярким колером, вдыхающий их ароматы, воспевающий гордую розу и скромную фиалку, одним словом, тип изящного адепта той am abilis scientiae *, как в былое время любили величать ботанику. Вот два крайние типа, связанные во мне­ нии многих, очень многих людей с представлением о ботанике; говорю это на основании личного опыта. Или педант-номенклатор, или любитель-садовод, или аптекарь, или эстетик, но никак не ученый. Ученый как-то заслоняется этими двумя типами. Да и существует ли такой ученый ботаник? И что это за наука — ботаника? К чему она стремится? Какие у нее за­ дачи? Какими идеями она руководится? И руководится ли она, вообще, какими-нибудь идеями? Если общество н ахо­ дится в неведении относительно этих вопросов, то вина в том ложится отчасти на самих ботаников, отчасти кроется глубже, в историческом ходе развития науки. Остановимся на рас­ смотрении этих обстоятельств. Живая органическая природа может обращать на себя наше внимание с двоякой точки зрения: мы видим в ней тела — расте* Приятная наука. Ред.
ния п животных, мы видим в ней явления, т. е. жизнь. Мы на­ зываем эти живые существа организмами потому, что они пред­ ставляют нам части, которые мы называем органами, т. е. орудиями. Каждому органу, каждому орудию свойственно из­ вестное отправление, известное отношение к общей жизни всего организма. Изучать органы независимо от их отправле­ ния, организмы независимо от их жизни почти так ?ке невозмож­ но, как изучать машину и ее части, не интересуясь их дей­ ствием. У кого стало бы терпения изучить описание частей какой-нибудь машины, например часов, без объяснения их значения? Такое изучение было бы не только скучно, но и бес­ плодно. Само собой понятно, что нельзя познакомиться и с дей­ ствием машины, не зная ее устройства. Отсюда ясно, что не­ зависимое изучение организма с этих двух произвольных точек зрения, т. е. как тела и как явления, искусственно и даже нело­ гично. Но, несмотря на то, эти две искусственные точки зрения, это раздробление предмета, давно укоренились в науке. Наука о живых существах, биология, распалась на две отрасли: на учение о формах — анатомию или в более широком смысле морфологию, и учение о явлениях, о жизни — физиологию. Это распадение вызвано отчасти необходимостью применить принцип разделения труда к обработке громадного фактиче­ ского материала, отчасти же различием в приемах исследова­ ния и в целях, к которым стремятся эти две отрасли знания. Одна наблюдает и описывает, другая испытывает и объясняет. Доказательством, что это деление искусственно, служит не­ возможность его последовательного проведения. На деле оно никогда строго не прилагается. Морфолог поневоле вынужден говорить о значении органа, физиолог — об его строении. Тем не менее, этот раскол и еще более узкая специализация научной деятельности грозят в будущем серьезной опасностью, своего рода вавилонским смешениемязыков: морфолог перестанет понимать физиолога; физиолог перестанет интересоваться дея­ тельностью морфолога; каждый специалист замкнется в своей узкой области, не заботясь о том, что творится за ее пределом. Как бы то ни было, существование этих двух отраслей пока является фактом, навязанным неизбежной необходимостью, пред которым всякие сетования бессильны. Но, понятно, что 3 К . А . Тимирязев, т. I V 33
эти две отрасли в весьма различной степени способны привлечь общее внимание, внимание людей, стоящих в стороне от науки и только интересующихся ее более крупными приобретениями. Простое описание или перечисление окружающих нас ра­ стений и животных, конечно, не может возбудить общего инте­ реса, хотя, разумеется,. число лиц, находящих удовольствие в знакомстве с родной флорой и фауной, прямо свидетельствует о степени научного развития общества. Отрывочное описание замечательных растений и животных представляется чем-то мало занимательным, чем-то, если так можно выразиться, черес­ чур пресным, годным для детских книг и для тех книг с кар­ тинками, которые иногда издаются и для взрослых. Общее вни­ мание может обратить на себя разве какая-нибудь диковинка вроде той газетной утки о плотоядном растении, пожирающем живых людей, которая недавно появилась на страницах многих иностранных и наших газет и даже попала в специальные изда­ ния1 . Иное дело — объяснение явлений, общих всем организмам того или другого царства, изучение основных законов жизни, оно может и должно привлекать внимание каждого мыслящего человека, желающего понимать то, что совершается вокруг него. То же оправдывается и относительно неоживленной при­ роды; минералогия, простое описание веществ, образующих земную кору, конечно, не в состоянии возбудить такого ин­ тереса, как химия, объясняющая явления, вызываемые взаимо­ действием веществ, как геология, повествующая историю на­ шей планеты. Итак, едва ли подлежит сомнению, что физиология более чем морфология, явление более чем тело, жизнь более чем форма имеют право рассчитывать на общее внимание. Посмот­ рим же, которое из двух направлений получило в ботанике большее развитие, — то ли, которое имеет предметом жизнь, или то, которое останавливается на мертвой форме. История науки свидетельствует, что почти все силы ботани­ ков были направлены на эту вторую отрасль; ученые вдались 1 Замечание это относится к 1 8 7 6 г.; но любопытно, что на днях та же старая утка снова вынырнула в некоторых иностранных и наших газетах. Примечание ко второму изд. ( 1 8 8 3 г. Ред.).
в эту крайность и за формой забыли о жизни. Недалеко еще то время, когда значительное большинство ботаников принадле­ жало к первому из описанных выше типов, да и теперь, может быть, найдется немало готовых повторить слова одного фран­ цузского зоолога, который по поводу оживленных прений в парижской академии похвалялся тем, что в течение всей науч­ ной деятельности не высказал ни одной идеи, а только опреде­ лял и описывал, оппсывал и определял. Если же от этих пред­ ставителей уже отжившего направления обратимся к современ­ ным ученым, то и между ними найдем немало таких, которые, порицая своих предшественников, признавая превосходство физиологического направления, действуют в том же исключи­ тельно морфологическом направлении. По мнению этих совре­ менных представителей науки, ботаник — это такой человек, который век свой сидит за микроскопом, т. е. опять-таки рас­ сматривает и описывает, но микроскопически малые организмы или микроскопически мелкие подробности крупных организ­ мов. Несмотря на кажущееся несходство, деятельность тех и других по существу совершенно сходна; все различие только в масштабе: одни смотрят невооруженным глазом или в лупу, другие — в микроскоп, но как те, так и другие только смотрят и описывают, и описания водоросли или паразитного грибка не отличаются от описания травы или дерева. К ак те, так и дру­ гие забывают, что задача физиолога не описывать, а объяснять природу и управлять ею, что его прием должен заключаться не в страдательной роли наблюдателя, а в деятельной роли испы­ тателя, что он должен вступать в борьбу с природой и силой своего ума, своей логики вымогать, выпытывать у нее ответы на свои вопросы, для того чтобы завладеть ею и, подчинив ее себе, быть в состоянии по своему произволу вызывать или пре­ кращать, видоизменять или направлять жизненные явления. Само собой разумеется, что между представителями исклю­ чительно морфологического, описательного направления встре­ чались могучие умы, оживлявшие и освещавшие своей мыслью накопившийся материал, — мы даже вскоре увидим тому при­ мер, — но в общей сложности их деятельность вращалась в круге понятий, которые были недоступны людям неподготов­ ленным и потому не могли возбудить общего интереса. Изящная
простота некоторых морфологических законов, стройность естественных систем, делающих из них замечательные памят­ ники человеческого ума, — все это ускользает от понимания тех, кто не обладает необходимыми для их понимания частно­ стями. Таким образом, мы видим, что ботаника до сих пор разви­ валась преимущественно в направлении, наименее интересую­ щем общество. Причина этого лежит, как уже сказано, отчасти в историческом ходе развития науки, отчасти ложится виной на самих ботаников. Историческое развитие каждой науки требует, чтобы простейшее в ней предшествовало более слож­ ному. А понятно, что задача физиологии гораздо сложнее за­ дачи морфологии и предполагает более обширный запас све­ дений. Для того, чтобы описывать органические формы, не нужно обладать никакими предварительными сведениями; для того, чтобы объяснять явления жизни, т. е. свести их на более простые физические и химические явления, в чем и заклю­ чается задача физиологии, — для этого нужно предварительно быть знакомым с этими последними явлениями. Для того, чтобы быть морфологом, нужно быть морфологом, и только. Для того, чтобы быть физиологом, нужно быть в известной степени и физи­ ком, и химиком, и морфологом. Отсюда понятно, что физиоло­ гическое направление могло появиться в науке позже, т. е. только после развития физики и химии, но доказательством тому, что отсталость физиологии в значительной степени зави­ сит от односторонности самих ботаников, служпт тот факт, что, пока ботаники занимались исключительно формами, хи­ мики и физики проникли в заманчивую область растительной жизни и положили основание физиологии растений. Главными своими устоями физиология обязана не ботаникам, а химикам и физикам. Эта отсталость ботаников еще более поражает, если сравнить то, что сделано в физиологии растений, с тем, что сделано в физиологии животных. Казалось бы, факт совер­ шенно нелогичный; физиология растений по своей задаче го­ раздо проще физиологии животных, так как жизнь растения очень немногосложна в сравнении с жизнью животных, и, од­ нако, наши сведения о последней гораздо полнее и совершеннее. На этот раз, мне кажется, в защиту ботаников можно привести
смягчающие обстоятельства: этот успех физиологии живот­ ных, мне кажется, можно объяснить причинами, от науки не за­ висящими, — причинами, так сказать, чисто житейского свойства. Всякая наука для своего процветания и развития нуждается в нравственной и материальной поддержке общества. В свою очередь, общество оказывает поддержку только тому, что оно признает полезным. В пользе физиологии животных общество убедилось давно, в пользе физиологии растений оно едва только начинает убеждаться. Почти каждая наука обязана своим происхождением какому-нибудь искусству, точно так же, как всякое искусство, в свою очередь, вытекает из какой-нибудь потребности человека. Таков, повидимому, неизбежный исто­ рический ход развития человеческих знаний. Сначала человек ценит знание лишь как орудие для приобретения возможной суммы материальных наслаждений, и только при позднейшем развитии знание само становится источником наслаждений; умственный аппетит вступает в такие же права, как аппетит материальный. Знание как средство — это искусство; знание как цель — это наука. Искусство, под покровительством кото­ рого развивалась физиология животных, — медицина. Меди­ цина после долгих бесплодных попыток разрешить свою задачу путем умозрений или грубого эмпиризма пришла к заклю­ чению, что ей нужно начать издалека, ей нужно изучить законы животной жизни, ей нужно искать опоры в науке, и вот в меди­ цинских школах возникла и развилась физиология животных. Но рядом с потребностью быть здоровым — потребностью, кото­ рой отвечает медицина, — у человека есть и другие потребно­ сти: ему нужно быть сытым, одетым, иметь кров и средства передвижения. Большую часть этих удобств он получает прямо или косвенно от растений, которые возделывает или охраняет. Только изучив законы о жизни, только подметив или выпытав у самого растения, какими путями оно достигло своих целей, мы в состоянии направить его деятельность к своей выгоде, вынудив его давать возможно более продуктов возможно л уч­ шего качества. Очевидно, физиология растений должна лечь в основу земледелия. Земледелие, так же, как и медицина., долго блуждало в одинаково бесплодных областях эмпиризма
и умозрений, пока не пришло к этому заключению. Но это слу­ чилось гораздо позднее, чем с медициной; у нас это сознание, можно сказать, едва только начинает проникать в массу обще­ ства. Мы уже давно не сомневаемся, что знахари и коновалы— не лучшие знатоки законов яшвотной жизни, но мы только начинаем подозревать, что безграмотные старосты и управители из отставных лакеев — не лучшие знатоки законов раститель­ ной жизни. Когда мы заболеем, то, конечно, прибегаем к по­ мощи врача, который лечит нас согласно указаниям своей науки, но мы еще не прочь поглумиться над соседом, который сеет хлеб «по всем правилам науки». Рациональное земледелие гораздо моложе рациональной медицины, потому и потребность в физиологии растений, спрос на нее явился позднее. Но он уже явился, и это не может остаться без влияния на судьбы физиологии растений. Как физиология животных развилась в медицинских школах, так физиология растений разовьется в школах агрономических. Уж е Германия и Америка покрылись целой сетью так называе­ мых опытных станций; во Франции правительство, в Англин частные лица и общества стремятся к той же цели; даже бед­ ная, подавленная долгами Италия старается не отстать в об­ щем движении. Только у нас, на просторе сотен миллионов де­ сятин, среди миллионов земледельческого населения, не воз­ никло еще ни одного подобного учреждения *. И, несмотря на 1 Слова эти относятся к 1 8 7 6 г., но вопрос об опытных станциях не утратил своего значения, можно даже сказать — представляется злобой дня. В настоящую минуту Италия снова может служить примером, заслу­ живающим подражания. Ни в одной стране не достигли такого развития так называемые странствующие кафедры и связанные с ними учреждения. Успехи этой пропаганды научных основ агрономии в сельском населе­ нии имели несомненным последствием общий подъем земледелия, в чем многие экономисты усматривают, в свою очередь, один из важных факторов улучшения финансового положения Италии. Мне самому привелось в 1 9 0 2 г. изучить на месте плодотворную деятельность одного из выдаю­ щихся деятелей в этом направлении, проф. Чезаре Форти в Комо. Инте­ ресующиеся могут найти обширные сведения по этому вопросу в превос­ ходной книге А. И. Чупрова «Мелкое земледелие и его нужды». Петер­ бург, 1 9 0 7 . (Примечание, добавленное автором в 1 9 0 7 г. Подробности о по­ сещении Тимирязевым Чезаре Форти и о «странствующих кафедрах» см. в т, III настоящего издания, в статье «Наука и земледелец*, Ред.).
ОКлимент Аркадьевич Тимирязев на берегу Финского залива, 1895

то, только у нас еще не редкость услышать даже в среде обра­ зованного общества голоса, желающие сокращения, упраздне­ ния, уничтожения и того, что уже сделано для успехов научной агрономии. На этих станциях, равно как и в других агрономических учреждениях, экспериментальная физиология приютилась ря­ дом с земледелием и пойдет рука об руку с ним, освещая его путь, обогащаясь, в свою очередь, его ценным, веками накоп­ ленным опытом. Так должно быть, судя по примеру других наук, и так, без сомнения, будет. Но пока, если мы сравним эти скромные опытные станции и еще более скромные ботанические лаборатории западноевропейских и наших университетов с рос­ кошными палатами, в которых поселилась медицина, а глав­ ное — если мы сравним какие-нибудь десятки ботаников, занимающихся физиологией, с теми тысячами медиков, кото­ рые по лицу Европы занимаются и занимались физиологией животных, то охотно согласимся, что в этих массах тружеников было более шансов для появления Гельмгольтцев, Клод Бер­ наров, Дюбуа-Реймонов и других славных деятелей, рядом с которыми ботаники-физиологи не в праве выставить еще ни одного имени. В этом обилии материальных, а главное ум­ ственных сил и заключается причина успеха физиологии жи­ вотных, в этом и заключается и то смягчающее обстоятельство, которое мгжно привести в извинение отсталости физиологии растений. Остается только радоваться, что в ботанике за последние десятилетия обнаружилась свежая струя, что жизнь начинает привлекать к себе внимание, которое было исключительно при­ ковано к форме, и что в то же время в обществе, по крайней мере западном, проявилось сознание, что физиология расте­ ний стремится к цели, для него полезной и даже необходимой, что она — такая же слуга его, как и другие науки, ранее ее получившие право гражданства. Спешу оговориться. Я не желал бы, чтобы моя мысль могла быть превратно понята в таком смысле, будто я требую, чтобы наука стремилась к исключительно утилитарным целям, будто в прикладном направлении я вижу ее высшую санкцию, ее оправдание. Напротив, это прикладное направление,
характеризующее младенчество науки, не может, не должно быть ее целью. По мере развития чистой науки приложения являются сами собой. Развитие науки может определяться только внут­ ренней логикой фактов, а не внешним давлением потребностей. Научная мысль, как и всякая мысль, может работать только под условием полной свободы. Стесненное гнетом утилитарных требований, научное творчество может давать только такие же искусственные и жалкие произведения, как искусственны и жалки произведения художественного творчества, возникаю­ щие при подобных условиях, как искусственны и жалки вся­ кие оды и кантаты, написанные на случай и по заказу. Можно перерыть архивы любой науки, и вряд ли в них найдется сме­ лая мысль, блестящее обобщение, сделанное с целью и ввиду их приложения, и, наоборот, история полна примерами откры­ тий, стоявших, повидимому, в стороне от всякой практической цели и сделавшихся источником бесчисленных применений. Подвожу итог этому, несколько затянувшемуся вступле­ нию. Ботаника пользуется сравнительно малым сочувствием в обществе, о ней существует превратное понятие, потому что она преследовала цели, вращалась в круге идей, имеющих тесный интерес для людей посвященных. Вызванное необходимым историческим ходом развития, это направление поддержива­ лось и продолжает поддерживаться, благодаря односторон­ ности большинства представителей этой на}гки. Но в последнее время в ней все более и более проявляется новое, свежее нап­ равление — направление экспериментально - физиологическое. С этим пробуждением совпадает и пробуждение в обществе соз­ нания полезности этих знаний. Земледелие начинает нуждаться в физиологии растений. Таким образом, интересы общества и науки становятся солидарными. Но если, с одной стороны, эта солидар­ ность, эта взаимность интересов не дает еще обществу права предписывать науке ту или другую деятельность, тот или другой путь развития, то, в свою очередь, и наука не в праве уходить в свое святилище, таиться от толпы, требуя, чтобы на слово верили ее полезности. Представители науки, если они желают, чтобы она пользовалась сочувствием и поддерж­ кой общества, не должны забывать, что они — слуги этого об­ щества, что они должны от времени до времени выступать перед
ним, как перед доверителем, которому они обязаны отчетом. Вот что мы сделали, должны они говорить обществу, вот что мы делаем, вот что нам предстоит сделать, — судите, насколько это полезно в настоящем, насколько подает надежды в будущем. Такова, на мой взгляд, одна из задач так называемой популярно-научной литературы, такова одна из задач и популярных чтений, — задача, которую нередко упускают из виду, усматри­ вая в общедоступном изложении научного предмета только одну его сторону — стремление поучать в возможно легкой и забавной форме. Для того, чтобы понять жизнь растения, как уже сказано, необходимо прежде ознакомиться с его формой; для того, чтобы понять действие машины, нужно знать ее устройство. Бросим же прежде всего беглый взгляд на те внешние,формальные прояв­ ления растительной жизни, для наблюдения которых не нужно никакой подготовки, никаких технических приемов исследо­ вания. Начнем наш обзор с начала, с пробуждения растительной жизни после зимнего сна и оцепенения. В каком виде застанет ее весна, где кроются зачатки этой новой жизни? Они кроются в семени, которое сохранило свою жизненность под защитой почвы и толстого покрова снега. Они затаились в почках, которые под охраной своих чешуек перенесли невзгоды суро­ вой зимы. Пригреет весеннее солнце, — и на каждом свобод­ ном клочке земли выглянут зеленые ростки, на каждом де­ реве или кустарнике разбухнут, лопнут, сбросят свои невзрач­ ные и уже ненужные чешуйки и распустятся листовые почки. Семя и почка—вот два органа, к которым ежедневный опыт воз­ водит начало растительной жизни. С этих органов начнем и мы наш обзор. Прежде всего, что такое семя, из каких частей состоит оно? Начнем с общеизвестного гороха, например, или бобов. Если мы его вымочим в воде, то оно набухнет, и от него отделится
кожура. Под кожурой мы встречаем две мясистые или, скорее, жестко-хрящева­ тые половинки. В промежутке между этими двумя половинками защемлено небольшое тельце, служащее как бы уздечкой или перемычкой между ними; в этом тельце мы без труда, простым глазом, а еще легче при помощи лупы узнаем небольшое зачаточное растеньице, молодой росток, со­ стоящий из стебелька с листьями и корешка (фиг. 1). Этот ро­ сток связывает обе доли семени (они так и называются семе­ нодолями). Эти доли, несмотря на то, что они гораздо более самого ростка, — не что иное, как два его боковых придатка. Но что же за органы эти семенодоли? Ботаники говорят, что это —■ листья. Эти бесцветные, незеленые, округлые, мясистые, остающиеся под землей тела называют листьями и, как мы тотчас увидим, не без основания. Стоит от семени бобов перейти к бли­ жайшему растению — к фасоли; у фасоли эти семенодоли уже не останутся под землей, а выступят над ее поверхностью в при­ мут зеленый цвет, свойственный листьям (фиг. 2); у клена, у ясеня форма семенодоли еще ближе приближается к обыкно­ венному листу, и, наконец, у липы это будут настоящие, тон­ кие зеленые листочки с зубчатым краем и жилками. Итак, семе­ нодоли гороха, несмотря на то, что они ни цветом, ни видом не напоминают листьев и живут в земле, мы должны признать за листья. За этими первыми, обыкновенно не похожими на настоящие листья органами, на вытягивающемся стебельке появляются уже настоящие листья, но не всегда сразу появ­ ляются такие, какие встречаем на взрослом растении. Вот, на­ пример, молодое растеньице ясеня. Всякому знакома форма листьев ясеня: на общем черешке расположено несколько пар листочков и на конце еще один; таким образом, целый лист состоит из семи, девяти или более листочков. Это так называе­ мый сложный лист. Что же мы видим здесь (фиг. 3)? За двумя язычкообразными и несколько мясистыми семенодолями сле­ дуют два листа с зубчатым краем и ясными жилками, но листья простые, а не сложные. Подымаясь выше по стеблю, встречаем уже листья, состоящие из трех листочков, еще выше — их
уже пять и, наконец, семь и девять, т. е. начинаются такие листья, из каких состоит вся листва взрослого дерева. Переход от семенодоли к настоящему листу совершился постепенно, их связывает целый ряд промежуточных форм. Невольно вы­ носишь впечатление, что один из этих органов образовался из другого, и вот те промежуточные ступени, через которые он должен был пройти. Обратимся теперь к почке дерева, например, клена или кон­ ского каштана, или кустарника, например, смородины. Сна­ ружи мы встречаем своеобразные органы: чешуйки темнобурые, сухощавые, кожистые, иногда липкие, смолистые; но если мы растреплем почку или дадим ей распуститься и затем, обрывая одну за другой ее части, расположим их в ряд, то заметим следующее: кнаружи лежит несколько настоящих чешу­ ек, окрашенных в темный цвет, коротких, тупых, почти округлой формы (фиг. 4). Затем эта форма будет все более и более удли­ няться, и окраска переходит в зеленую; на верхушке одной из таких чешуек заметим неясный, скомканный бугорок; далее
этот бугорок увеличивается в размерах и расправляется. Бугорок этот — настоящий, немного сморщенный листо­ чек; чем далее внутрь почкп, тем яснее этот орган пре­ вращается в ту часть листа, которую мы называем пла­ стиной, а расширенная часть первых чешуек, суживаясь и вытягиваясь в длину, при­ нимает настоящую стебель­ чатую форму листового че­ решка (фиг. 4 — конский каш­ тан и 5 — смородина). Мы встречаем, следовательно, то же явление, которое видели у молодого растения ясеня: как там семенодоля, так и здесь чешуйка рядом нечув­ ствительных, промежуточных форм переходит в лист. И вновь закрадывается сомне­ ние: да не один ли это и тот же орган, только видоизме­ нившийся сообразно своему специальному назначению? Начав с семени или с поч­ ки, мы добрались до настоя­ щего листа — такого, из каф иг 5 ких состоит вся зеленая ли­ ства растений. Произведя такой лист, растение словно выбивается на торную дорогу и под своей растущей вершиной производит лист за листом, как бы по одному образцу, как бы отливая в одну форму. Но не одни только листья приносит растение: достигнув из­ вестного возраста, оно производит и другие органы — цветы и плоды. Обыкновенно этот переход от листьев к совершенно
отличным от них по виду органам цветка совершается внезап­ но; но существуют нередкие случаи, где появление цветка за­ ранее предчувствует­ ся по тем изменени­ ям, которые обнару­ живаются в верхних листьях. Обратимся к одному общеизве­ стному растению — к обыкновенному садо­ вому пиону. Всем знаком его лист. Но, отправляясь от тако­ го листа вверх по Фиг., 6 стеблю, по направле­ нию к цветку, мы заметим, что с каждым новым листом эта форма все более и более изменяется и делается, наконец, совсем неузнаваемой. Первоначально весь лист со­ стоял из одиннадцати или девяти листочков, расположенных по-трое; здесь их уже только три, а в промежутке между этими двумя листьями мы нашли бы и такие, у которых было бы семь и пять листиков (фиг. 6). Наконец, весь лист состоит из одного листочка (фнг. 7, рис. левый). Как видите, явление совершенно обратное тому, которое мы наблюдали у ясеня. Там форма листа усложнялась, здесь она упрощается, проходя обратно по тем же ступеням. Этот простой листочек пока еще совершенно схож с верхушечной долей целого листа; но вот и он начинает изме­ няться: его короткий черешок расширяется в плоскую кожи­ стую чешуйку, а пластинка постоянно уменьшается, умень­ шается, вот она приняла форму небольшого зеленого язычка на верхушке этой кожистой чешуйки (фиг. 7), вот она уже появляется в виде небольшого шильца или щетинки в верху­ шечной выемке чешуйки, вот она вовсе исчезла (фиг. 8).* Перед * В настоящем изд. фиг. 7 и 8 даны в красках. Ред.
нами осталась чешуйка пленчатая, желтовато-зеленая, с крас­ новатым краем. Наш лист превратился, так сказать, на наших глазах, его пластинка исчезла, а из черешка образовался орган, сходный и по происхождению, и по назначению, с чешуйкой, рассмотренной нами в почке каштана. К ак тот, так и другой представляют нам пластинчато-развитый черешок. Как тот охраняет в почке молодые листья, так этот охраняет внутренние нежные части цветка. Этот орган назы­ вается чашелистиком, а весь круг таких листочков — чашеч­ кой. Итак, чашелистик — не что иное, как измененный лист. Во многих случаях это бросается само собой в глаза, — стоит вспомнить чашелистик розы, сохранивший листовую пла­ стинку, — но у редкого растения мы в состоянии проследить такой постепенный переход, как у пиона. З а чашелистиком в цветке следует ряд листочков, то белых, то ярко окрашенных, с нежной атласной или бархатной поверх­ ностью, которой так тщетно стараются подражать в искус­ ственных цветах: это — лепестки, а все вместе — венчик. Кажется, здесь мы встречаем резкий скачок: между лепестком и чашелистиком роз нет никакого сходства. Но оставим в сто­ роне розу и перейдем к другим цветам. У ж е у пиона связь между чашелистиком и лепестком видна в красной оторочке чашелистика и в верхушечной выемке лепестка (фиг. 8), напо­ минающей такую же выемку чашелистика (фиг. 7, вправо), но у камелии, например, мы находимся в полном недоумении, где кончается чашелистик, где начинается лепесток, так посте­ пенен и нечувствителен переход от жесткого зеленого чаше­ листика к нежному белому или алому лепестку. Итак, лепесток— не что иное, как превратившийся чашелистик, который, в свою очередь, есть видоизмененный лист, следовательно, и лепесток не что иное, как лист. Заглянем теперь во внутренность цветка. Выберем для этого сначала какой-нибудь покрупнее, например, лилию. Из сре­ дины цветка выставляется несколько органов, состоящих из тонкого стебелька или ножки, на верхушке которой сидят поперек два продолговатых желтых мешочка, лопнувших продольной трещиной. Из трещины выступает рассыпчатая оранжевая пыль. Эти органы называются тычинками; мешочки,
Фиг

заключающие пыль, так и называются пыльниками, а несу­ щая их ножка — ни­ тью. Казалось бы, между тычинкой и лепестком уже нет ничего общего. Но не будем поспешны и ' поищем опять подходящий пример. Всякому, конечно, знакома столь обык­ новенная на наших реках и прудах водяная кувшинка с ее большими, почти круглыми, плавающими на поверх­ ности воды листьями и крупными белыми цветами. Растреп­ лем один такой белый цветок и расположим его органы, как это сделали с почкой каштана, начиная с крайних, т. е. наруж­ ных, белых лепестков и кончая лежащим ближе к середине цветка органом с желтыми пыльными мешочками и несколько расширенной плоской нитью — органом, в котором мы узнаем тычинку (фиг. 9). Как видите, и здесь мы замечаем совершенно нечувствительный переход; вот настоящий белый лепесток, вот на вершине его появились два желтых пятнышка, они ра­ стут, а основание лепестка, между тем, суживается; вот ясно обозначились уже два продолговатых мешочка, а основание лепестка превратилось в узкую полоску, и вот, наконец, на­ стоящая тычинка, п ы л ь н и к и которой растрескиваются долевой щелью и высыпают пыльцу. Лепесток перешел в тычинку. До­ казательством возможности такого превращения служит факт обратного превращения тычинки в лепесток, которым поль­ зуются в садоводстве. Такие цветы с тычинками, превратив­ шимися в лепестки, называются махровыми *. Так, например, обыкновенный пион имеет пять лепестков и много тычинок; у махрового же много лепестков и соответственно менее тычи­ нок, и если присмотреться ближе, то убедимся, что внутренние лепестки представляют переход к тычинкам: на краю ярко 1 В действительности, в природе части цветка, вероятно, образова­ лись, как и в наших махровых цветах, т. е. лепестки произошли из ты­ чинок, а не тычинки из лепестков.
красного, несколько сморщенного листочка сидят более или менее развитые желтые пыль­ ники. В прототипе на­ шей розы, в шипов­ нике, мы видим только пять лепестков и мно­ жество тычинок; в розе часть этих тычинок пре­ вращена в лепестки, потому их гораздо более пяти. Явления мах­ ровости любопытны еще в том отношении, что они могут быть от­ части вызваны искусственно. Точно так же искусственно можно вызывать превращение кроющих чешуек листовых почек в на­ стоящие листья. Значит, не только путем наблюдения, но и пу­ тем опыта, всегда более убедительным, мы приходим к заклю­ чению, что один листовой орган может превращаться в другой. Продолжая наш путь, проникаем теперь в самую глубь цветка. За тычинками мы встречаем последний орган цветка — последний потому, что он занимает его средину и тем завер­ шает его рост, а, следовательно, и рост той части стебля, кото­ рая оканчивается этим цветком. Этот орган называется пести­ ком или плодником. Пестиком потому, что иногда (как, напри­ мер, у вишни, фиг. 10 ) он своей формой, со вздутым, округлым основанием [завязью), вытянутой шейкой (столбиком) и закруг­ ленной верхушкой (рыльцем) напоминает пест. Плодником же называется он потому, что это — та часть цветка, которая превращается в плод. Таких плодников в цветке бывает один, бывает и несколько. Нижняя его часть, завязь, внутри полая, так что весь орган в настоящем примере скорее всего напоми­ нает бутылочку. В полости заключается одно, или несколько, или даже очень много округлых беловатых тел — яичек. Вновь с недоверием встречаем мы этот орган; на этот раз, кажется, нет и тени сходства с листом, и вновь удачный выбор примеров убедит нас, что и он образовался из одного или нескольких листочков. Некоторые ненормальные, уродливые цветы, к ко­ торым мы должны отнести и махровые, дадут нам к тому ключ. Так, например, в махровых цветах той же вишни или череш-
ни нередко плодник из бутыльчатого органа превращается в на­ стоящие листочки, один или два (фиг. И ) 1. Во многих случаях нет даже надобности прибегать к уродливым растениям для того, чтобы усмотреть этот листовой характер плодника и происходящего из него плода. Стоит, на- щШ пример, взглянуть на плод бобо­ вых растений, например, гороха (стручок — в обыкновенной речи, Фиг■ 11 боб—по терминологии ботаников), или, еще лучше, на плод пиона (фиг. 6), чтобы убедиться, что это не что иное, как лист, края которого запахнулись и срослись продольным швом, образуя полый внутри орган. В других слу­ чаях зрелый плод при растрескивании ясно обнаруживает, что он, а, следовательно, и плодник, из которого он образовался, со­ стоит из нескольких листочков, сросшихся своими краями. Итак, плодник произошел из одного или нескольких видо­ измененных листочков; ботаники так и называют их плодо­ листиками. Но не во всех ненормальных цветах плодник пре­ вращается в настоящие листочки, как мы это видим у вишни. В других случаях он превращается в органы, ближе к нему стоящие, — в тычинки и лепестки. В цветке ив возможно иногда проследить переходы между пестиком и тычинкой. В середке махровых пионов можно иногда найти ярко красные лепестки, на краю которых сидят белые блестящие яички: это, очевидно, плодник, превратившийся в лепесток, но сохранив­ ший свои яички. Значит, пестик может превращаться обратно во все предшествовавшие ему органы: тычинки, лепестки и настоящие зеленые листочки. Не указывает ли это прямо, что все эти органы одинакового происхождения? В нашем анализе растения мы дошли до самого верхушеч­ ного органа — плодника; далее итти уже некуда, остается только углубиться внутрь плодника, в полость его завязи. 1 А ■— пестик, отчасти превратившийся в лист; В — тот же пестик в поперечном разрезе; С — пестик, превратившийся в два листочка.
Как уже сказано, мы там встретим яички. Что же такое эти яички? И на этот раз, как и прежде, ответ дадут нам некоторые уродливые, уклонные цветы. В таких цветах, в которых плод­ ники превращались в зеленые листочки, на краях этих листоч­ ков, там, где должны были сидеть яички, мы замечаем малень­ кие зеленые листочки или целые листовые почечки. Значит, и яич­ ки, и их части — не что иное, как листочки или части листочков. Таким образом, мы приходим к тому общему выводу, что все части цветка — только видоизменившиеся листочки, весь цветок — не что иное, как превратившаяся листовая почка. Справедливость этого воззрения подкрепляется нередкими слу­ чаями цветов, из средины которых выходит зеленая, покрытая листьями веточка. Бывали даже случаи, что такие веточки вырастали из полости завязи: их даже отрезали, сажали в почву, и они принимались. Но какая же будет дальнейшая судьба яичка, — не уродли­ вого, превратившегося в зеленый листочек, а настоящего, нормального? Когда растение отцветет, когда облетят его лепестки, завянут тычинки, а плодник превратится в плод, тогда яички превратятся в семена, т. е. в зачатки новых расте­ ний. Здесь, очевидно, оканчивается наш обзор внешних частей растения. Я развернул перед вами полную картину внешних проявлений жизни растения г. Начав с семени, мы вернулись опять к семени же и, таким образом, завершили полный цикл растительной жизни. За этим циклом начнется второй подоб­ ный же и так далее в бесконечной смене поколений. Этот скуч­ ный, но необходимый для дальнейшего изложения перечень органов я старался несколько скрасить, оживив, связав его одной руководящей идеей — идеей превращения или мета­ морфоза органов. Этой идеей наука обязана, главным образом, поэту-ученому Гёте. Рассматриваемая с этой точки зрения растительная жизнь представляется какой-то фантасмагорией, 1 На лекции в буквальном смысле развертывалась превосходная (в несколько сажен длиною) картина, принадлежавшая кисти нашего знаменитого писателя В. Г . Короленко, в то время еще бывшего студен­ том Петровской академии. К сожалению, эта прекрасная картина по­ гибла вместе со всеми коллекциями ботанического кабинета академии во время пожара в 1880 г.
каким-то рядом сменяющихся и переходящих одна в другую туманных картин. Только что перед вами сложится определен­ ный образ известного органа, как уже он становится неясным, неузнаваемым, получается что-то неопределенное, и затем малопо-малу вновь выясняется, но уже другая форма, другой орган, н так далее и далее: один сменяется другим, один нечувстви­ тельно переходит в другой, пока не завершится полный круг развития, пока не получится первоначальный исходный орган. До сих пор мы имели в виду только листовые органы, но, кроме них, тело растения представляет нам еще два других органа, зачатки которых мы встречаем уже в семени, — именно несу­ щий листья стебель и корень. Но и эти два органа, с первого взгляда столь различные, живущие в различных средах, в не­ которых, правда, редких, случаях способны взаимно превра­ щаться. В этих случаях стебель, зарываясь в землю, прини­ мает характер корня, корень, выходя на свет, покрываясь листьями, принимает характер стебля. Следовательно, сте­ бель и корень, как два приспособленных к условиям сущест­ вования видоизменения одного органа — оси, и придаток этой оси, лист с его многочисленными видоизменениями, че­ шуйками, лепестками, тычинками и пр., — вот те основные внешние органы, которые производят в течение своей жизни совершенное растение. * До сих пор, согласно ходячим понятиям о растении, мы допускали, что семя представляет начало и конец раститель­ ной жизни. Но рождается сомнение: в праве ли мы видеть в нем действительное начало, действительную исходную точку растительной жизни, или, быть может, мы в состоянии раз­ двинуть далее ее пределы, можем выследить ее до более простей­ шего начала? В самом деле, описанное наміі семя — еще очень сложное тело, в его зародыше мы застаем уже целое зачаточ­ ное растеньице со всеми почти его частями. Для того, чтобы найти это простейшее начало растительного организма, мы должны обратиться к растениям, уклоняющимся
от обыкновенного пред­ ставления о растении, — от того типичного растения, снабженного семенами и цветами, с которым мы толь­ ко что успели познако­ миться. Если при неболь­ шом усилии воображе­ ния вы отрешитесь на минуту от настоящего и перенесетесь мысленно в одну из живописных окрестностей Москвы, например, в Кунцево, и постараетесь вызвать в своей памяти те впе­ чатления, которые вы испытывали, спускаясь по тропинке в кунцев­ ский овраг, то, конеч­ но, вспомните, что по мере того, как вы погружались в его зеленую заросль, по мере того, как вас охватывала его сы­ рая, пропитанная испарениями атмосфера, вашнм глазам представлялась совершенно своеобразная растительность. На каждом шагу, со дна оврага или с его обрывов, словно пучки зеленых страусовых перьев или воткнутые в землю маковки пальм, торчат узорчатые, раскинутые папоротники (фиг. 1 2 ) \ а еще ниже, по топкому берегу и в самой воде ручья или боло­ тистой лужи, сплошной щеткой столпились елочки хвоща с кое-где уцелевшими на их верхушках черными головками (фиг. 13). Чем-то чуждым, необычным каждый раз пахнет от этой картины; невольно чувствуешь, что эта растительная обстановка совсем не та, которую оставил на верху оврага. И это безотчетное впечатление не обманывает нас; этот мир 1 Фотография демии. (К. Тимирязева) папоротника в лесу Петровской ака­
папоротников и хвощей, действительно, совершенно своеоб­ разный мир или, вернее, осколок растительного мира, покры­ вавшего нашу планету в давно минувшие геологические эпохи. Эти папоротники, хвощи и сродные с ними и также очень обыкновенные в наших лесах плауны, т. е. те стелющиеся, сухощавые, моховидные растения с приподнимающимися ме­ стами желтоватыми колосками (фиг. 14), которыми иногда украшают окна при вставке зимних рам, — все эти растения или, вернее, сродные с ними формы были преобладающей растительностью на нашей планете в то время, когда образо­ вался каменный уголь. Этот уголь содержит их остатки, целые стволы, отпечатки листьев, плода; по этим остаткам, при по­ мощи некоторой доли фантазии, можно было воспроизвести виды прежней растительности на земле, ландшафты, которых не видал ни один человеческий глаз. Леса той отдаленной эпохи
заключали древовидные папоротники, уцелевшие теперь только в некоторых влажных тропических странах и разводимые в наших оранжереях. Наш приземистый, стелющийся по земле плаун был представлен громадными чешуедревами (лепидодендрами), а наш тощий, мелкорослый хвощ, только кое-где в Южной Америке еще достигающий высоты нескольких десят­ ков футов, был представлен такими же древесными каламитами, эквизетитами и др. Я только что несколько раз употреблял выражение, которое нуждается в объяснении и нечувствительно вернет нас к нашему вопросу. Я сказал, что плауны — сродни папоротникам и хвощам и что теперь живущие формы всех этих растений — сродни ископаемым. В чем же заключается это сродство и чем все эти папоротники, плауны и хвощи отличаются от остальных лиственных и хвойных растений? Некоторые особенности в жизни папоротников уже давно обратили на себя внимание даже людей неученых; всем извест­ ны поэтические поверья о цветении папоротников в ночь под Иванов день. В основе этого поверья лежит наблюденный факт, что папоротник никогда не цветет, что у него нет цветов, как у других растений. То же справедливо относительно хво­ щей и плаунов; все эти растения так и называются бесцветко­ выми. Но если у них нет цветов, то у них не может быть и семян, которые образуются из яичек в цветке *. Чем же они размно­ жаются? Если мы обратим внимание на изнанку листьев папо­ ротника, на черные шишечки хвоща, на желтые колоски пла­ уна, то заметим, что все они ко временп зрелости представят следующее общее явление. Стоит их встряхнуть над рукой или листом белой бумаги, и мы получим тончайшую буроватую или желтую пыль. Эта пыль состоит из очень мелких телец, видимых только в микроскоп; они так малы, что на одном вершке их поместилось бы в ряд около тысячи пятисот. Каждая такая пылинка может дать начало новому растению. Вот так называемое плаунное семя, т. е. желтый, нежный наощупь порошок, высыпающийся из колосков плауна (фиг. 14) и которым в аптеках пересыпают пилюли. Я бросаю горсть 1В верно. последней лекции мы увидим, что это заключение не вполне
этого порошка на пламя свечи: облачко пыли рассекается мол­ ниеобразными вспышками; в былое время этим пользовались для изображения молнии в театре. В этой вспышке погибли в зачатке миллионы будущих растений. Эти микроскопические тела ботаники называют спорами, а все растения, ими размно­ жающиеся и лишенные цветов и семян, — споровыми. Сюда относятся, кроме перечисленных растений, еще мхи, водо­ росли, в обыкновенной жизни называемые тиной, и грибы, как те, которые мы называем этим именем, так и те, которые мы обыкновенно называем плесенью. Итак, мы видим, что споровое растение, будет ли то микро­ скопическая плесень или древесный папоротник, обязано своим происхождением невидимой пылинке — споре. Что же такое эта спора? Не будет ли она то искомое простейшее фор­ менное начало растения, которого мы не могли признать в се­ мени? Действительно, микроскопическое исследование показывает, что спора состоит из пузырька с твердой оболочкой, заключаю­ щей внутри жидкие и полужидкие вещества. Это — так назы­ ваемые клеточки. В клеточке мы должны видеть простейшее исходное начало всякого организма; ее мы уже не в состоянии разделить на части, способные к самостоятельному сущест­ вованию; это — действительный предел, далее которого не идет наш морфологический анализ, это — органическая еди­ ница. Здесь сам собой рождается вопрос: не можем ли мы про­ следить и начало образования семени до той поры, когда оно еще состояло из одной клеточки; ведь не возникло же оно ра­ зом со своим корешком, стебельком и семенодолями? В одной из последующих бесед мы действительно будем иметь случай убедиться, что и всякое семенное растение зачинается одной клеточкой; эту клеточку мы найдем в яичке, когда ближе озна­ комимся с его строением. Следовательно, всякое растение, споровое или семянное, начинается одной клеточкой; различие состоит только в том, что у первых эта клеточка отделяется от произведшего ее растения, у последних она развивается, разрастается в сложный орган, в семя, и только в таком виде отделяется от материнского растения. Все живое, будет ли то простейшее растение или человек, начинается одной клеточкой.
Некоторые микроскопические, а иногда и не микроскопиче­ ские растения сохраняют это одноклеточное строение в тече­ ние всей жизни, другие же, развиваясь, усложняются в своем строении, образуя из одной клеточки две, несколько, бесчис­ ленное множество. Всякое растение, следовательно, не только образуется из клеточки, но и во всех своих частях состоит из клеточек; кле­ точка — это кирпич, из которого выведено здание растения. Убедиться в этом можно иногда прямо, без хлопот, в других же случаях — при помощи очень несложных приемов. При­ смотритесь, например, к тонкому ломтю спелого арбуза, и вы увидите, что он состоит из очень рыхло связанных между собой пузырьков, напоминающих икринки или бисер. Это — клеточ­ ки, которые в мякоти зрелых плодов обыкновенно теряют взаимную связь, становятся свободными. В других случаях эта связь не нарушается сама собой, ее можно уничтожить при помощи известных средств. Например, ломтик сырого карто­ феля представляет нам сплошное тело, в котором без помощи микроскопа трудно усмотреть какое-нибудь строение, но при­ смотритесь к разваренному рассыпчатому картофелю, и вы ясно, невооруженным глазом, увидите, что он состоит из отдельных клеточек. Кипящая вода или пар при варке уничтожили связь между клеточками, и они сделались свободными. Несколько труднее бывает произвести это разъединение клеточек в более плотных органах. Но нет такого твердого органа, с которым бы нельзя было этого достигнуть, хотя бы то был кусок дерева или косточка вишни, или вот это семя одной пальмы (Phytelephas macrocarpa), до того твердое, что оно по внешнему виду совершенно напоминает слоновую кость, так что токари употребляют его на разные поделки вместо последней. Для разрушения связи между клеточками подобных плотных тел необходимо уже прибегать к действию некоторых химических веществ. Для того, чтобы убедиться, что растительное вещество состоит из клеточек, нет даже надобности их разъединять: вырезая бритвой очень тонкие и совершенно прозрачные лом­ тики из любой части растения, мы при помощи микроскопа можем убедиться, что они состоят из соединенных между
собой, сплоченных клеточек, так называемой клеточной ткани. После всего сказанного понятно, что без знакомства с кле­ точкой невозможно понять строение и жизнь растительных органов, которые образованы их сочетанием. Подобно тому, как в химии мы начинаем изучение веществ с простых тел, элементов, и затем переходим к их соединениям, так и в настоя­ щем случае изучение растительных органов должно начинать с их элементарного органа — клеточки. Т ех фактов, с которыми мы успели ознакомиться, уже до­ статочно для того, чтобы дать нам возможность набросать общий план настоящих бесед. Растение в течение своей жизни производит целый ряд органов, один внешний вид которых и положение относительно окружающей среды прямо указывают, что они должны служить весьма различным целям, исполнять весьма различные отправления. Очевидно, что значение корня, зарывающегося в землю, не то же, что зеленого листа, устрем­ ляющегося на воздух, к свету; значение семенодоли не то же, что лепестка; значение тычинки с ее свободно разлетающейся по воздуху пыльцой не то же, что яичка, схоронившегося в глу­ бине завязи. Физиолог, прежде всего, должен найти значение каждого органа — его отправление. На первых порах ему, следовательно, представляется двоякая задача: «дан орган — найти его отправление; дано отправление — найти орган». И прежде всего, разумеется, ему нужно ознакомиться с отправ­ лением элементарного органа — клеточки, в ее общих и част­ ных проявлениях. Но затем, когда ему станет ясно значение различных органов, когда он убедится, в каком совершенстве они исполняют свою работу и приспособлены к своей среде, когда он узнает, как необходимо и гармонично их взаимное действие, имеющее результатом общую жизнь организма, тогда он начинает смутно сознавать, что его задача не окончена, что из-за всех этих частных вопросов выдвигается вперед один,
самый общий, вопрос из вопросов. Все эти изумительные органы, наконец, самые организмы, — как сложились они, как достигли той степени совершенства, которая нас поражает при изучении живой природы? Включая этот общий вопрос в число тех, к разрешению кото­ рых должен стремиться физиолог, мы тем самым указываем, что становимся на сторону тех испытателей природы, которые считают его постановку возможной и уместной. Известно, что в настоящее время в области естествознания выступают две школы, борются два лагеря. Крайние представители первой школы готовы видеть в живой природе только собрание, какойто музей живых существ, не изменяющихся, вылитых в опре­ деленные, неподвижные формы; задача натуралиста, по их мнению, сводится к тому, чтобы сделать общую перепись этим формам, налепить на каждую соответствующий ярлык и поста­ вить на соответствующее место в коллекции. Для представи­ телей второй — вся органическая природа, рассматриваемая как целое, изменяется, превращается: органический мир се­ годня не таков, каким был вчера, и завтра будет иным, чем был сегодня. Существа, теперь населяющие землю, произошли от прежде ее населявших путем постепенного изменения и при­ том более совершенные от менее совершенных. Эта школа имеет во главе Дарвина, который свел в одно стройное целое накопив­ шуюся массу свидетельств и дал строго определенное направ­ ление ее, до той поры неясным, стремлениям. Понятно, что для защитников первого воззрения не может и существовать во­ проса, как сложились и усовершенствовались органы и вообще организмы. Для них они никогда не слагались, никогда не совершенствовались, они возникли вполне законченными,—■ были созданы в той совершенной форме, в которой мы их за­ стаем теперь. Только для тех, кто убежден, что органические существа по природе изменчивы, что они произошли одни из других, усложняясь или упрощаясь, но постоянно совершен­ ствуясь, — только для тех и может существовать вопрос: как возникли органические формы и почему они так приспо­ соблены к своему отправлению и среде? Какие ответы на эти вопросы может дать наука при настоящем ее состоянии, я по­ стараюсь рассмотреть в заключительной беседе, но не желал
бы упустить удобного случая, если не окончательно убедить в превосходстве нового учения, то по крайней мере показать, как при помощи его освещаются факты, остающиеся иначе необъяснимыми. Подобрав и сопоставив разительные примеры, я пытался представить всю жизнь растения с точки зрения учения о метаморфозе. Остановимся на некоторых из указанных фактов. Если растения были созданы в окончательных, совершенных формах, то какой смысл придадим мы всем этим переходным органам, этим лепесткам — не лепесткам, тычинкам — не ты­ чинкам (у кувшинки), этим придаткам или хвостикам на вер­ хушке чашелистиков ппона? Сами по себе эти переходные органы совершенно бесполезны, как не соответствующие ни отправлению того органа, из которого произошли, ни того, в который превращаются (потому-то они и уцелели только в редких, исключительных случаях). С точки зрения отдель­ ных актов творения они решительно необъяснимы. Но они получают вполне определенный смысл, как только мы допу­ стим другое толкование, как только мы примем, что все бес­ численные растительные формы не были созданы отдельно и окончательно, а развились с течением времени, одни из других, усложняясь и упрощаясь, но всегда совершенствуясь, т. е. при­ способляясь к условиям своего существования. Тогда в этих пе­ реходных формах мы увидим действительные ступени развития, постепенные шаги на пути к совершенству, к выработке потреб­ ного для растения органа. Тогда только идея метаморфоза, допу­ скаемая и защитниками противного воззрения, но с их точки зрения темная, метафизическая, получает вполне определен­ ный, реальный смысл. Этот метаморфоз есть выражение в про­ странстве того, что совершилось во времени. Эта толстая бес­ цветная семенодоля так же, как этот яркий душистый лепесток, когда-то произошли из зачатка обыкновенного листа, испод­ воль приспособляясь к своему новому отправлению. А эти промежуточные, переходные формы не что иное, как уцелев­ шие формальные улики этого перехода. Это — памятники, па основании которых мы созидаем историю растительного ми­ ра, потому-то они и драгоценны для науки. Но в праве ли мы утверждать, что растительный мир имеет историю? Геология
отвечает на это утвердительно, и мы только что виделп тому пример. Мы видели, что наши папоротники, хвощи и пла­ уны — только выродившиеся потомки когда-то могучих обла­ дателей земли, захудалые роды, вынужденные теперь в глуши лесов, на дне оврагов, укрываться от теснящих их предста­ вителей современного растительного мира. Значит, земля была прежде населена другими растениями, и эти растения принад­ лежали к более простым, споровым, теперь уступающим место более совершенным семенным растениям. Следовательно, с одной стороны, факт метаморфоза и, как мы увидим позже, еще многие сходные с ним факты, с другой стороны, геологи­ ческая летопись — свидетельствуют, что растительный мир имеет историю и что, следовательно, наш вопрос о происхож­ дении растительных форм вполне законен. Таким образом, взорам физиолога представляется все более и более расширяющийся горизонт. Изучив жизнь отдельных органов и прежде всего элементарного органа, из которого слагаются все остальные, т. е. клеточки, изучив общую кар­ тину взаимодействия органов, т. е. совокупную жизнь целого растения, он стремится понять, насколько это доступно, жизнь всего растительного мира, рассматриваемого как целое, и этим путем пытается пролить свет на самый широкий и зага­ дочный вопрос — вопрос о происхождении растения и о при­ чине его совершенства, или, другими словами, вопрос о гар­ монии, о целесообразности органического мира. Но, прежде чем выступить на этот постепенно восходящий синтетический путь, нам необходимо проникнуть еще глубже в нашем анализе. Мы разложили растения на органы, органы на клеточки, но до сих пор мы видели только внешний остов этой клеточки. Нам необходимо заглянуть в ее внутренность, в ту микроскопическую лабораторию, где вырабатываются все бесчисленные вещества, которые производят растение, ознакомиться с этими веществами и разложить их на их со­ ставные, простые, начала. Для этой цели на помощь микрос­ копу к нашим услугам явятся весы и химические реактивы. Это изучение составит предмет следующей беседы.
п КЛЕТО ЧКА Закон вечности вещества. — Происхождение вещества'растений из внеш­ ней среды.— Понятие об элементарном и ближайшем составе расте­ ния. — Три основных группы ближайших химических начал: белки, угле­ воды, жиры. — Химическое и микроскопическое исследование растения.— Принятие питательных веществ растением.— Понятие о диффузии вещества: диффузия газов и жидкостей. — Коллоиды и кристаллоиды.— Превращение веществ в клеточке объясняет их поступление.— Основной механизм питания клеточки. аиболее выдающаяся черта в жизни растения заклю­ чается в том, что оно растет; на это указывает самое название его. Анализируя явление роста, убеждаемся, что оно состоит в размножении клеточек. Вникая еще глубже в сущность этого явления, убеждаемся, что оно состоит в появ­ лении, в накоплении вещества там, где его прежде не было. Мы бросаем в землю жолудь, — вырастает дуб; бросаем неви­ димую пылинку, спору, — вырастает древесный папоротник. Естественно возникает вопрос: откуда взялось это вещество? Но этот вопрос, очевидно, уже предполагает в нас убежде­ ние, что вещество не может ни образоваться вновь, ни исчез­ нуть. Этот закон неисчезаемости или сохранения материи дей­ ствительно лежит в основе всех наших научных представле­ ний о природе. Древние допускали, что ex nihilo nil fit *, но Н * Ничто не получается из ничего. Ред.
они, конечно, затруднились бы доказать это положение на опыте, если бы им пришлось, например, доказать, что сгорев­ шее вещество не превратилось в ничто, или решить, откуда взялось вещество растения. Только долгим, копотливым п у­ тем опыта можно было оправдать закон сохранения материи в применении к явлениям растительной жизни. Долго были убеждены, да и в настоящее время люди, незнакомые с приобре­ тениями науки, еще убеждены, что вещество растения берется из земли. Между тем несостоятельность этого взгляда уже дока­ зана на опыте почти триста лет тому назад. Ван-Гельмонт, один из предвозвестников эры научного естествознания, один из тех светлых и смелых умов, которые, несмотря на опутывав­ шие их сети схоластической метафизики, пролагали путь для положительной науки, мистик и в то же время гениальный экспериментатор, — Ван-Гельмонт сделал первый точный опыт, клонившийся к разрешению вопроса, откуда берется вещество растения. Опыт этот замечателен не только как первый точный опыт в области физиологии растений, но и как один из первых случаев применения весов к разрешению химического вопроса, так как известно, что Ван-Гельмонту химия обязана первым применением инструмента, сделавшего впоследствии в руках Лавуазье переворот в этой науке. Опишем опыт собственными словами Ван-Гельмонта: «Я насыпал, — говорит он, — в гли­ няный сосуд двести фунтов земли, высушенной в печи, и поса­ дил в нее ивовую ветвь, весившую пять фунтов. По проше­ ствии пяти лет выросшая ива весила сто шестьдесят девять фунтов и три унции. Сосуд поливался, когда оказывалось нужным, всегда дождевой или перегнанной водой. Сосуд был широк и зарыт в землю, а для того, чтобы предохранить его от пыли, я его закрыл жестяным листом с большим числом отверстий... Я не взвешивал листьев, которые потеряло расте­ ние в четыре предшествовавшие осени... Наконец, я вновь высушил землю и нашел, что она весила те же двести фунтов без двух унций.Значит,одной воды было достаточно, чтобы обра­ зовать сто шестьдесят четыре фунта древесины, коры и корней» (Ortus medicinae, p. 109). Этот опыт, несомненно, доказывал, что в земле, в почве, нельзя видеть исключительного и даже главного источника растительного вещества. Ван-Гельмонт
видел этот источник в воде, которой он поливал растение, но в настоящее время мы знаем, что в образовании растения участ­ вуют не только земля и вода, но и воздух. Тем не мейее вывод Ван-Гельмонта был совершенно верен для его времени: до него наука не обладала никакими определенными понятиями о третьей, т. е. газообразной, форме вещества; ему наука обязана первыми своими сведениями о газах и даже самым словом газ. Только в конце прошлого столетия, с развитием так назы­ ваемой пневматической химии, т. е. химии газов, происхожде­ ние вещества растения могло вполне выясниться и действитель­ но выяснилось, благодаря исследованиям трех ученых: Пристли, Ингенгуза и Сенебье. Для того, чтобы узнать, какими своими составными частями эта троякая среда — земля, вода и воздух — участвует в обра­ зовании растения, нам необходимо узнать состав самого расте­ ния. Химия со времен Лавуазье учит нас,что вещество не только не созидается, но даже в известном смысле не изменяется, что существует известное число так называемых простых тел, или элементов, неспособных взаимно превращаться. Следова­ тельно, когда мы находпм в растении какое-нибудь простое тело, мы озираемся кругом, мы ищем его в окружающей среде, зная, что оно должно было проникнуть из нее, а не могло ни создаться в растении, ни образоваться в нем из другого про­ стого тела. Далеко не все химические элементы встречаются в расте­ нии, и даже из тех, которые встречаются, мы упомянем только о главнейших, играющих выдающуюся роль в жизни растения. Для того, чтобы получить понятие о химическом составе расте­ ния, мы подвергаем его действию высокой температуры. Преж­ де всего улетит вода, и при температуре немного выше 100° мы получим так называемое сухое вещество растения. Это — первый шаг в нашем анализе. Он убеждает нас, что различные части растения содержат воду в весьма различных количествах (см. табл. на стр. 69). Нагревая еще сильнее, мы заметим, что сухое растительное вещество начнет буреть, чернеть, обуг­ ливаться, наконец, начнет тлеть и гореть пламенем, и в резуль­ тате получится небольшая, в сравнении со взятым веществом, кучка обыкновенной белой золы. Большая часть вещества,
следовательно, сгорела и улетучилась. Производя это сжига­ ние с известными предосторожностями, улавливая улетающие газы, мы убеждаемся, что эта сгорающая часть растительного вещества состоит из четырех простых тел: твердого углерода и трех газов: кислорода, водорода и азота. Эта горючая состав­ ная часть, всегда содержащая углерод, что и видно по ее обуг­ ливанию перед горением, называется органическим веществом растения. Органическим оно называется потому, что пз него состоят все организмы. Прежде даже полагали, что оно может образоваться только в живых телах, в организмах, что искус­ ственно, в лаборатории, можно получать только менее сложные по составу тела, из которых состоит мертвая, неорганическая природа. Но это убеждение поколеблено успехами современ­ ной органической химии; в настоящее время химик уже в со­ стоянии приготовлять множество тел, образование которых прежде считалось тайной гкивого организма. Не все означен­ ные вещества содержат все четыре элемента; некоторые со­ стоят только из трех — углерода, водорода и кислорода, или из двух — углерода и водорода. Притом же эти элементы в различных телах соединены в весьма различных отношениях, и потому понятно, что в различных растениях или в неодина­ ковых частях того же растения и элементы будут соединены в различных количественных отношениях. Тем не менее, если мы воспользуемся многочисленными анализами разнообраз­ ных растений и их отдельных частей и выведем из этих анали­ зов общую среднюю, то можем составить себе понятие о при­ мерном среднем элементарном составе растения. В ста весовых частях сухого растительного вещества заключается средним числом: 45.0 процента углерода 6.5 » водорода 1.5 » азота 42.0 » кислорода 5.0 » 80 Л Ы Эта таблица дает нам наглядное представление о том, в ка­ ком отношении твердые и газообразные элементарные вещества должны между собой соединиться, чтобы образовать известное количество растительного вещества. Если от горючей органи-
ческой части растения мы перейдем к золе, то увидим, что в ее состав входит более значительное число элементов. Сделаем здесь только перечень главнейших из них, так как ближе с ними познакомиться нам придется в четвертой лекции. ЭЛЕМ ЕНТЫ органического вещества: Углерод Водород Кислород Азот золы: Сера Калиіі Фосфор Магний Хлор Кальций Кремний Железо Первые четыре элемента золы образуют кислоты, а эти кис­ лоты с четырьмя металлами, приведенными во втором столбце, образуют соли. З ьая, из каких элементов состоит растение, зная, что эле­ менты неспособны взаимно превращаться, мы теперь можем вперед сказать, откуда, из каких источников могут взяться эти вещества. В воздухе, в атмосфере, растение встречает свободный кис­ лород и азот, небольшие количества углекислоты, газа, состоя­ щего из углерода и кислорода, и еще очень малые количества соединений азота с кислородом и водородом. В почве, кроме всех этих веществ, оно встречает и другие тела, которые по своей нелетучести не могут находиться в воздухе, — это бу­ дут именно соли, содержащие остальные элементы растения. Часть этих солей будет растворена в почвенной воде, следова­ тельно, будет составлять жидкую среду растения, другая же часть будет находиться в твердой форме. До сих пор мы только узнали, из каких элементов состоит вещество растения, или, вернее, мы узнали, на какие элементы мы можем разложить это вещество, и для этого мы должны были разрушать, сжигать его. Но из чего, из каких веществ, из каких соединений элементов состоит растение при жизни, этого, конечно, элементарный анализ нам не дает. Для этого мы должны избрать иной путь и прежде всего, как мы уже ска­ зали, должны заглянуть в клеточку, в эту микроскопичес­ кую лабораторию, в которой вырабатываются все разнород­ ные вещества, производимые растением. Увидеть клеточку
ную, удобно только на таких частях, которые состоят из одной клеточки или одного ряда кле­ точек; таковы, например, волоски. Многим, конечно, изве­ стно, если не по названию, то по виду, растение, очень неред­ кое в комнатной it тепличной культуре, с длинными, узкими, сочными листьями и фиолетовыми цветами о трех лепестках. Это — Tradescantia (фиг. 1 5 — А). Тычинки этого цветка отли­ чаются мохнатыми фиолетовыми же нитями (фиг. 1 5 —В). Эта мохнатость зависит от множества волосков, а каждый волосок состоит из одного ряда четками расположенных клеточек округ­ лой или вытянутой, эллиптической формы. Стоит отделитьнглой одну такую нить и положить ее под микроскоп, на верхушке нити будут более молодые, почти округлые, при основании — более старые, вытянутые клеточки (фиг. 1 5 — С). В каждой такой клеточке мы прежде всего отличаем две части: ее оболочку, тонкую и совершенно прозрачную, позволя­ ющую видеть все, что находится внутри клеточки, и содержи­ мое клеток. Первоначально вся полость клеточки наполнена
однообразной густой массой, так называемой протоплазмой, с погруженным в нее округлым телом, ядром, о котором речь впереди. Позднее в этой полужидкой протоплазме появляются как бы глазки или ноздринки, наполненные жидкостью и напоминающие, например, подобные ноздринки в сыре. Таким образом, содержимое распадается уже на две части: прото­ плазму и водянистый клеточный сок, и становится более и более губчатым или пенистым. Еще позднее отношение между протоплазмой и соком изменяется в пользу последнего; содер­ жание протоплазмы относительно уменьшается, а сока — уве­ личивается. Наконец, почти вся полость клеточки оказывается наполненной водянистой жидкостью, а протоплазма сохра­ няется только в виде слоя, устилающего совнутри стенку кле­ точки, или перекидывается сетчатыми струйками со стенки к стенке. У Традесканции это разделение содержимого заметно особенно ясно, потому что сок окрашен в фиолетовый цвет, а протоплазма бесцветна. Кроме этих двух веществ, протоплаз­ мы п сока, в полости клеточек нередко замечаем и другого рода вещества: маленькие блестящие капли с жирным блеском или округлые бесцветные крупинки, со свойством которых мы ближе ознакомимся впоследствии. В позднейшем возрасте клеточки нередко все ее содержимое исчезает, и полость напол­ няется воздухом. Такую клеточку, представляющую только один ее остов, или скелет, мы должны считать мертвой; из таких мертвых клеточек состоит, например, сухая, не содер­ жащая соков часть дерева. Таким образом, в живой, деятель­ ной клеточке микроскоп обнаруживает следующие вещества: стенку, протоплазму, сок и нередко другие вещества в виде капелек и крупинок. Ограничиваясь пока этой услугой микроскопа, вернемся снова к пособию х и м и и , к ее реактивам и весам. Но на этот раз остановимся ранее на нашем анализе, не будем ве­ сти его до конца, до элементов, а постараемся только разделить различные вещества, входящие в состав растения, не разрушая их, а получая их таковыми же, каковы они в растении. Познакомимся, одним словом, с так называемыми ближайшими составными частями растений — ближайшими в отличие от конечных его составных начал, т. е. элементов.
Понятно, что здесь не может быть и речи о знакомстве со всеми бесчисленными веществами, которые производит расти­ тельный мир, — со всем тем, что мы встречаем в лабазе и в аптеке, у столяра и у кондитера, в прядильне и в красильне. Мы ограничимся лишь самыми распространенными телами или, вернее, группами тел, без знакомства с которыми невозмож­ но понимание растительной жизни. Выберем для образца какой-нибудь растительный орган, например, хлебные зерна. Возьмем их в измельченном виде, в виде муки. Как мы сейчас убедимся, мука представит нам смесь разнородных тел. Для того, чтобы разделить их, приго­ товим небольшой комок теста п будем его долго промывать водой, разминая и перетирая руками. Сначала вода будет сте­ кать молочно-белой, но потом станет совершенно прозрач­ ной. Когда это будет достигнуто, у нас в руках очутится уже не тесто, а комок вещества серовато-белого цвета, липкого и тягучего, как резина или кожа. Это так называемая клейко­ вина, та составная часть муки, которая сообщает тесту его вязкость. Если, с другой стороны, мы оставим отстояться сбежавшую при промывке воду, то увидим, что она вскоре совершенно просветлеет и на дне стакана окажется тончайший, нежный наощупь, белый осадок. Это — крахмал, т. е. то всем знакомое вещество, которое употребляется для отделки белья и под названием картофельной муки почти в чистом виде идет на кисели и т. п. Таким образом, одной промывкой мы разло­ жили муку на две составных части: клейковину и крахмал. Если бы мы еще прежде настояли муку в эфире, слили этот эфир и дали ему улетучиться в открытой чашке, то на дне ее получили бы остаток маслянистого вида. Следовательно, (мука и хлебное зерно состоят, главным образом, из трех веществ: клейковины, крахмала и масла. Описанные приемы разделения этих веществ могут служить хотя и грубым, но наглядным примером того, что мы называем ближайшим анализом. При этом анализе мы стараемся раз­ делять тела, по возможности не изменяя их, а пользуясь их свойствами растворяться или не растворяться, улетучиваться, кристаллизоваться и пр. Полученные три тела: крахмал, клей­ ковина и жир, могут в то же время служить представителями
трех наиболее важных и распространенных групп растительных веществ. Группы эти — так называемые углеводы, белковые вещества и масла\ остальные вещества встречаются обыкновенно или в сравнительно малых количествах, или в исключительных органах или растениях и, следовательно, не влияют на общие явления растительной жизни. Вот таблица, в которой сопостав­ лены анализы ближайших составных начал нескольких наибо­ лее различных растительных продуктов; анализы эти вполне подкрепляют только что высказанное положение, что глав­ ная масса растения состоит из перечисленных трех групп веществ J . В 100 частях к л е в ер а □ШСНИЦЫ лупина льн а (растения) (муки) (семян) (семян) 74,8 4 5,5 2 6,2 11,8 1,2 3 4,5 20,5 6,0 3 7,0 Углеводов.................... Белковых веществ . . . . 3 , 7 М асла....................... . . 0,8 Золы . . . . . . ■ . 1 ,7 Воды 0 ,7 3 ,5 5 ,0 12,6 14,5 1 2 ,3 Группа углеводов получила это название потому, что водо­ род и кислород встречаются в них в том я;е отношении, в каком они находятся в воде; а так как здесь, содержится еще углерод, то углеводы состоят как бы из угля и воды. К этой группе углеводов относятся следующие вещества: сахар, обыкновен­ ный тростниковый или свекловичный, а также виноградный, или глюкоза, встречающийся в старом изюме; камедь, примером которой может служить вишневый клей, вытекающий из стеб­ лей вишневого дерева, крахмал и, наконец, клетчатка, т. е. 1 В Московском Политехническом музее можно видеть богатую кол­ лекцию наглядных анализов растительных продуктов. В одной склян­ ке находится определенное количество данного продукта, например, полфунта пшеничных зерен; в других показано, какое в этом коли­ честве продукта заключается количество углеводов, белковых веществ, масла и золы. Там же можно видеть стеклянные модели, поясняю­ щие элементарный анализ растительного вещества, приведенный на стр. 6 4 ,
то вещество, которое образует твердый остов растения, стенки его клеточек, и которые мы употребляем в наших бумажных и льняных тканях и в писчей бумаге. Группу углеводов иногда называют сахаристыми веществами, потому что некоторые из ее представителей, как мы видели, действительно настоящий сахар, другие же легко могут быть превращены в сахар. Так, например, действуя на крахмал слабой серной кислотой, при­ готовляют картофельную патоку; действуя той же кислотой на клетчатку, ее также можно превратить в сахар; этим путем, как известно, можно превратить в сахар старое тряпье. Опи­ санные тела представляют нам как бы последовательный ряд; сахар и глюкоза легко растворяются в воде и способны кри­ сталлизоваться; камедь, как, например, вишневый клей, растворяется в воде, образуя густую тягучую жидкость, но неспособна кристаллизоваться; крахмал не растворяется в хо­ лодной воде, а в горячей сильно разбухает, образуя клейстер; наконец, клетчатка не растворяется и не разбухает ни в холод­ ной, ни в горячей воде. Посмотрим теперь, каким образом мы можем узнавать при­ сутствие хотя бы главных из этих веществ. Все они бесцветны, но мы обладаем средствами вызывать в них известные харак­ теристические окрашивания. В бесцветной жидкости, находя­ щейся в этом стакане, растворено немного виноградного сахара, в другом стакане находится ярко синяя жидкость; я приливаю в эту синюю жидкость бесцветный раствор из первого стакана и слегка подогреваю; она начинает мутиться, принимает гряз­ но-зеленоватый цвет, образуется осадок, •— сначала желтый, бурый, потом ярко красный; он падает на дно, а жидкость ста­ новится бесцветной. Следовательно, виноградный сахар спо­ собен вызывать в нашей синей жидкости красный осадок, или, наоборот, эта синяя жидкость (так называемый реактив Фелинга) способна обнаруживать, вследствие перемены в своем цвете, присутствие виноградного сахара. Эта реакция так чув­ ствительна, что может обнаруживать в растворе малейшую часть этого сахара. Значит, в Фелинговой жидкости мы имеем драгоценное средство, дозволяющее обнаруживать присутствие ничтожных количеств виноградного сахара. Такое же средство для обнаружения присутствия крахмала имеем в растворе
пода. Я беру большой стакан воды, прибавляю в него несколько капель крахмального клейстера и размешиваю. В этой воде, таким образом, находятся малейшие следы крахмала. Прибав­ ляю в нее несколько капель желтого раствора иода, и вся жид­ кость в стакане мгновенно окрашивается в лазуревый цвет. Точно так же, если я, например, смочу каплей йодного раствора кусок теста или белого хлеба, то на них появляется темносинее, почти черное пятно, потому что и в том и другом содержится крахмал; но если я смочу тем же раствором иода кусок клей­ ковины, то уже не получу черного пятна, потому что весь крах­ мал был вымыт водой. Следовательно, иод окрашивает бесцвет­ ный крахмал в синий цвет, он служит нам показателем или реактивом на крахмал. Остается найти средство для подобного же обнаруживания клетчатки. Иод сам по себе не вызовет в ней синего окрашивания, но иод с хлористым цинком окра­ шивает ее в синий цвет. Мне стоит уронить каплю этого раствора на лист белой бумаги, состоящий, как нам известно, из клет­ чатки, и на нем появляется синее пятно. Таковы наши реактивы, наши средства узнавать самые распространенные углеводы: виноградный сахар, крахмал и клетчатку. Переходим к другой группе — к белковым веществам. Бел­ ковыми, они называются потому, что типом, представителем их может служить белок куриного яйца. Эти белковые вещества встречаются или растворенными, как, например, в соке, выжа­ том из капусты, или нерастворимыми, как, например, клейко­ вина, которую мы только что получили из пшеничного зерна. Но стоит нам только нагреть капустный сок, — и в нем по­ явятся белые хлопья: белок свернулся точно так же, как он свертывается при варкр яиц. Химия предлагает нам целый ряд реактивов, при помощи которых мы можем узнать присутствие белковых веществ. Остановимся на одном, если не на самом надежном, то на самом наглядном. Имея в стакане немного куриного белка, разведенного водой, я прибавляю туда обык­ новенного сахарного сиропа п крепкой серной кислоты, — обра­ зуется осадок, который вновь растворяется, и вся жидкость окрашивается постепенно в превосходный малиновый цвет. В сахаре с серной кислотой мы, следовательно, имеем средство узнавать белковое вещество.
Остается третья группа: масла или жиры. Для них мы не имеем таких простых и наглядных реактивов, которые вызы­ вали бы характеристическое окрашивание, но зато, как мы видели, стоит только вещество, в котором предполагаем при­ сутствие масла или жира, обработать эфиром, — эфир извле­ чет, растворит их, — и затем, оставляя этот раствор постоять на воздухе, испаряя эфир, мы получаем масло или жир с их характерными свойствами. Все описанные реакции мы можем теперь применить под микроскопом непосредственно над клеточкой. Попробуем при­ бавить к воде, в которой мы рассматриваем клеточку, сахару и серной кислоты, и мы увидим, что протоплазма окрасится в розовый цвет, — доказательство, что она состоит, главным образом, из белковых веществ. Подействуем реактивом Фелинга и, если в соке клеточки есть виноградный сахар, получим красный осадок. Прибавим каплю иода и заметим, что мелкие бесцветные крупинки в полости клетки окрасятся в синий цвет: это — крахмал. Берем раствор иода в хлористом цинке, вся стенка клеточки окрашивается в синий цвет, значит она состоит из клетчатки. Приливаем, наконец, эфира и замечаем, что те капельки, которые обратили на себя внимание свопм жирным блеском, исчезли, растворились; очевидно-, что это — капли масла. Таким образом, химический анализ и микроско­ пическое исследование идут рука об руку и взаимно пополняют­ ся. Анализ (см. последнюю таблицу, стр. 69) показывает, что преобладающие вещества в растении — углеводы; микро­ скоп подтверждает, что эти углеводы образуют оболочку кле­ точек, что они являются в виде крупинок крахмала или рас­ творены в соке клеточек в виде сахара. Анализ показывает, что второе по количеству место принадлежит белковым веще­ ствам и что притом молодые части растения относительно бо­ гаче азотистыми веществами, чем части старые; микроскоп об­ наруживает, что протоплазма состоит, главным образом, из белковых веществ, содержащих азот, и что эта протоплазма преобладает в молодых клеточках. Наконец, и микроскоп и анализ указывают на присутствие р растении и в клеточке м асдящ стых веществ.
# Мы познакомились с главнейшими веществами, которые заключает в себе растительная клеточка. Мы уже ранее пришли к заключению, что все эти вещества она должна вырабатывать из веществ, газов, солей и пр., которые ее окружают. Другими словами, она должна пптаться, принимать гшщу извне. К аж ­ дая клеточка должна заимствовать свою пищу из почвы, из воздуха или из другой соседней клеточки. Здесь, естественно, возникает вопрос: каким же образом эта клеточка, этот пузы­ рек, глухой, без отверстий, без органов хватания, привлекает к себе, вбирает в себя окружающее вещество? Для того, чтобы объяснить себе этот первый фазис пита­ ния растительной клеточки, мы должны на время оставить ее в стороне п даже вовсе сойти с почвы ботаники, заняться чисто физическими явлениями, ознакомиться с некоторыми общими свойствами вещества, проявляющимися одинаково в мертвой и живой природе. Это прием, к которому мы и впредь нередко будем прибегать, это — даже единственный верный прием во всех тех случаях, когда мы желаем найти объяснение какогонибудь жизненного явления, потому что на языке физиолога объяснять — значит сводить сложные жизненные процессы к более простым физико-химическим явлениям. Физика учит нас, что частицам вещества присуще движе­ ние, что мы не знаем материи без движения. Это движение всего яснее обнаруживается в жидком и особенно в газообразном состоянии вещества. Частицы газообразного вещества одарены быстрым движением, они стремятся вразброд, стремятся рас­ сеяться в пространстве, занять все места, еще ими не занятые, и это продолжается до тех пор, пока они не распределятся равномерно во всем доступном им пространстве. Эта способ­ ность, это стремление вещества распространяться, рассеи­ ваться в пространстве называется диффузией. Убедиться в су­ ществовании явлений диффузии очень легко, особенно над газообразными или летучими веществами. Стоит мне плеснуть на воздух небольшое количество эфира, и тотчас же в ближай­ шем соседстве, а потом и в отдаленнейших углах залы будет ощутителен всем знакомый запах гофманских капель. Эфир
fj превратился в пар, и этот пар рассеялся по всей зале. Нетрудно также обнаружить и диффузию жидкостей: стоит вспомнить, вероятно, многим знакомый опыт с водой и вином; если на поверхность воды осто­ рожно налить красного вина, то обе жидкости образуют два ясно между собой разграни­ ченных слоя. Но мало-по-малу резкая гр а­ ница между ними исчезает, •— вино прони­ кает в воду, вода в вино; обе жидкости смешиваются. Тот же опыт мы можем ви­ деть здесь в еще более наглядной форме (фиг. 16). Вот две почти бесцветные жидкости, которые, будучи слиты вместе, дают жидкость кровавокрасного цвета. В этот узкий и длинный сосуд на дно налита тяжелейшая пз двух жидкостей, а поверх ее, соблюдая известные предосторож­ ности, налита вторая, более легкая. На границе их образо­ вался узкий, как черта, слой красного раствора, но с течением времени эта узкая, едва заметная красная полоска будет расти и под конец лекции превратится в поясок шириной в несколько пальцев, а по прошествии нескольких часов или, может быть, дней вся жидкость окрасится равномерным красным цветом. Обе жидкости, очевидно, взаимно проникаются, а это зависит от невидимого, но присущего их частицам движения, от их стремления рассеиваться в пространстве, потому что иначе мы не можем себе объяснить, каким образом, вопреки действию тяжести, легчайшие частицы опускаются вниз, а тяжелейшие поднимаются наверх. Различные вещества обладают этой спо­ собностью к рассеянию, к диффузии в весьма различной степени, — другими словами, частицы различных веществ движутся с различной скоростью. Это всего легче можно' показать на газах. Этот сосуд (фиг. 17) из слабо обожженной и очень пористой глины (а) в нижней своей части соединен со стеклянной трубкой (Ъ), погруженной нижним концом в под­ крашенную красной краской воду. Сосуд вместе с трубкой содер­ жит воздух. Цель этого прибора состоит в том, чтобы обнару­ живать малейшее изменение в объеме воздуха, заключенного в сосуде и трубке. Если объем почему-либо увеличится, то
воздух начнет выделяться в виде пузырьков через эту окрашенную жидкость. Обратно, если объем воздуха в приборе уменьшится, то окрашенная жидкость поднимется в трубке. Ни того, ни другого пока не про­ исходит, потому что воздух внутри и сна­ ружи прибора один и тот же. Но если мы окружим этот сосуд другим воздухом, дру­ гим газом, то, очевидно, между двумя га­ зами, через пористую, проницаемую для них стенку произойдет взаимный обмен; каждый будет стремиться рассеяться в другом. Но, очевидно, если оба газа стремятся рассеять­ ся, а частицы их движутся с различной скоростью,то в приборе произойдет времен­ ное изменение объема, увеличение или умень­ шение, смотря по тому, который из газов движется быстрее. Одним словом, здесь про­ изойдет то же самое, что чрез несколько ми­ нут произойдет в дверях этой залы. Поло­ жим, что в настоящую минуту в зале нахо- Фиг J7 дится триста лиц; положим, что из них сто, соскучившись слишком затянувшейся лекцией, с нетерпением ждут ее конца, чтобы поспешить выйти, а там, за дверями, стоят сто других лиц, желающих проникнуть в залу для следующей, лекции. Если одни будут выходить с такой же поспешностью, с какой другие будут входить, то число лиц в зале ни на минуту не изменится; если же лица входящие, не утомленные часовым напряженным состоянием, окажутся энергичнее, то в первую минуту число лиц в зале возрастет, она переполнится, и только немного спустя, когда выйдут же­ лавшие уйти, число присутствующих опустится до прежних трехсот. Точно так же и здесь, если я окружу этот пористый сосуд газом, частицы которого будут быстрее проходить внутрь сосуда, чем частицы заключенного в нем воздуха будут выхо­ дить наружу, то на время в сосуде окажется более частиц газа, чем он может вместить, и избыток газа станет выделяться пузырьками из конца трубки. Я беру стеклянный колокол,
наполненный водородом; так как этот газ легче воздуха, то его можно удержать некоторое время в сосуде, обращенном отверстием вниз. Я надвигаю этот колокол (с) на пористый сосуд (а). Внутри сосуда — обыкновенный воздух, снаружи, под колоколом, — водород; если частицы водорода одарены более быстрым движением, чем частицы воздуха, внутренний объем газа должен увеличиться; и вы видите и слышите, как пузырьки газа булькают через окрашенную жидкость в рюмке. Теперь я снимаю колокол; условия совершенно извращаются: водород находится теперь внутри сосуда, воздух — снаружи; водород стремится наруж у, воздух — внутрь, но частицы водорода движутся быстрее частиц воздуха, в приборе про­ исходит уменьшение объема, и вы видите, как быстро поды­ мается в трубке (Ъ) столб красной жидкости. Итак, газы, еще более чем жидкости, способны к диффузии, т. е. способны проникать всюду, где их еще нет. Этот водород устремился в сосуд только потому, что его там не было, и устре­ мился вон из сосуда только потому, что его нет в воздухе этой залы. Точно так же всякое газообразное тело, а равно и тела, растворенные в жидкостях, спешат занять все доступное им пространство, распределяясь в нем равномерно. Посмотрим, какое же отношение эти явления диффузии газов и жидкостей имеют к поднятому нами вопросу о питании ‘ клеточки. Вот прибор, который представляет нам довольно близкое подобие клеточки (фиг. 18). Это — тончайший, проз­ рачный, как стекло, и смоченный водой пузырь из вещества, очень сходного с клетчаткой, или, вернее, из самой клетчатки, несколько химически измененной, Вещество это не что иное, как
коллодиум фотографов. Пузырь (4) соединен с горизонтальной стеклян­ ной трубкой (В), в ко­ торой находится капля окрашенной жидкости (а); по движению капли к п у­ зырю или от пузыря мы можем судить о том, умень­ шается или увеличивается объем воздуха в пузыре. Я опускаю пузырь в эту пустую, широкую склян- ф иг. 19 ку (С) и приливаю в нее углекислоты, хотя вы этого, конечно,не видите, потому что угле­ кислота—такой же бесцветный газ, как и воздух. Н оя вправе выразиться, что я ее прилил, потому что углекислота тяжелее воздуха и ее можно невидимо для глаза переливать из сосуда в сосуд. Точно так же, как легкий воДород можно некоторое вре­ мя удержать в колоколе, открытом снизу, так углекислоту мож­ но удержать в сосуде, открытом сверху. Вслед за тем, как я впустил углекислоту в склянку, окружающую пузырь, капель­ ка окрашенной ж и д к о с т и дрогнула и побежала по направле­ нию, указанному стрелкой, обнаруживая тем, что углекислота начала проникать чрез влажную стенку пузыря нашей искус­ ственной клетки и притом быстрее, чем воздух выходит из нее. Значит, растительной клеточке нет надобности как-нибудь привлекать, всасывать в себя газы, например, углекислоту; если только в ней нет этого газа, то он сам будет поступать в нее в силу своей способности к диффузии. Посмотрим теперь, как будут относиться растительные клеточки к веществам, растворенным в почвенной воде. Возь­ мем несколько приборов, состоящих из продолговатых мешков из того же коллодиума, приклеенных к оконечности ламповых стекол (фиг. 19). Положим, что эти коллоидальные мешки будут нам представлять корневые клеточки, посредством которых растение приходит в прикосновение с питательными веществами, находящимися в почве. Растение, как мы знаем
на основании его элементарного состава, нуждается, между прочим, и в солях железа; мы выберем их для примера, так как они представляют очень наглядные реакции, по которым легко усмотреть в растворе ничтожные их следы. Вот, напри­ мер, в этом стакане у меня находится вода, в которую я при­ лил несколько капель железной соли. Прибавляю немного другой жидкости (раствора таннина), и бесцветный, как вода, раствор делается черным, как чернила, и даже нельзя сказать — как чернила, потому что это сами чернила и есть. Погружаем коллоидальный мешочек, наполненный водой, в сосуд с во­ дой же {!), приливаем в сосуд железной соли, а в мешок — тан­ нина; через минуту внутри мешка, около стенок, показывается сероватый оттенок, а через несколько минут вся жидкость в мешке превращается в чернила (2). Итак, мы видим, что железная соль сама проникает в нашу клеточку, и мы знаем, что это будет продолжаться до тех пор, пока в клеточке не ока­ жется такой же крепкий раствор соли, как в наружном сосуде, потому что только тогда в клеточку будет в каждую минуту входить столько же частиц, сколько их будет выходить, — одним словом, установится равновесие. Но рождается вопрос, может ли быть достигнуто такое равновесие в нашем примере? Очевидно, нет: как только наша железная соль попала в кле­ точку, она образовала там соединение с таннином, которое мы для простоты будем называть чернилами; там есть чернила, но нет более железной соли, а если нет железной соли, то новое количество ее перейдет из наружного сосуда; это количество вновь превратится в чернила и так далее и так далее. Если только в мешке достаточно таннина, то равновесие никогда не будет достигнуто, а железная соль будет устремляться непре­ рывным током в нашу клеточку. Таким образом, стоит только взять коллоидальный мешок с раствором таннина и погрузить его в сосуд с раствором железной соли для того, чтобы извлечь из этого раствора всю соль, перенести ее во внутренность мешка. Оставим этот прибор на несколько часов или дней, и тогда в на­ ружном сосуде не найдем более железной соли: наша искус­ ственная клеточка съест, высосет ее начисто. Мы, очевидно, уже близки к простому физическому объяс­ нению поступления питательных веществ в растительную
клеточку. Мы видели, что вещество газообразное пли раство­ римое, само проникает в клеточку и продолжает поступать в нее до тех пор, пока содержание его по ту и но другую сто­ рону не будет одинаково. Мы видели далее, что это равнове­ сие никогда не наступит, если только вещество, попавшее в клеточку, изменит там свою форму, вступит в другое соеди­ нение; в таком случае оно будет постоянным, непрерывным током устремляться в клеточку и там отлагаться. Мы уже усматриваем в этом одну из причин увеличения массы расте­ ния, т. е. накопления в нем вещества, но для полноты нашего объяснения в нем недостает еще одного звена. Накопление вещества в клеточке станет вполне понятным в таком только случае, если мы допустим, что вещества извне легко поступают в клеточку, но что те вещества, в которые они там преобра­ зуются, что вещества, находящиеся в самой клеточке, не вы­ ходят наружу. Произведенный только что опыт вполне под­ тверждает это предположение. В самом деле, жидкость чер­ неет только внутри коллоидального мешка; снаружи она бес­ цветна, как вода. Этого, очевидно, не могло бы случиться, если бы таннин или его соединения с железной солью, чернила, могли выступать из клеточки. Для проверки сделаем опыт в обратном порядке: прильем железной соли в клеточку, а тан­ нина в наружный сосуд; через неско.чько мгновений заметим в наружном сосуде черные струйки, наконец, вся жидкость в нем становится черной, так что коллоидальный мешок более не виден (3, фиг. 19). Вынимаем его из сосуда, — раствор в нем так же бесцветен, как был. Не подлежит сомнению, что только железная соль свободно проходит через перепонку и все равно в каком направлении, но ни таннин, ни его соединение с желе­ зом не могут проходить чрез нее. Очевидно, существуют двоя­ кого рода тела: одни способны проникать чрез оболочку кле­ точек, другие неспособны, и железная соль служит примером первого случая, а таннин — второго. И, действительно, эти два тела могут служить представи­ телями двух типов, двух категорий химических тел. Тела пер­ вой категории легко проходят чрез растительные или живот­ ные перепонки; тела второй категории проходят очень трудно или почти не проходят чрез них. Говоря о диффузии жидких
т е л , м ы зам ети л и , что одн и тел а ги е м едленнее, одни более д и ф ф ун д и р ую т бы стрее, д р у ­ подвиж ны , други е м ен ее; теп ер ь м о ж е м п р и б а в и т ь , ч т о и м е н н о те т е л а , к о т о р ы е м е д л е н н о д и ф ­ ф ун д и р ую т, вообщ е ещ е м едлен н ее п р о х о д я т ч ер ез п ер еп о н к и . Х и м и ки назы ваю т тел а п ервой катего р и и кристаллоидами , , — все они способн ы к р и с т а л л и з о в а т ь с я ; т ел а вт о р о й к а т е го р и и — коллоидами , к л е е о б р а з н ы м и т е л а м и , — в с е о н и н е с п о с о б н ы кри сталли зоваться. Мы получаем, таким образом, одновременно объяснение нашего опыта и общий ключ для понимания явлений, совер­ шающихся при питании растительной клеточки. Железная соль идет к таннину, а не наоборот, потому что она кристаллоид, а таннин—коллоид. Обращаясь к питанию клеточки, мы встре­ чаем в общих чертах то же самое явление. В самом деле, какие тела находит клеточка в окружающей среде? Газы, воду и рас­ творимые в ней соли, т. е. тела кристаллические, вообще, сле­ довательно, вещества в высокой степени подвижные и легко проникающие чрез ее оболочку. Какие тела содержит в себе эта клеточка, во что перерабатывает она принятые извне ве­ щества? Главным образом, в белковые вещества, в масла, в ка­ меди, крахмал или, наконец, клетчатку, — следовательно, в вещества коллоидальные, мало подвижные, не проходящие чрез перепонки или, наконец, совершенно нерастворимые, как это легко усмотреть из этой таблицы. Главнейшие растительные вещества: Клетчатка Крахмал Белковые вещества Масла их источники: Углекислота Вода Соли Тела нерастворимые и коллоиды Газы и кристаллоиды В течение всей своей жизни клеточка постоянно окружена веществом, очень легко в нее диффундирующим. Так, напри­ мер, углекислота воздуха постоянно устремляется в каждую клеточку, с которой приходит в прикосновение. Но если бы эта углекислота оставалась в ней углекислотой, то ее посту­
пило бы очень немного; на деле же, как мы увидим позже, по­ пав в клеточку, она превращается: из нее и из воды образуется углевод, а это превращение вызывает поступление новых и новых количеств углекислоты. Следовательно, две фазы пита­ ния: принятие питательных веществ и их превращение в самое вещество клетки, их усвоение, находятся во взаимной связи. Один процесс обусловливается другим: если бы не было усвое­ ния, то не было бы нового поступления; если бы не было поступ­ ления, то нечему было бы усвоиться. Сверх того, так как при этом усвоении вещество переходит в трудноподвижную или вовсе неподвижную форму, то оно не рассеивается обратно в пространстве, а слагается в клеточке. Рассматривая питание растения с подобной общей физи­ ческой точки зрения, мы получаем совершенно иное о нем представление, не похожее на обыкновенные ходячие понятия. Не растение, не клеточка притягивает к себе, всасывает в себя питательные вещества, а, напротив, вещество само, в силу присущей ему подвижности, врывается в клеточку. Клеточка, брошенная в пространство, представляется нам только микро­ скопическим центром, в котором постоянно нарушается рав­ новесие окружающего вещества, какой-то микроскопической пучиной, в которую это легко подвижное вещество устрем­ ляется непрерывным током и там, превращаясь, утрачивает свою подвижность, слагается в запас. Растительная клеточка — это ловушка, это — западня, которая легко пропускает в себя вещество, но уже не выпускает его обратно. Отсюда становится понятной основная, коренная черта растительной жизни: увеличение массы, накопление вещества. Изложенные общие понятия о питании клеточки, как мы вскоре убедимся, окажутся для нас необходимыми почти на каждом шагу при изучении явлений питания в целом растении. Будем ли мы говорить о питании корня на счет веществ, нахо­ дящихся в почве, будем ли мы говорить о воздушном питании листьев на счет атмосферы или о питании одного органа на счет другого, соседнего, — везде для объяснения мы будем прибегать к тем же основным причинам: диффузии, т. е. при­ сущей веществу способности рассеиваться, стремиться оттуда, где оно есть, туда, где его нет, и превращению, т. е. переходу
веществ из легко подвижной в трудно подвижную или вовсе неподвижную форму. Таким образом, знакомство с основными явлениями пита­ ния растительной клеточки приводит нас к заключению, что они сводятся к явлениям диффузии, не исключительно свой­ ственным живым организмам, а, напротив, вытекающим из общих свойств материи. Мы убеждаемся, что основной меха­ низм принятия пищи управляется законами, общими для живой и неоживленной природы.
ш СЕМЯ Строение семени и внешние явления прорастания.— Три условия про­ растания: вода, еоздух, теплота. — Механическое значение воды.— Х и ­ мическое значение воды. — Ферменты. —Диастаз. — Пепсин. — Насекомо­ ядные растения. — Самостоятельность частей зародыша.— Искусствен­ ное питание зародыша. — Механизм перемещения питательных веществ в растении. Отношение семени к воздуху; выделегтие углекислоты, поглощение кисло­ рода— дыхание. — Потеря в весе и повышение температуры как резуль­ тат дыхания. — Значение окружающей температуры. —Температуры— низшая, высшая и лучшая. — Влияние возраста семени на его всхо­ жесть. — Долговечность семян.— Общая характеристика периода про­ растания. — Разделение труда между различными органами растения, проявляющееся уже у простейших растений. ачнем наш обзор жизненных отправлений растения с той поры, когда обнаруживается деятельность семе­ ни, пролежавшего всю зиму под защитой снегового покрова или весной же брошенного в почву рукой земле­ дельца. Едва ли какое явление в жизни растения обращало на себя так много внимания, как именно это первое ее проявление: оно вызывало на размышление и ученых, и мы­ слителей, и поэтов; оно облечено даже каким-то покровом поэ­ тической таинственности; мы видим в нем олицетворение самой жизни, символ пробуждения от сна и смерти. Действительно, есть что-то заманчивое, подстрекающее мысль в этом внезап­ ном пробуждении деятельности в теле, до тех пор, повидимому, не отличавшемся от тел окружающей мертвой природы. Есть что-то загадочное в этой скрытой, затаившейся жизни, которая вдруг прорывается наружу. Нисколько не посягая на поэти­ ческие представления, которыми воображение любит окружать Н
это явление, попробуем приложить к нему строгий анализ науки, попы­ таемся разложить это сложное явление на простейшие его составляющие, по­ пытаемся объяснить, чем отличается покоящееся семя от деятельного, и в чем заключается тот импульс, толчок, который вызывает эту деятельность. Извне деятельность семени проявляется в его разбухании, разрывании кожуры и появлении сначала корешка, а затем перышка, т. е. стебелька с первыми листьями. Эти органы раз­ виваются, увеличиваясь в размерах с каждым днем. Развитие это, очевидно, должно происходить на счет какого-нибудь ве­ щества, служащего пищей растущим частям. И, однако, не­ смотря на это быстрое развитие, именно в периоде прораста­ ния, растение почти не зависит от почвы. Обыкновенно прора­ стание совершается в земле; но вот целая щетка зеленого кресса, проросшего на войлоке, и вот семена маиса и бобов, проросшие на легкой газовой сетке и, следовательно, со всех сторон окру­ женные воздухом и лишь концами корней погруженные в пе­ регнанную воду. Если мы присмотримся поближе к прорастающим семенам, как, например, бобам или фасоли, то заметим, что, по мере того как вытягивается корень, стебель с молодыми листьями, первая пара листьев, т. е. семенодоли, начинает сморщиваться, вса­ сываться, видимо уменьшаться в объеме (фиг. 20). Это наблю­ дение уже может послужить намеком на то, что развитие одних частей ростка может происходить на счет других. Другие семена, как, например, у злаков, представляют несколько более слож­ ное строение, чем семена гороха или бобов. Если мы разрежем вдоль пшеничное зерно, то заметим, что под кожурой находятся две совершенно независимых части (фиг. 2 1 — Ъ , с и d ) . Внизу и несколько сбоку помещается тельце, которое, как легко можно убедиться на прорастающих зернах, не что иное, как зародыш, т. е. зачаточное растеньице (фиг. 2 1 — Ъ , d , е ). В нем можно заметить и листовую почечку, и зачатки корешков. Осталь­ ная и большая часть семени занята белой, совершенно одно­ образной, мучнистой на вид массой, так называемым б е л к о м
(фиг. 2 1 —с , б ) . Та часть зародыша, которая плотно прилегает к белку, называется щитком ( щ , фиг. 21 — Ъ , d , е ) . Щиток — это особым образом развившийся лист, т. е. семенодоля зародыша. Но здесь семенодолей не две, а одна. Слово б ел о к на языке ботаников, оче­ видно, имеет совершенно иной смысл, чем на языке химиков: там белком или белковым веще­ ством мы называем известное ве­ щество, здесь — известный орган семени. Свойство белка или его положение в различных семенах может быть очень различно. У зла­ ков, например, он мучнистый; он то и образует главную массу муки, Фиг. 21 так как зародыш сравнительно очень мал. Зародыш лежит в стороне и только своим щитком прикасается к белку. У мака же, например, зародыш окружен со всех сторон белком, заключен в него, и белок этот не муч­ нистый, а жирный, маслянистый (фиг. 2 1 — а - б — белок, з — зародыш). Наконец, в кофейных семенах главная часть состоит из твердого, как рог, белка, в котором сбоку заключен очень маленький зародыш. Убедиться в этом можно следующим любопытным опытом. Известно, что кофейные зерна в том виде, в каком они до нас достигают, уже утратили способность про­ растать, так как они сохраняют ее только несколько дней; но если вымочить их в кипятке или, еще лучше, в растворе едкой щелочи, то увидим любопытное явление кажущегося прораста­ ния семени, очевидно, мертвого. Через час или даже полчаса из разрыва оболочки выступает маленький снежнобелый коре­ шок и затем нередко выталкивается наружу и весь маленький зародыш. Явление это нетрудно объяснить: твердый, как рог, белок кофейного зерна от действия кипятка или щелочи раз­ мягчается, делается очень упругим и, разбухая, выдавливает н аруж у защемленный в его щели зародыш.
Итак, мы видим, что семена бывают двоякого рода: в одних мы встречаем очень развитые, мясистые семенодоли, в других — обильный мучнистый, маслянистый или более твердый, рого­ вой белок. Как семенодоли во время прорастания сморщи­ ваются, уменьшаются в своем объеме, так и белок мало-по-малу уничтожается, как бы всасывается. Мы начинаем подозревать, не находится ли эта убыль вещества — в семенодоле или бел­ ке — в связи с прибылью его в ростке, т. е. не совершается ли развитие молодого растеньица на счет запаса пищи, отложен­ ной в семенодоле или белке. Но ведь и в покоящемся семени все эти вещества присутствуют, — почему же перемещение обнаруживается только во время прорастания? Ответ на этот вопрос будет вполне понятен, если мы вспомним факты, с кото­ рыми познакомились в предшествовавшей беседе. Питатель­ ные вещества в белке или семенодолях находятся в твердой или вообще нерастворимой форме. Вспомним наш анализ муки, т. е. измельченных зерен. Мы там нашли нерастворимый крах­ мал, нерастворимую же клейковину и масло. Все это вещества неподвижные, неспособные перемещаться из клеточки в кле­ точку, да оно и понятно, иначе они не составляли бы запаса. Таким образом, в семени мы имеем зародыш, а в известной его части, в семенодолях, или в ближайшем соседстве с ними, белке, — запас питательных веществ в неподвижной и, следо­ вательно, недоступной для него форме. Спрашивается: каким условиям должно удовлетворить для того, чтобы зародыш мог воспользоваться этими запасами, пустить в оборот этот иначе мертвый капитал? Условия эти знакомы всякому. Нужна вода, — в сухой почве семя не прорастает; нужно тепло, — в холодную весну посеянное зерно не обнаруживает следов развития, пока его не пригреет; наконец, нужен воздух, — зерно, зарытое глу­ боко в землю, может пролежать как угодно долго, не дав ростка. Итак, вода, тепло и воздух — вот три основные условия, ко­ торые пробуждают семя к жизни; рассмотрим их последова­ тельно одно за другим.
Прежде всего вода. Семена всегда содержат очень мало воды *, это — одна из их существенных особенностей. Несухое семя теряет свою главную способность — таить в себе жйзнь, будучи в с о с т о я н и и какого-то оцепенения, и в таком виде пере­ живать зиму, целые годы, десятки лет, даже столетия. Если семя не сухо, его нельзя сохранять; в сырую, мочливую осень мы не в состоянии получить семян, — они прорастают в сно­ пах и даже на корне. Главная причина покоя семени заклю­ чается, следовательно, в отсутствии воды. Доставим ему только воду и тотчас заметим пробуждение деятельности. Семя начи­ нает разбухать и разрывает оболочку, служившую ему защитой. Это всасывание воды происходит обыкновенно с значительной силой. Английский ученый Гельз уже в начале восемнадцатого столетия обращал внимание на это обстоятельство: он напол­ нял небольшой чугунок доверху горохом, смачивал его и при­ крывал крышкой, которую нагружал все более и более значи­ тельным грузом; таким образом, он показал, что разбухающие семена гороха в состоянии поднять груз до 200 фунтов. Гоф­ мейстер показал, что при подобных условиях разбухающие семена оказывают на стенки сосуда давление в несколько ат­ мосфер. Этим свойством семян, как известно, пользуются ана­ томы, когда желают расчленить кости черепа: полость черепа наполняют горохом, который затем смачивают; вследствие сильного и равномерно распределенного по всей внутренней поверхности давления кости черепа раздвигаются по швам. Таково механическое действие воды на семена; она помогает им сбросить ненужную более оболочку и преодолеть сопротив­ ление окружающих частиц почвы. Но еще важнее химическое действие воды; без нее не может произойти растворения, а, сле­ довательно, и перемещения запасов питательных - веществ. Однако, для этого недостаточно одной воды, так как все эти вещества, как мы видели, нерастворимы в воде; чтобы сделаться таковыми, они должны предварительно измениться, превра­ титься в другие вещества. Крахмал, например, сделался бы 1 См. таблицу на стр. 69.
растворимым в воде, если бы он превратился в сахар, в глюкозу. Такое превращение возможно, — на нем основано, как мы ви­ дели, приготовление картофельной патоки, и такое превраще­ ние существует в действительности, как в этом легко убе­ диться. Стоит раскусить простое ячменное зерно и потом зерно солода, т. е. проросшего ячменя, и мы убедимся, что первое без­ вкусно, а второе сладко на вкус. Но, может быть, вкус нас обма­ нывает; в таком случае мы можем обратиться к средству, у к а ­ занному в предшествовавшем чтении; мы видели, что синяя жидкость (реактив Фелиига) с глюкозой дает яркокрасный осадок. Берем водяной настой солода, прибавляем реактив Фелинга и получаем красный осадок. Вырезываем тонкий лом­ тик из проросшего зерна, кладем его под микроскоп, прибав­ ляем каплю того же реактива и получаем в клеточках красное окрашивание. Таким образом, и вкус и более точный прием химических реакций убеждают нас, что в проросшем зерне появляется сахар, глюкоза. Но справедливо ли, что этот сахар образован из крахмала? Ответ на это дают количественный ана­ лиз и микроскопическое наблюдение. Первый показывает, что по мере прорастания семени количество крахмала в нем умень­ шается; второе обнаруживает изменение крахмальных зерен: они теряют свою характеристическую форму, делаются как бы обглоданными, иногда распадаются на куски, как бы тают, одним словом, исчезают, растворяются. Постараемся теперь объяснить, почему, каким образом проис­ ходит это превращение крахмала в сахар. Искусственно мы его можем вызвать, действуя серной кислотой, как при получении картофельной патоки; но в семени неоткуда взяться свободной серной кислоте. Зато в семени злаков в период прорастания проявляется особое вещество — д и а с т а з , оказывающее на к р ах­ мал совершенно сходное действие. Д и а с т а з может служить представителем целой группы веществ, получивших общее название ферментов. Под ферментом вообще разумеют такое вещество, которое, будучи употреблено обыкновенно в ничтож­ ном количестве, в состоянии вызвать химическое превращение других веществ. Таких ферментов существует очень много. Так, например, горький миндаль сам по себе почти не имеет характеристического миндального запаха и вкуса; то и другое
появляется в нем вследствие действия фермента, который на­ чинает действовать, когда семя придет в прикосновение с водой. Семена горчицы не имели бы острого запаха и вкуса, если бы в них не было фермента м ирозина , который при содействии воды разлагает одно находящееся в них вещество (соль так называемой Мироновой кислоты) и выделяет из него острое летучее горчичное масло. В существовании этого явления можно убедиться при помощи весьма любопытного опыта. В аптеках иногда продают горчичник, состоящий из двух ли­ сточков бумаги, которые нужно наложить один на другой и за­ тем смочить водой. Каждый листок порознь не образует гор­ чичника, но как только они придут в прикосновение, разви­ вается характеристический острый запах горчицы. Это потому, что один листочек смазан ферментом, а другой—веществом, на которое действует фермент; и влияние фермента обнаруживается только при смачивании. Приведенные примеры достаточно выясняют действие растительных ферментов. Таково же и дей­ ствие диастаза , который легко получить из настоя солода, т. е. проросших хлебных зерен. Одной части этого диастаза, раство­ ренной в воде, достаточно, чтобы превратить в сахар тысячу и более частей крахмала, и притом, чем теплее жидкость, тем быстрее идет это превращение. Таким образом, питание зародыша семени на счет крахмала, отложенного в его белке или семенодолях, становится вполне понятным. Любопытно, что этот процесс совершенно сходен с тем, который происходит при питании животного организма. В слюне, в желудочном соке и других выделениях пищеприем­ ного канала находятся ферменты, подобно д и а с т а з у превращаю­ щие крахмал в сахар. В этом нетрудно убедиться,—стоит подолее пососать кусок белого хлеба, чтобы заметить, что он сдела­ ется сладковатым на вкус. Следовательно, и животные, и заро­ дыш растения могут воспользоваться нерастворимым крахма­ лом, только предварительно превратив его в растворимый сахар. Сходное явление должно совершаться и в таких семенах, которые имеют твердый роговой белок, как, например, зерна кофе, косточки финика. Это свойство их белка зависит от очень толстых стенок из клетчатки. Во время прорастания клетчатка эта растворяется и служит для питания зародыша. Растворение
это заставляло предположить существование особого фермента, который и был найден. Переходим ко второй группе запасных веществ — к белко­ вым веществам. В хлебных зернах, в муке, к ак мы видели, они представлены нерастворимой и, следовательно, неподвижной к л е й к о в и н о й ', но даже и растворимый белок, как, например, белок куриных яиц или растительный белок, неподвижен, потому что он — к о л л о и д , т. е. вещество, не проходящее через перепонки. Для того, чтобы сделаться подвижным, быть в со­ стояния проникнуть из клеточки в клеточку и таким образом служить для питания растений, белковое вещество должно пре­ терпеть изменение, сходное с превращением крахмала в глюкозу. Знакомство с явлениями питания в животном организме и на этот раз послужит нам ключом для разъяснения явлений, совершающихся в прорастающем семени. В желудочном соке существует фермент — п е п с и н , обладающий способностью при содействии нескольких капель кислоты переводить в раствори­ мое состояние нерастворимые белки, как, например, белок крутых яиц или вареного мяса. При этом он превращает их в так называемые п е п т о н ы . Пептоны не только растворимы в воде, но сверх того обладают способностью проникать через животные и растительные перепонки. В растительном мире долгое время не было известно ничего подобного, и потому пе­ редвижение белковых веществ оставалось непонятным, но позднее почти одновременно с совершенно различных сторон появились факты, доказывающие существование подобных пре­ вращений белкового вещества и в растительном организме. Уже в прошлом столетии было указано на существование ра­ стения мухоловки, которое своими раздражительными листьями схватывает прилетающих на него насекомых и затем употреб­ ляет их в пищу, но факт этот не был оценен по достоинству, возбудил даже сомнения скептиков и подвергся бы забвению, если бы на него не обратил вновь внимание Дарвин. Дарвин значительно увеличил список этих п л о т о я д н ы х растений и по­ знакомил ботаников с любопытными подробностями их от­ правлений. Отлагая до одной из последующих бесед описание механической стороны этих явлений, мы остановимся здесь на них как на примере, показывающем, что растение способно
принимать в пищу нерастворимый белок. Всего лучше эти явления растительного пищеварения изучены Дарвином над росянкой, довольно обыкновенным нашим болотным расте­ нием. Слизь, выделяемая волосками, которыми усеяны листья этого растения и которые улавливают насекомых, содержит вещество, повидимому, сходное с пепсином. К этому веществу во время раздражения волосков присоединяется кислота, и тогда оно получает способность, подобно желудочному соку, растворять белок. Как насекомые, попадающие на эти листья при естественных условиях, так и куски яичного белка или мяса, доставляемые листьям при искусственных опытах, рас­ творяются п поглощаются растением. Эти опыты, доказываю­ щие возможность питания на счет нерастворимых белковых веществ, побудили ученых искать и в прорастающих семенах ферменты, подобные пепсину. Открытие их не замедлило; ферменты эти были найдены сначала в бобовых растениях, а затем и других — в конопле, в льне и, наконец, в ячменном солоде. В особенности любопытен фермент, найденный в млеч­ ном соке так называемого дынного дерева (Сагіса papaya) и действующий подобно желудочному соку. Следовательно, и питание зародыша на счет запасов белка становится понят­ ным: пепсинообразный фермент, развивающийся во время про­ растания, действует на белок, т. е. переводит его в растворимую подвижную форму. Часть белковых веществ во время прора­ стания сверх того претерпевает еще более глубокое изменение, превращаясь в тела, способные кристаллизоваться, — кри­ сталлоиды, подвижность которых еще более значительна. Таким образом, зародыш, например, злакового растения питается не только тем же крахмалом, той же клейковиной, которую употребляем в пищу и мы, когда едим хлеб, но даже и переваривает их подобным же образом, обрабатывая их сход­ ными ферментами и превращая в глюкозу и пептоны. Менее удовлетворительны наши сведения относительно питания на счет запасов маслянистых веществ, но и в этом отношении име­ ются некоторые указания. Масла как таковые вообще неспо­ собны проникать через смоченные водой стенки клеточек. Но масло представляет нам соединение так называемых жирных кислот с веществом, легко растворимым в воде, с глицерином,
и существуют факты, дозволяющие допустить предположе­ ние, что во время прорастания обнаруживается подобное распадение масла на составляющую его кислоту и глицерин также при содействии особого фермента. Сверх того известно, что присутствие свободной жирной кислоты много способствует раздроблению капелек масла в воде и образованию так назы­ ваемых эмульсий, т. е. тех белых, содержащих масло, жидко­ стей, которые мы называем молоком, как, например, молоко коровье, миндальное, маковое и пр. Это образование эмульсии играет важную роль в питании животного организма; весьма возможно, что оно играет некоторую роль и в питании зародыша жирных, маслянистых семян. Первая сторона явления питания молодого ростка нами выяснена. Неподвижный запасный материал под влиянием воды и ферментов пускается в оборот, становится доступным для ростка, и мы можем непосредственно доказать, что раз­ витие зародыша идет на счет этих запасов. В семенах бобовых растений стоит отрезать семенодоли, чтобы прекратить даль­ нейшее развитие зародыша, хотя бы его корешок и стебелек уже были немного развиты. И не следует думать, что остановка в развитии зародыша вызвана его поранением; напротив, опыт показал, что зародыш обладает значительной степенью живучести. Мы его можем резать на части вдоль и поперек, и каждая часть, если только она находится в связи с семено­ долей, заключающей запас пищи, будет развиваться. Даже если мы отрежем корешок, а оставим перышко в связи с семено­ долями, то стебелек разовьется быстрее, чем у целого зародыша, и, наоборот: если мы отрежем стеблевую почку, а корешок оставим в связи с семенодолями, то он разовьется сильнее, чем у неповрежденного зародыша. Оно и понятно: в этом случае один из двух органов пользуется запасом пищи, заготовленным для обоих. В семенах белковых, зародыш не находится в орга­ нической связи со своим источником пищи — с белком: он или плотно прикладывается к нему, или окружен им, но и в том, и в другом случае может быть отделен от него, не претерпевая никакого повреждения; потому-то белковые семена доставляют нам наиболее удобный предмет для изучения явлений питания зародыша. У злаков белок, первоначально сухой, мучнистый,
во время прорастания разжижается, делается похожим на кашицу или молоко. Между тем наружные клеточки той части зародыша, которой он прислонен к белку и которую мы назы­ вали щитком (фиг. 2 1 — Ъ , с , d , е , — щ ) , врастают в виде со­ сочков или ворсинок в размягчившийся белок и сосут его пита­ тельный раствор. Зародыш гречихи и многих других растений находится в еще более благоприятных условиях: он весь к у ­ пается в полужидкой массе белка и, следовательно, всей своей поверхностью сосет питательные вещества. Если в это время отделить зародыш от белка, то его развитие прекратится, и, на­ оборот, его развитие можно поддержать искусственно, если, отделив от белка, заключить его в комочек теста, приготовлен­ ного из муки или крахмала. Не только успешное развитие за­ родыша покажет нам, что он питается этим тестом, но мы можем непосредственно убедиться, что соприкасающиеся с ним зерна крахмала обнаружат явные следы разрушения, они будут из­ глоданы, высосаны им. Мы уже несколько раз употребляли выражение: зародыш высасывает питательные вещества из семенодолей или белка, но, очевидно, это выражение только иносказательное, и пере­ мещение питательных веществ в зародыш следует объяснить на основании общих явлений диффузии, с которыми мы озна­ комились в предшествующей лекции. В самом деле, мы видели, что все питательные вещества принимают во время прорастания растворимую форму, а эти растворы, согласно законам диффу­ зии, должны равномерно распределиться во всех частях семени, в том числе и в зародыше. Но этим равномерным распределе­ нием, этим равновесием и ограничится роль диффузии. Что же вновь нарушит это равновесие, так сказать, переместит центр тяжести из белка в зародыш? Чем объясним мы это перемещение вещества из белка в зародыш? Да опять тем же, чем мы объяс­ нили в прошлой беседе поступление железной соли из наруж­ ного сосуда в нашу искусственную клеточку, т. е. обратным переходом в нерастворимое состояние. В зародыше растворы, в него поступившие, будут затрачены на образовательную дея­ тельность его клеточек, на развитие новых органов. Раствори­ мый углевод, глюкоза, превратится в нерастворимый углевод — клетчатку, в стенку вновь появляющихся клеточек ростка;
растворимые и диффундирующие белки превратятся в нераство­ римую и недиффундирующую протоплазму этих клеточек. А это превращение, как мы знаем, вызовет поступление в заро­ дыш новых количеств глюкозы и т. д. Это растворение и осажде­ ние веществ в ростке, эта как бы перегонка вещества из одной части семени в другую будет продолжаться, пока они будут в прикосновении. Представим себе, что два лица сговорились бы от времени до времени делить поровну свое движимое имуще­ ство; представим себе, далее, что одно лицо имело бы неосторож­ ность постоянно превращать часть своего недвижимого в дви­ жимое, а другое, наоборот, превращало бы часть своего движи­ мого в недвижимое имущество. В результате оказалось бы, что все имущество первого перешло бы в карман второго. Послед­ ний высосал бы все имущество первого. Точно таким же обра­ зом и зародыш высасывает пищу из белка и семенодолей. Он высасывает пищу потому, что развивается, и развивается потому, что высасывает пищу,— причина и следствие здесь на­ ходятся в тесной взаимной связи, как во всяком жизненном отправлении. Итак, мы видим, что в основе явлений питания зародыша лежат те же общие явления диффузии и превращения, кото­ рыми мы объяснили в предшествующей лекции питание кле­ точки, да иначе и быть не может, так как жизнь зародыша сла­ гается из жизней составляющих его клеточек. # До сих пор мы успели убедиться, что во время прорастания в семени происходит только перемещение вещества из одного органа в другой. Несмотря на кажущееся увеличение размеров, несмотря на рост молодого растеньица, в нем за это время не наблюдается действительного прироста, т. е. увеличения массы вещества, как в этом можно убедиться взвешиванием семени и ростка. Но простого взвешивания для этого было бы недоста­ точно; если мы просто взвесим сначала семя, а потом его росток, то последний всегда будет тяжелее, и это нетрудно понять. Мы видели, что различные части растения содержат весьма раз­
личные количества воды, — в семенах ее мало, в целом расте­ нии довольно много Ч Во время прорастания сначала все семя, позднее корешок всасывают воду, и этим можно объяснить прибыль в весе. Если же мы предварительно высушим и семя, и молодое растение до ста градусов, т. е. определим их сухой вес, то убедимся, что во время прорастания растение, несмотря на увеличение размеров, значительно потеряло в весе. Рож ­ дается вопрос, куда же делось это вещество? Ни твердых, ни жидких отделений, как у животных, мы обыкновенно не за­ мечаем, и во всяком случае, если бы они были, мы можем их принять в расчет и тогда убедимся, что они далеко не рав­ няются всей потере веса. Остается допустить, что семя теряет газообразные продукты, что часть их улетучивается в воздух. Это предположение прямо приводит нас к рассмотрению вто­ рого из трех указанных условий прорастания, к рассмотрению значения воздуха. В оздух, как мы знаем, состоит из кислорода и азота; опыт прямо указывает, что семени нужен именно кисло­ род. Семя, глубоко зарытое в почву или находящееся под водой, которая не возобновляется, не прорастает; но оно одинаково не прорастает пли, проросши, останавливается в развитии, если будет окружено воздухом, лишенным кислорода. Несомненно, ему нужен кислород. Но в чем же заключается действие этого кислорода? Нетрудно доказать, что он поглощается семенем. Кислород поддерживает горение; в отсутствии его горящие тела гаснут. Следовательно, если прорастающие семена погло­ щают кислород, то, оставив их некоторое время в присутствии ограниченного объема воздуха, мы лишим этот воздух кисло­ рода и сделаем его непригодным для поддержания горения. На дно этой склянки с широким горлом, плотно закрытой стеклянной пробкой, часов десять тому назад насыпали про­ растающие семена; я открываю ее и ввожу в нее горящую л у­ чину: она мгновенно гаснет, — очевидно, воздух в этой склянке уже не содержит кислорода. Кислород этот поглощен семенами. Увидав, сколько сходного в явлениях питания семени и жи­ вотного, мы в праве возбудить вопрос, — не будет ли семя употреблять и кислород воздуха для той же цели, для которой 1 См. таблицу анализов на стр. 69.
он служит животному? Не будет ли он служить ему для дыхания? Ды­ хание, как вам, конеч­ но, известно, в основе—• то же горение. Мы вды­ хаем кислород; он раз­ носится кровью во все ~ТРі А К0Н1(Ы тела> окисляет, і|Ні|рг сжигает часть его углерода и водорода и вы­ деляет их в виде угле­ кислоты и воды. В этом Ф и г. 22 легко убедиться следую­ щим простым опытом, который показывает, что газ, вды­ хаемый и выдыхаемый нами, различен, и что последний со­ держит углекислоту. Для отличия углекислоты от других газов пользуются следующими двумя признаками. Если пропускать углекислоту через известковую воду, т. е. воду, в которой растворена едкая известь, кипелка, то эта совершенно прозрачная вода мутится, осаждает из себя мел, т. е. углекис­ лую известь, соединение извести с углекислотой. Я беру склянку (фиг. 22 — А ) , в которую через пробку пропущены две колен­ чатые трубки: одна погружена кондом в известковую воду, другая, более короткая, не достигает до уровня жидкости. Сначала беру в рот короткую (а) трубку и тяну в себя воздух; через другую, длинную трубку наружный воздух пузырьками проходит через жидкость, но она не мутится. Поворачиваю склянку, беру в рот кончик длинной трубки ( Ь ) и выдыхаю из себя воздух; он снова проходит пузырьками через жидкость, но на этот раз она тотчас же мутится. Чтобы доказать, что упав­ ший на дно белый осадок действительно мел и что он содержит углекислоту, прибавляю несколько капель уксусу, — оса­ док с шипением растворяется, и эти шипящие пузырьки газа не что иное, как углекислота, которую я только что выдохнул. Другая проба на углекислоту заключается в следующем. Все так называемые едкие щзлочи жадно поглощают углекис-
лоту. Беру с одного конца открытую стеклянную трубку, содержащую углекислоту, и, заткнув отверстие пальцем, погружаю ее в сосуд с раствором щелочи. К ак только я отниму палец, которым заткнуто отверстие, жидкость бы­ стро поднимается в трубке и, наконец, наполняет ее; за­ ключенная в ней углекислота исчезла, т. е. поглотилась жидкостью. Имея средства узнавать присутствие углекислоты, мы можем теперь вернуться к вопросу, дышат ли прорастающие семена. Первую половину вопроса мы уже разрешили; мы видели, что они не могут обойтись без кислорода и что они его поглощают; остается показать, что они выделяют углекислоту взамен погло­ щенного кислорода. Для наглядности дадим опыту такую форму. Струя обыкновенного воздуха вгоняется (все равно каким обра­ зом, это уже техническая подробность, не касающаяся сущности опыта) в средний сосуд (фиг. 22 — В) через отверстие (обозна­ ченное стрелкой) и, проходя пузырьками через раствор едкой щелочи, оставляет там те следы углекислоты, которые нахо­ дятся во всяком воздухе, тем более в зале, в которой дышат много людей. Из этого сосуда струя воздуха, уже лишенная углекислоты, расходится на две стороны и, проходя (как по­ казано на рисунке стрелками) через два сосуда (с и с'), в каж ­ дом из них выходит наруж у пузырьками через известковую воду, налитую в воронках (Ъ и Ъ') на верху обоих приборов. Оба прибора совершенно одинаковы, через них прогоняется струя того же воздуха, только в правом (с') насыпан слой жи­ вых, проросших конопляных семян или гороха, а в левом — тех же проросших семян, но предварительно убитых, отравлен­ ных сулемой. Проходящий через приборы воздух постоянно обмывает поверхность семян и проходит через жидкость в ворон­ ках (Ь и Ъ’). Вы уже видите, какая обнаруживается разница: между тем как в воронке левого сосуда жидкость сохраняет свою прозрачность, в правом — она уже замутилась, приняла молочный вид; через несколько минут в ней образуется обиль­ ный осадок мела. Ясно, что воздух, прошедший через слой живых проросших семян, содержит углекислоту. Итак, семена поглощают кислород и выделяют углекислоту. Остается пока­ зать, что эти два процесса находятся в связи, т. е. что углекис7 К . А . Т и м щ )я * с в %m . I V 97
лота выделяется взамен поглощенного кис­ лорода. Это можем увидеть из следующего опыта, который в то же время нам даст возможность судить об энергичности это­ го процесса дыхания. Стеклянный коло­ кол а (фиг. 23) разделен проволочной сеткой на две части; в верхней насыпаны проросшие семена конопли, в нижней, ' замкнутой каучуковой пробкой, помеща­ ется маленький стаканчик с раствором едкой щелочи. Верхнее отверстие колоко­ ла также заткнуто каучуковой пробкой с коленчатой, так называемой манометри­ ческой трубкой, заключающей столб под­ крашенной жидкости и снабженной при Ъ зажимным краном. Кран этот открыт для того, чтобы воздух внутри и снаружи прибора был в равновесии. Стоит только Фиг. 23 закрыть этот кран, и столб цветной жид­ кости начнет подыматься в левом колене манометра и падать в правом, так что очень скоро уровень ее будет в одном при с, в другом при с,. Смысл этого опыта легко понять: семена в верхней части сосуда выделяют угле­ кислоту, которая, как мы знаем, жадно поглощается едкой щелочью, находящейся в стаканчике под ними; вследствие этого во всем приборе происходит уменьшение объема воздуха, об­ наруживаемое поднятием столба жидкости в левом колене ма­ нометра. Этот опыт нам прямо показывает, что углекислота является взамен другого поглощаемого семенами газа, потому что если бы углекислота только присоединялась к воздуху, заключенному в приборе, то вышло бы одно из двух: или объем воздуха в приборе увеличивался бы, или он оставался бы не­ изменным (предполагая, что углекислота поглощалась бы едкой щелочью по мере выделения). Уменьшение в объеме за­ висит от того, что кислород поглощается семенами и на место его выделяется обыкновенно равный объем углекислоты, по­ глощаемой едкой щелочью; при этом условии оно одновременно служит мерой вдыхания кислорода и выдыхания углекислоты.
Поднятие столба жидкости идет так быстро, что мне придется несколько раз в течение лекции открывать этот кран (Ъ) и при­ водить подкрашенную жидкость к одному уровню. Это постоян­ ное движение манометрической жидкости обнаруживает нам беззвучное, невидимое, ускользающее от слуха и глаза, но тем не менее довольно энергичное дыхание семян. Новейшие исследования показывают, что в тесной связи с дыханием, повидимому, находится уже знакомое нам обра­ зование ферментов, именно диастаза. Когда разбухшие в воде семена заключали в сосуд, наполненный вместо воздуха водо­ родом, они не развирались далее, и в них нельзя было найти диастаза, между тем к ак такие же семена, оставленные в при­ косновении с воздухом, дали ростки, содержавшие диастаз. Таким образом, нам становится понятным одно из бли­ жайших последствий дыхания, пробуждающего растения к жизни. Ф акт дыхания дает нам объяснение для той постоянной потери в весе сухого вещества, который заставил нас обратить внимание на отношение семени к воздуху. Дыхание есть по­ стоянное медленное сжигание углерода и водорода органи­ ческого вещества; и действительно, сравнивая элементарный анализ семени и происшедшего из него ростка, мы можем убедиться, что убыль в весе приходится именно на долю этих элементов, между тем как количество азота остается неиз­ менным . * Убедившись, что в прорастающем семени совершается в существенных чертах такой же процесс дыхания, как и в жи­ вотном организме, мы в праве сделать еще шаг далее и спросить: не сопровождается ли этот процесс в растительном организме теми же последствиями, как в животном? Дыхание, будучи в сущности медленным горением, поддерживает температуру животного, согревает его; не будет ли оно согревать и мо­ лодое зачаточное растение, доставляя ему необходимую для
развития теплоту? Этот вопрос приводит нас к рассмотрению последнего из трех условий, от которых зависит прорастание,— к рассмотрению влияния теплоты. Не только точный опыт, но даже сравнительно грубое наблю­ дение убеждают, что во время прорастания, очевидно, вследствие дыхания, семена заметно нагреваются. Т ак, уже давно заме­ чено, что когда приготовляют солод, кучи проросших ячмен­ ных зерен до того нагреваются, что без помощи термометра, прямо погружая руку, можно обнаружить развивающуюся теплоту. Бывали случаи, что сопревшие семена подвергались самовозгоранию, но здесь к нормальным жизненным отправ­ лениям присоединяются еще процессы гниения и тления, т. е. жизнь невидимых микроскопических организмов. В более точ­ ных опытах, где по возможности старались устранять эти источники погрешности, можно было обнаружить повыше­ ние на 4, на 10 и более градусов над температурой окружаю­ щей среды. Это нагревание, очевидно, должно быть полезно для развивающегося ростка, так как многочисленные наблю­ дения земледельцев и более точные опыты ботаников пока­ зали, что быстрота прорастания, т. е. первое появление кореш­ ка, а затем дальнейший рост зародыша находятся в прямой зависимости от температуры, и притом для различных растений •существуют различные пределы, при которых прекращается возможность прорастания. Для очень многих растений можно указать низшую температуру, при которой оно начинает про­ растать, и высшую, при которой оно опять утрачивает эту способность; между этими пределами быстрота прорастания возрастает до известной температуры и затем начинает умень­ шаться. Таким образом мы отличаем три температуры: низ­ шую и высшую, составляющие пределы возможного прораста­ ния, и лучшую, когда процесс идет всего успешнее, т. е. быст­ рее. Так, например, наши хлебные злаки начинают обыкно­ венно прорастать при двух-трех градусах выше нуля, и чем выше, тем быстрее, но, начиная с 15 —16 ° R ., процесс этот вновь замедляется и около 30° почти прекращается. Долгое время полагали, что при 0°, т. е. при температуре замерза­ ния воды, никакая жизнь, следовательно, и прорастание не­ возможны, но не так давно сделано любопытное наблюдение,
что семена могут прорастать даже во льду. Сделан был следую­ щий опыт: в куске льда выдолблен желобок; в этот желобок положены семена и покрыты другим куском льда; все помещено в ящик, окруженный еще слоем льда в аршин толщиной, и в январе и в марте вынесено на погреб. Через два месяца, т. е. в марте и мае, семена самых разнообразных растений: пшеницы, ржи, гороха, капусты, горчицы, были найдены проросшими; их тонкие корешки пронизывали толщу льда. Этот странный, неожиданный, но вполне достоверный опыт, равно как и по­ добные же факты, касающиеся цветения некоторых альпий­ ских растений, распускающихся среди снега, по всей вероят­ ности должно объяснить теплотой, развиваемой дыханием растения и способной растаять лед в непосредственном сосед­ стве с растением. Вообще считали невозможной никакую жизнь при 0°, между прочим на том основании, что вода при отой температуре должна замерзать, но это неверно, так как известно, что вода может не замерзать и при температурах ниже 0°, так, например, в очень узких, волосных трубках она не замерзает и при — 10 °. Таким образом, мы видим, что прорастание и вообще жиз­ ненные процессы могут совершаться только в довольно тесных пределах, от 0 до 40°. Эти пределы, впрочем, не касаются по­ коящихся семян. Благодаря отсутствию в них воды, благо­ даря сухости, они в состоянии выносить без вреда гораздо более резкие крайности температуры. В этом состоянии их можно подвергать, с одной стороны, 10 0—12 0 градусам тепла, а с другой — низким температурам, получаемым при помощи жидкого воздуха, не лишая их способности прорастать. Зна­ чит, покоящееся семя отличается значительной выносли­ востью относительно температуры, и в этом заключается одно из его важных свойств. Таково значение этого третьего фактора, обусловливающего прорастание, т. е. тепла. Не следует думать, чтобы в этом ускоряющем влиянии тепла, в угнетающем влиянии холода, в этом существовании пределов обнаружилось какое-нибудь свойство, исключительно присущее живым организмам. Н а­ против того, мы знаем, что большая часть химических и физи­ ческих процессов, здесь совершающихся, находится в зависи-
мости от температуры. Так, с повышением температуры уско­ ряется диффузия и передвижение жидкостей в узких, волосных сосудах; с повышением температуры ускоряется также дей­ ствие диастаза на крахмал. Но можно возразить: если физи­ ческие и химические явления ускоряются с повышением тем­ пературы, то почему же дальнейшее повышение температуры начинает действовать замедляющим, угнетающим образом на жизненную деятельность семени? Почему существует известная, наиболее благоприятная температура? Не следует ли в этом видеть особенность живого организма? Пока нет надобности в этом предположении; мы знаем, что если теплота содействует некоторым химическим процессам, способствующим ускорению жизненных явлений, то она же вызывает и такие процессы, с которыми несовместна жизнь. Так, например, белковое вещество, входящее в состав протоплазмы, этой основы всякой живой клеточки, около 50° R уже свертывается, подобно яич­ ному белку, но, вероятно, уж ей ранее этой температуры начи­ нает изменяться. Понятно, что если повышение температуры вызывает одновременно и процессы, благоприятствующие, и процессы, препятствующие деятельности семени, то эта деятель­ ность должна совершаться наиболее энергично при известной средней температуре, когда благотворное и вредное действия температуры дают наиболее выгодное сочетание. Таким обра­ зом, и в действии температуры на прорастающее семя мы не встречаем ничего такого, что заставило бы нас отказаться от физико-химического объяснения совершающихся при этом явлений. Остается еще одна сторона в жизни семян — сторона, к со­ жалению, еще далеко не выясненная; это — весьма различная степень, в которой различные семена сохраняют свою жизнен­ ность, т. е. всхожесть. Есть семена, способные сохранять ее годами, десятками лет, целыми столетиями; есть другие, кото­ рые могут прорастать только через несколько дней по отде­ лении от материнского растения и затем так же быстро утра­ чивают эту способность; таковы, например, кофейные семена, семена ивы; и есть, наконец, третьи, которые могут прорастать не иначе, как по прошествии значительного промежутка вре­ мени; к этой последней категории относится большинство
косточковых плодов. По всей вероятности и здесь, при внима­ тельном исследовании явления, удастся найти его ближайшую причину. Свойство сохранять в течение долгих лет свою спо­ собность к прорастанию в сущности не должно бы представ­ лять ничего странного; если семя не заключает необходимой воды или уединено своими оболочками или какими другими средствами от атмосферических влияний, следовательно, ли­ шено одного из условий, вызывающих химические изменения, то трудно себе представить, какое влияние могло на него оказы­ вать время, конечно, если только устранена возможность меха­ нических повреждений. И, действительно, существуют не­ сомненные факты, доказывающие, что семена, взятые из гер­ бариев, где они пролежали более ста лет, успешно прорастали. Приводят даже в пример так называемую мумийскую пше­ ницу, пролежавшую тысячелетия в египетских гробницах, но этот последний пример не вполне достоверен. К тому же спо­ собность находиться в состоянии оцепенения в течение долгих лет и не утрачивать при этом возможности вновь ожить не составляет исключительной принадлежности семян. Известно, что многие из низших микроскопических паукообразных, червей и других животных, будучи высушены до состояния порошка, могут в таком виде сохраняться годами и по смачи­ вании водой вновь оживают. Труднее объяснить другую край­ ность, т. е. свойство быстро, через несколько дней утрачивать способность к прорастанию; эти факты как-то более склоняют в пользу допущения особой, утрачиваемой со временем жиз­ ненности семени. Но нельзя сказать, чтобы и они ускользали от всякой возможности объяснения, не представляли бы ана­ логии с явлениями, совершающимися вне организмов. Так, например, кофейные семена представляют нам запасный пита­ тельный материал, преимущественно в виде клетчатки, из которой состоит их твердый роговой белок. Весьма возможно, что растворимость этого белка очень изменяется со временем, так как клетчатка и вне организма может претерпевать по­ добные изменения. Клетчатка, свежеосажденная или сохраняе­ мая во влажном состоянии, легко растворяется в известном ре­ активе, но та же клетчатка, высушенная и образующая плотные роговые массы, становится почти нерастворимой. Возможно,
что нечто подобное происходит и с кофейными семенами, т. е. что только свежее семя содержит клетчатку, способную переходить в растворимое состояние. Что же касается до пос­ ледней категории семян, т. е. тех, которые требуют иногда нескольких лет для прорастания, каковы, например, семена косточковых плодов, то уже в одних механических препят­ ствиях, которые они должны преодолеть, можно видеть при­ чину этой медленности. И, действительно, нередко, делая надрезы в твердой оболочке этих семян или плодов, можно ускорить их прорастание. * Подведем итог тому, что мы узнали об явлении прорастания; постараемся представить общую характеристику этого совер­ шенно своеобразного периода в жизни растения. Период прорастания отличается тем, что в течение его ра­ стение не нуждается в посторонних источниках пищи: оно существует на счет запаса пищи, отложенного в белке или семе­ нодолях. Для пробуждения семени к деятельности необходи­ мы: вода, кислород, воздух и тепло. Вода действует двояко — механически и химически: механически она вызывает разбу­ хание семени, разрывает его оболочки и доставляет необхо­ димую силу для преодоления сопротивления окружающих частиц земли, химически — она растворяет сначала разно­ образные ферменты, а потом при их содействии и нераствори­ мые запасные вещества. Эти растворы притекают в зародыш и там затрачиваются на его рост, вновь принимают нераствори­ мую или трудно подвижную форму. Одновременно с этими про­ цессами проявляется в семени и дыхание, повидимому, за весь­ ма редкими исключениями, о которых будет сказано ниже, присущее всякому организму, всему живущему на земле. Дыхание дает нам одновременно объяснение и потери в весе, и повышения температуры, которые мы наблюдаем в прора­ стающих семенах. Таким образом, несмотря на увеличение раз­ меров, растение.в этот период не только не увеличивает своей
массы, не только не накопляет вещества, но, напротив, расхо­ дует его. Во время прорастания происходит только превра­ щение, а не усвоение вещества. Мы убедились, следовательно, что явления усвоения питательных веществ и явления роста не всегда совершаются одновременно, и всего лучше можно характеризовать период прорастания, сказав, что в течение его происходит рост, без усвоения. В известной степени этот период жизни растения можно сравнить с периодом воспитания и развития у человека. До конца этого периода и растение, и человек не способны к само­ стоятельной производительной деятельности, они существуют на счет запасов, заботливо накопленных предшествовавшим поко­ лением, и нельзя сказать, чтобы от этого сравнения выигрывал человек; напротив того, растение представляет пример, до­ стойный подражания. С одной стороны, растения-родители не пекутся о том, чтобы, накопив богатое наследство, обеспечить своим детищам беззаботное и праздное существование, а наде­ ляют их лишь строго необходимым для того, чтобы они могли развиться и окрепнуть; а с другой — растения-дети не прома­ тывают этого скромного наследия, они употребляют его на свое развитие, на подготовление сил к предстоящей жизненной борьбе. В конце этого периода мы застаем растение с вполне сложившимися и готовыми к своей деятельности органами. Весьма любопытно, что существуют растения, у которых весь период прорастания проходит на материнском растении. Тако­ во известное мангровое дерево (Rhizophora Mangle), обитающее по прибрежьям тропических морей, обыкновенно в полосе, заливаемой приливом. Семена этого живородящего растения прорастают в плоде и, еще будучи на материнском растении, образуют длинный, тяжелый и приостренный корень. До­ стигнув известной стадии развития, они отрываются и, вон­ заясь этим корнем в вязкий ил, прямо, без всякого перерыва, продолжают свое существование Ч С окончанием периода прорастания обнаруживается в ра­ стении и физиологическое разделение труда. С общей физиоло­ гической точки зрения, растение представляет нам две более 1 См. табл. 1, фиг. 1, между стр. 2 5 8 —2 5 9 .
Фиг. 24 или м ен ее разви ты е ветствую щ и м п оверхн ости , при способленны е средам — п оверхн ость корневую и к соот­ листовую ; эти две п о в е р х н о с т и с о е д и н я ю т с я п р о м е ж у т о ч н ы м о р г а н о м — стеблем . схем а, Такова общ ая проявляю щ аяся ступенях расти тельной ф и зи ол оги ч еская очень рано, орган и зац и и . даж е схем а на растени я — сам ы х С ущ ествую т, н изш их наприм ер,
водоросли, состоящие из одной клеточки и тем не менее пред­ ставляющие части, аналогические листу, корню и стеблю. Вот водоросль, попадающаяся нередко на влажных заливаемых лугах и состоящая из округленной зеленой головки и бесцвет­ ного разветвленного основания — подобия корешка (фиг. 24, слева наверху), которым прикрепляется к почве. Это только простой пузырек, но уж е в нем мы замечаем две части, физио­ логически различные. Но вот другой еще более разительный пример водоросли, обитающей в морях теплых стран (фиг. 24). Экземпляр этой водоросли (каулерпы), который я собрал, в Пуццуоли, в Неаполитанском заливе, расправленный на бумаге, покрывает поверхность величиной с кисть руки, но попадаются экземпляры и более крупные. Эта клеточка-ги­ гант — самая крупная клеточка во всем органическом мире — представляет нам части или лопасти, поразительно сходные с зелеными листьями, стеблями и бесцветными белыми кореш­ ками. Стебли стелются по дну моря, листообразные лопасти подымаются вертикально вверх, а корешки зарываются в ил, и тем не менее это все одна и та же клеточка, имеющая одну сообщающуюся полость Ч Понятно, что такие несходные органы, как корень, лист и стебель, должны соответствовать совершенно различным отправлениям, и потому при дальнейшем изучении жизни растений мы должны изучать жизнь этих органов в от­ дельности. Остается выяснить еще одно обстоятельство, разрешить еще один вопрос: когда оканчивается период прорастания, когда начинается самостоятельная жизнь растения? Период прора­ стания оканчивается собственно тогда, когда будет истощен запас питательных веществ; самостоятельная жизнь начинается тогда, когда обнаружится деятельность листьев, а для этого они должны подвергнуться действию света, без чего они не позеленеют, а останутся желтыми, болезненными. Вот, следо­ вательно, еще одна, последняя, особенность периода прора­ стания: в течение его растение совершенно не зависит от света, 1 На фиг. 2 4 изображены два вида каулерпы — верхняя обыкновен­ ная Caulerpa prolilera, встречающаяся в Средиземном море.
не нуждается в нем, потому-то период этот и может протекать в совершенной темноте, под землей. Но с первым лучом света, упавшим на позеленевший лист, начинается самостоятельная жизнь, растение начинает вырабатывать новые органы уже не на счет других частей, а на счет окружающих неоргани­ ческих соединений. Убыль в весе замедляется и, наконец, пере­ ходит в прибыль. Начинается усвоение вещества.
TV КОРЕНЬ Значение корня.— Состав почвы. — Способ определения необходимых пита­ тельных веществ. — Искусственные культуры.— Культуры без органи­ ческого вещества, без перегноя.— Водные культуры.— Значение азота, калия, железа, кремния.— Необходимые питательные вещества, при­ нимаемые корнем. — Непосредственно-питательные и запасные вещества в почве. — Поглотительная способность почвы. — Значение почвенной селитры. — Усвоение азота бобовыми растениями. — В какой форме на­ ходятся питательные вещества в почве. Строение корня. — Его замечательное развитие в длину и значение этого свойства. — Отношение корня к жидким и твердым веществам. — Общий механизм принятия питательных веществ корнем. конце прошлой беседы мы пришли к заключению, что в период прорастания молодое растение не пред­ ставляет самой характеристической стороны расти­ тельной жизни — увеличения своей массы. Напротив того, несмотря на видимое увеличение объема, оно постоянно теряет в весе, сжигая часть своего вещества в процессе дыхания. Только с той поры, когда обособятся и вступят в свое отправ­ ление его органы, когда его корень углубится в землю, а сте­ бель с листьями потянется в воздух, к свету, — только с той поры проявляется полная самостоятельная жизнь растения, выражающаяся в питании на счет окружающих веществ, в на­ стоящем усваивании вещества из внешней среды. Какие это должны быть вещества, мы уже знаем, это — те двенадцать элементов, которые перечислены нами выше. Остает­ ся решить вопрос: откуда берет растение эти разнообразные вещества, из какой среды, из земли, воды или воздуха, и каким путем проникают они в растение? Разрешая этот вопрос, мы В
тем самым решаем, который из двух органов — корень или лист — должны мы считать органом питания растения, или же они оба, каждый с своей стороны, служ ат для этой цели. Начнем с корня, так как относительно этого органа задача представляется более простой. Во-первых, едва ли кто когда сомневался в том, что корень служит для питания растения, а, во-вторых, не трудно доказать, что часть по крайней мере веществ не может попасть в растение иначе, как через корень. Так, например, тела, входящие в состав золы, при обыкновен­ ных условиях, не могут существовать в газообразной форме, потому-то и при сжигании они остаются в золе, а не в сгораю­ щей и улетающей части растительного вещества. Следовательно, все, что мы находим в золе, мы должны искать в почве и отсюда заключаем, что эти вещества поступают через корень. Осталь­ ные же вещества могут находиться и в почве, и в воздухе, сле­ довательно, относительно их мы остаемся в сомнении. Пока не получим прямого ответа из опыта, мы не можем сказать наперед, берутся ли они из почвы или из воздуха, поступают ли они в растение через корень или через лист. Займемся прежде всего корнем; посмотрим, что извлекает он из почвы, как извлекает он это что, и почему он извлекает именно то, что необходимо для растения. Но, прежде чем приступить к изучению корня и его отправ­ ления, необходимо познакомиться с той средой, в которой проявляется его деятельность, — необходимо бросить бег­ лый взгляд на почву и ее состав. Всякая покрытая растительностью почва представляет две резко различающиеся составные части: горючую и несгораю­ щую, или органическую и неорганическую. Этой органической части, которая есть не что иное, как остаток истлевших расте­ ний, почва обязана своим черным цветом. Это черное сгораю­ щее при прокаливании почвы вещество называют перегноем. Даже в самых черных почвах, в настоящих черноземах, его сравнительно мало, в редких случаях более 1 0 % Ч Почва, 1 Состав почвы был демонстрирован на лекциях при помощи так на­ зываемых наглядных анализов, показывающих объемное отношение раз­ личных составных частей почвы. Подобные анализы можно видеть в сель­ скохозяйственном отделе Политехнического музея.
прокаленная и, следовательно, лишенная перегнойных орга­ нических веществ, представляет уже не черный, а желтова­ тый или красноватый цвет. Остающиеся после прокаливания минеральные, и по количеству главные, вещества почвы мы можем разделить на три групіш на основании их различной растворимости. Часть их, самая незначительная, растворима в воде; вторая, уже более значительная часть, не растворяется в воде, но может растворяться в кислотах, и, наконец, третья, наибольшая, не растворима ни в воде, ни в кислотах. Эти три степени растворимости представляют нам в известной мере три степени доступности этих веществ для растения. Вещества первой категории, растворяющиеся в почвенной воде, очевидно, легко доступны для растения; вещества второй категории уже труднее доступны; наконец, вещества последней категории или вовсе недоступны растению, или только с течением долгих лет могут измениться и отчасти превратиться в вещества первых двух категорий. Таким образом, в известный данный момент минеральная составная часть почвы представляет нам основу, в настоящем бесплодную и только заключающую запасы пищи на отдаленные будущие времена, затем запас веществ, сравнительно легко доступных растению, и, наконец, очень небольшое количество веществ, представляющих уже готовый материал для питания растения. В справедливости этих слов не трудно убедиться. Стоит взять самую плодородную землю, прокалить ее, обрабо­ тать кислотой, и тогда получим почти белый остаток, который будет совершенно бесплоден. Значит, рассматривая почву в настоящем, мы в праве наибольшую часть ее считать как бы мертвым остовом, твердым материком, служащим для прикрепления растения, но не участ­ вующим непосредственно в явлениях питания. Пищу растения мы должны искать в остальных ее составных частях — в пере­ гное и в том, что растворяется в воде и в кислотах. Посмотрим же, как распределены в них те двенадцать элементов, которые мы нашли в растении. Органическое вещество перегноя содер­ жит четыре элемента: углерод, водород, азот и кислород. В е­ щества, растворимые в воде и кислотах, состоят из солей, содержащих все элементы, найденные нами в золе растения,
и сверх того еще два соединения, содержащие азот, именно селитру, т. е. соль азотной кислоты, и аммиак, представляю­ щий соединение азота с водородом. Итак, четыре элемента орга­ нического вещества — элементы золы и два соединения азота, азотная кислота и аммиак — вот те вещества, на которые ана­ лиз почвы указывает как на возможные источники пищи для корней растения. Посмотрим, какие же из этих возможных источников окажутся действительными, необходимыми источ­ никами. Для того, чтобы узнать это, мы должны задать этот вопрос самому растению, должны поставить его в такие усло­ вия, чтобы оно само вынуждено было дать нам ответ. В самом деле, как узнать, какие вещества необходимы для питания растения? С первого взгляда может показаться, что для этого достаточно сделать анализ растения, узнать, из каких тел оно состоит, — те и признать за необходимые. Но тотчас же рождается сомнение в справедливости такого заключе­ ния. Очевидно, многие вещества, находящиеся в растении, могут составлять ненужную роскошь, могут представлять бес­ полезную, даже вредную случайность, очутившись в нем только потому, что были в окружающей его среде. Необходимым мы можем признать только такое вещество, без которого невоз­ можно существование и развитие растения. А это мы можем узнать лишь путем точного опыта, вроде того, посредством которого мы только что убедились в бесплодности минераль­ ного остова почвы. Вот основные условия такого опыта: мы доставляем одному растению все вещества, которые анализ показывает в самом растении или в почве, на которой оно успеш­ но растет, а рядом с ним другому, совершенно такому же расте­ нию доставляем все вещества минус одно и наблюдаем, какие окажутся последствия. Если в развитии обоих растений не обнаружится заметной разницы, мы в праве заключить, что исключенное нами вещество не имеет значения в питании расте­ ния; если же окажется разница, если во втором случае, при соблюдении совершенно одинаковых условий, получится более хилое растение, то мы в праве приписать различие в резуль­ тате различию в условиях опыта, т. е. отсутствию исключен­ ного нами вещества. Эта глава физиологии растений представ­ ляет нам целый ряд изящных и простых примеров строгого,
последовательного применения одного из основных законов индуктивного мышления: «Если одни случай, в котором исследуемое явление имеет место, и другой случай, в котором оно не имеет места, сходны во всех условиях, кроме одного, и это одно условие встречается только в первом случае, то это условие, которым оба случая между собой отличаются, и есть причина или необходимая часть причины изучаемого явления» Ч Таким-то образом, исключая по одному каждое из веществ, встречающихся в растении и в почве, мы узнаем, какие из них составляют безусловно необходимую пищу растения. Позна­ комимся с главнейшими результатами этих опытов. Прежде всего наши подозрения падают на органические, перегнойные вещества. Ежедневный опыт учит, что черные почвы плодороднее светлых. Повидимому, ясно, что черное вещество должно составлять главную пищу растения. И, одна­ ко, точный опыт дает совершенно другой ответ; мы можем прокалить этот чернозем, сжечь в нем все органическое веще­ ство и, несмотря на то, приготовить из него почву, на которой растение будет развиваться нормально. В такой белой земле мы можем получить растение, не отличающееся от другого, выросшего на лучшем черноземе. Следовательно, не в перегное заключается ппща растения, — оно может обойтись и без него. Но мы уже видели, что наибольшая часть минерального веще­ ства — то, что мы назвали нерастворимым остовом почвы, — бесполезна как пища, следовательно, круг названных веществ, в которых мы можем видеть пищу для растения, становится еще теснее: он ограничивается веществами, растворимыми в во­ де и кислотах. Но напрасно пытались бы мы воспитать расте­ ние в искусственной почве, составленной исключительно из питательных веществ, например, из золы растения. Такая почва была бы совершенно непригодна: питательные вещества находились бы в слишком концентрированной форме, и расте­ ние наверно погибло бы. Для того, чтобы служить для питания, они должны быть разбавлены, рассеяны в другом, недействую­ щем веществе, каким и является нерастворимый минеральный 1 См. Милль. «Система индуктивной логики» и пр.
остов почвы. Но если таково значение этого последнего, то его, конечно, можно заменить другими веществами менее слож­ ного состава. И, действительно, опыт показывает, что можно приготовить искусственную почву из песка, из толченой пем­ зы, из стеклянных бус или мелких гранат и пр. и, введя в нее необходимые питательные вещества, получать совершенно пло­ дородную почву. Остается сделать еще один шаг, и метод искусственных культур достигнет простейшей мыслимой формы. Если значительная часть естественной почвы или все только что перечисленные искусственные почвы служат только для равномерного распределения, так сказать, для разжижения питательных веществ, то нельзя ли их заменить дестиллированной водой, в которой будут растворены необходимые для питания растения вещества? Опыт, правда, долгих лет и со­ пряженный со множеством неудач увенчался, наконец, полным успехом. В настоящее время, соблюдая известные предосторож­ ности, мы можем заменить почву этой совершенно прозрачной средой и, выращивая в водяном растворе самые разнообраз­ ные растения, доводить их до таких же нормальных размеров, каких они достигают в самой плодородной почве. Для этого мы берем стеклянную банку, вмещающую три или четыре фунта дестиллированной воды, и растворяем в ней с ползолотника смеси из нескольких солей; нужно только, чтобы количество солей в растворе не превышало двух тысяч­ ных, иначе раствор будет слишком концентрирован. В крышке этой банки мы закрепим проросшее семя любого растения так, чтобы только корешки были погружены в воду. Затем остается только наблюдать развитие как воздушной части растения, так и корня, который теперь весь у нас на виду (фиг. 2 5 ). Приведенные ниже (фиг. 2 8 , 2 9 , 3 2 ) фотографические изо­ бражения представляют результаты опытов, произведенных мной в 1 8 9 6 г. на Нижегородской выставке *. Я придаю им особое значение, так как едва ли когда-либо подобные опыты во всех своих стадиях и подробностях производились, как * Подробности об опытной станции, организованной К. А. на Ниже­ городской выставке, и демонстрированных там опытах см. т. III настоя­ щего издания, статьи: «Опытная станция Министерства земледелия» и «Физиология растений, как основа рационального земледелия». Ред.
здесь, на глазах десят­ ков тысяч свидетелей. С удовольствием вспо­ минаю я одного скеп­ тика, местного нижего­ родского жителя, пока­ явшегося мне, что он чуть не день за днем следил за нашими вод­ ными культурами, сна­ чала с злостным наме­ рением уличить нас в шарлатанстве, а затем сам увлекся и уверовал. Итак, вот насколько упростилась наша за­ дача: во всей массе чер­ ной перегнойной почвы, приходящейся на долю растения, существенно необходимой для пита­ ния в данную минуту фиг. 25 оказывается только ни­ чтожная щепотка смеси нескольких солей. Посмотрим теперь, какие же из химических элементов входят в состав этих солей. Для этого необходимо было сделать ряд опытов или в описанной выше белой бесплодной почве, в которую внесены необходимые соли, или в только что описанном растворе. Вот опыты, показывающие необходимость для растения азота (фиг. 2 7 ). Взято два горшка с прокаленной и промытой кислотой, следовательно, белой и бесплодной почвой, — и в один из них прибавлена зола растения, заключающая, сле­ довательно, все находящиеся в растении минеральные веще­ ства, в другой—та же зола и еще азот в виде азотнокислой соли, именно селитры. В оба горшка посажено по два совершенно сходных по весу семени подсолнечника. Они взошли, но вот какое в конце опыта оказалось различие: в первом горшке полу­ чились два хилые жалкие растеньица, едва подымающиеся
Фиг. 27 над поверхностью почвы; во вто­ ром — два здоровые экземпляра с цветами и семенами, размерами своих стеблей и листьев не отличающиеся от подсолнечников, одновременно выросших в лучшей садовой почве 1 . ф и г 26 И, однако, все различие двух опы­ тов заключается только в том, что во второй горшок прибав­ лено немного селитры, т. е. азота. Сходные результаты мы получили бы, если бы вместо селитры взяли азот в виде аммиач­ ной соли. Делаем вывод: растению необходим азот. 1 Фигура 27 изображает слева растения, выросшие в присутствии селитры (для сравнения рядом приведен лист садового экземпляра), справа — растения, не получившие селитры. Это классический опыт Буссенго.
Другой опыт. Берем несколько банок с пи­ тательным раствором, в одних из них на­ ходятся все необходи­ мые соли, в других — те же соли минус соль калия. Сажаем в каж ­ дую банку совершен­ но одинаковые зерна гречихи. По прошест­ вии известного времени в первых получается здоровое растение, оно цветет, приносит зрелые семена, во вторых—оно не развилось, захирело и погибло. Повторяем опыт десятки раз и всегда с одинаковым результатом. Вывод: ра­ стению необходим калий; оно не может жить без калия. Вот подобные же опыты и также над гречихой (фиг. 2 8 ). Первый, третий и пятый ряды получили полный питательный раствор, второй не получил азота, четвертый не получил к а­ лия и фосфорной кислоты. Результаты говорят сами за себя. Еще один опыт, самый наглядный и разительный по своим результатам. В числе солей, оказавшихся необходимыми для питания растения, находится и соль железа; она входит в со­ став золы растения, можно сказать, в ничтожном количестве; при воспитании растений в воде эта соль одна не может быть употреблена в виде раствора, потому что образует с другим те­ лом, также необходимым для питания растений, с фосфорной кислотой, нерастворимый в воде осадок. Этот нерастворимый белый осадок 1 мы взмучиваем в жидкости так, чтобы он попа­ дал на поверхность корней. Берем несколько банок: одни — 1 На фотографии 25 на дне банок можно видеть этот осадок.
о совершенно прозрач­ ным раствором, следо­ вательно, не содержа­ щим железа; другие — с легкой мутью вслед­ ствие присутствия же­ лезной соли. Воспиты­ ваем в каждой из них по одному растению, положим, маиса, и по прошествии двух-трех недель уже замечаем резкую разницу. М ежду тем как в полной пита­ тельной жидкости по­ лучится растение нор­ мальное, которое будет цвести и принесет по­ чаток со зрелыми зер­ нами, в первой жидко­ сти оно произведет неФиг. 29 сколько узких, хилых листьев и затем погиб­ нет (фиг. 2 9 ). Притом эти листья представят замечатель­ ную особенность: первые два-три будут обыкновенно зеле­ ного цвета, следующие же за ними окажутся совершенно бесцветными, белыми. Ясно, что отсутствие железа остановило развитие растения и вызвало особенное болезненное прояв­ ление, так называемую бледную немочь. В справедливости этого заключения можно убедиться следующим простым опы­ том: стоит только к раствору, не заключавшему железа, при­ бавить этой соли, и болезненные проявления прекратятся, растение позеленеет и начнет вновь развиваться; мало того, стоит совершенно белый, больной лист смочить в одном месте железной солью, и через несколько времени на этом месте появится зеленое пятно Ч Мы не раз обращали внимание на 1 На фигуре 29 посредине могучий экземпляр маиса, выросший до крыши теплицы и еще цветущий; по краям два экземпляра низкорослой
сходство жизненных отправлений растительного и человече­ ского организма; действие солей железа представляет еще ра­ зительный тому пример. В последнее время в жизни, к сожале­ нию, нередко стал встречаться такой случай: знакомая вам особа, мужчина и л и дама, чувствует себя не совсем здоровой; болезнь, между прочим, проявляется неестественной блед­ ностью; приглашают доктора; он с первого почти взгляда до­ вольно бесцеремонно просит открыть рот и, освидетельствовав десны, прописывает рецепт, пилюли или микстуру. Пациент принимает лекарство и через несколько времени вновь приобре­ тает здоровый вид. Лекарство это содержит железо. То же железо, которое возвращает здоровый румянец поблекшей щеке, возвращает естественный зеленый цвет и побледнев­ шему листу. Такие же результаты, какие мы только что описали для азота, калия и железа, таким же путем получаем относительно фосфора, серы, хлора, извести и магнезии, — все эти вещества оказались необходимыми для питания растения, и без них оно рано или поздно погибает. Но в числе составных начал золы растений находится еще кремний. Кремний с кислородом образует кремневую кислоту или кремнезем, который в чистом виде мы имеем в горном хр у­ стале, в несколько менее чистом виде — в кремне, в белом песке и пр. Тот же кремнезем образует главную часть стекла. Кремнезем этот встречается и во многих растениях, именно в стенках клеточек, делая их совершенно стекловатыми, так что, если сжечь такую клеточку, то от нее остается стеклян­ ный остов, под микроскопом представляющий в малейших подробностях форму живой клеточки. В существовании таких стеклянных клеточек каждый из нас имел случай неоднократно убеждаться на основании очень неприятного опыта. Жгучие волоски крапивы — не что иное, как длинные, заостренные клеточки, стенки которых особенно на концах до того про­ никнуты кремнеземом, что они хрупки, как стекло, оттого-то они так легко прокалывают кожу и, обломившись в ранке, впускают в нее свой ядовитый сок. Всего более кремнезема разновидности, давших ужа початки; в промежутках два хилых экзем­ пляра, не получивших железной соли.
встречается в клеточках соломины злаков и в стеблях хвоща; эти последние до того жестки, что столяры употребляют их для полировки дерева. Кремнезем, следовательно, очень распро­ странен в растениях, и на основании этого можно было бы предполагать, что он необходим для растения. Сложилось даже мнение, что он не только придает жесткость кожице злаков, но сообщает твердость и стойкость всей соломине; полагали, что, увеличивая в наших культурных злаках содер­ жание кремнезема, можно будет уберечь их от очень вредного в хозяйстве явления полегания. Но прямой опыт разрушил все эти предположения, казавшиеся столь вероятными. Во-первых, культуры как в искусственных почвах, так и в растворах, лишенных кремнезема, показали, что и при полном отсутствии его получаются совершенно нормальные экземпляры злаков, следовательно, растение может обойтись и без кремнезема. Далее, были сделаны опыты на большую ногу, в поле: удобряли кремнекислыми солями, но результат был отрицательный. Растения, удобренные кремнеземом, полегли хуже неудобрен­ ных. Можно было сначала предположить, что удобрение не попало в растение, но анализ показал, что растения были, действительно, богаче кремнеземом. Этот непонятный резуль­ тат стал до некоторой степени понятен, когда вслед за общим анализом целого растения был сделан анализ его отдельных частей; тогда оказалось, что сравнительно богаче кремнеземом стали не стебли, не соломины, а листья, и, таким образом, избыток кремнезема скорее мог действовать во вред, скорее еще более клонил соломины, чем увеличивал их стойкость. В итоге оказывается, что растение может обойтись без крем­ незема и что присутствие его не находится в связи со стой­ костью соломины, как прежде полагали. В одной из последую­ щих бесед мы увидим, что полегание хлебов объясняется иными причинами и может быть отвращено иными мерами. Итак, исключив кремнезем из приведенного во второй главе списка элементов золы и заместив его необходимым азотом, получим восемь тел, исчерпывающих список веществ, которые безусловно необходимо доставить корню для питания расте­ ния. Четыре из них — азот, фосфор, сера и хлор — образуют кислоты; эти кислоты, соединяясь попарно с четырьмя метал­
лами — калием, кальцием, магнием и железом, образуют че­ тыре соли. Этими четырьмя солями ограничивается вся пот­ ребность корня; из них-то и приготовляются те питательные ра­ створы, в которых произведены описанные выше опыты. Самая бесплодная почва, политая этим раствором, делается плодород­ ной в смысле полной пригодности ее для питания растения. Таковы блистательные по своей простоте результаты, к кото­ рым привело изучение физиологии корня. Не забудем, однако, что эта простота представляет плод десятков лет упорного труда десятков ученых исследователей. Здесь сам собой рождается вопрос: в праве ли мы заключить, что все остальные вещества, составляющие главную массу почвы, совершенно бесполезны, не нужны для растения? Очевидно, нет. Одни вещества, не составляя собственно пшци в известный данный момент, могут сделаться ею впоследствии; другие, не участвуя прямо в питании, могут оказывать косвенное полезное действие. Так, например, в почве, кроме селитры и аммиака, находится еще гораздо более азота в виде органических веществ. Однако, этот азот не может служить непосредственно для пита­ ния; почва, содержащая только такой азот, почти бесплодна, но этот азот может исподволь превращаться в аммиак, в азот­ ную кислоту и тогда послужит в пищу. Вот, следовательно, пример вещества, бесполезного в известный момент, но служа­ щего запасом на будущее. Косвенно вещества, находящиеся в почве, могут быть полезны для растения во многих отноше­ ниях. Они могут быть полезны растению своей способностью удерживать влагу, поглощать тепло, наконец, они могут спо­ собствовать удержанию и равномерному распределению пита­ тельных веществ. В последнем отношении почва отличается за­ мечательной, так называемой поглотительной, способностью. Если мы наполним воронку почвой и будем ее поливать знако­ мым нам питательным раствором и затем соберем ту воду, ко­ торая процедится через почву, то убедимся, что в ней окажется очень мало питательных веществ. Особенно сильно поглощаются аммиак, фосфорная кислота и кали, — все, как мы видели, ве­ щества, необходимые для растения. Эта замечательная способ­ ность почвы имеет важное значение в экономии природы. Б л а­ годаря ей вещества, необходимые для растения и находящиеся
в очень ограниченных количествах, не вымываются дождями, а удерживаются почвой и очень скупо, исподволь, уступаются воде, обращающейся между ее твердыми частицами. Исключе­ ние из этого правила составляет азотная кислота, весьма легко вымываемая из почвы, а между тем, как мы видели, она до­ ставляет растению самое важное питательное начало — азот. Исследования агрономов-химиков все более и более застав­ ляют сельского хозяина обращать внимание на возможно пол­ ную утилизацию этого вещества культурными растениями. В этом отношении растения к азотной кислоте почвы даже искали причину той роли, которую играют бобовые растения в плодосменном хозяйстве. Эта роль до последнего времени пред­ ставляла много загадочного. Бобовые растения содержат более азота, чем злаки, а между тем азотные удобрения на них оказывают менее в л и я р і и я , чем на злаки; мало того, чередуя культуру бобовых растений со злаками на неудобряемой почве, получают такие же урожаи злаков, к ак и в том случае, когда эти последние чередуются с паром. Отсюда возникло воззре­ ние, что бобовые растения не истощают, а даже обогащают почву, — воззрение, которое в буквальном смысле было бы справедливо только тогда, когда было бы доказано, что бобо­ вые растения черпают свой азот не из почвы, а из воздуха, но этому предположению долгое время противоречили самые точные опыты. Оставалось предположить, что роль бобовых растений по отношению к азоту заключается в том, что, разви­ вая более углубляющуюся в почву систему корней и занимая почву в течение более долгого периода времени, они в более совершенной степени исчерпывают запас азотной кислоты, в других случаях вымываемой дождями и пропадающей не­ производительно для сельского хозяина. Таким более совер­ шенным использованием азотной кислоты почвы можно было бы отчасти объяснить себе, почему бобовые растения дают в своем урожае более азота, чем другие растения, да еще оставляют избыток этого азота в неподвижной, невымываемой дождями форме — в форме своих корневых остатков — на пользу чере­ дующимся с ними растениям. # Но это объяснение все же не могло вполне удовлетворить, и вопрос оставался открытым, пока в исходе восьмидесятых
Jn'iWI ь- г7- ’ t f.y v • .*?;• •..'-•^•.•^»•О-. A P L Э Д Д Р і.Д »Д д І^ У.Д ІЬ " J s - ' : : :.’ -. - "А Д иИ .' ^ 'у ' V ..: •>и.»..................... • ■•■•■'*
годов не получил неожиданного разрешения. Это открытие пред­ ставляет одно из блестящих но­ вейших приобретений учения о питании растений, почему мы и остановимся на нем несколько подробнее. К ак уже сказано вы­ ше, удобрение селитрой, оказы­ вающее такое существенное влия­ ние на злаки, иногда не оказы­ вает никакого влияния на бобо­ вые растения. Один подобный опыт изображен на фигуре 3 0 . Два горшка (обозначенные бук­ вами K P ) с посевом овса получи­ ли все необходимые минеральные удобрения, но не получили селит­ ры; другие два (обозначенные бук­ вами K P S ) получили сверх ми­ нерального удобрения и селит­ ру, — результат говорит сам за себя. Такой же опыт сделан над горохом (в верхней части ри­ сунка, обозначение то же), и результат получился отрицатель­ ный, т. е. присутствие селитры ничем не обнаруживалось. Значит, горох может добывать себе азот, даже когда, его нет в составе почвы. Очевидно, горох может получать азот из воз­ духа. Но при каких условиях? Задавшись этим вопросом, ис­ следователи вспомнили, что на корнях бобовых растений давно, еще древними, подмечены какие-то желвачки (фиг. 3 1 ). Эти желвачки появляются вследствие заражения корней бакте­ риями, повидимому, очень распространенными в почве. Д ока­ зывается это очень просто. Берут бобовое растение и воспи­ тывают его в растворе так, чтобы одна прядь корня была в од­ ном сосуде, другая — в другом. В одном сосуде раствор про­ кипячен, в другом прибавлено немного почвенного настоя, содержащего бактерии. Оказывается, что на той пряди корня, которая погружена в прокипяченный, стерилизованный ра­ створ, желвачков с бактериями не появляется. Что именно от
Фиг. 32 присутствия в почве этих бактерий зависит усвоение азота воз­ духа, доказывается таким опытом (фпг. 3 2 ). Ряд стеклянных сосудов с горохом получил почву, лишенную азота, но заражен­ ную почвенным настоем, содержавшим бактерии, а другой ряд получил почву, стерилизованную нагреванием или политую почвенным настоем, предварительно прокипяченным и, сле­ довательно, также стерилизованным. Результат поразителен: только растения (фпг. 3 2 , нечетные сосуды), которые выросли на почве, содержавшей бактерии, вызывающие образование желвачков, развились нормально, остальные (фиг. 3 2 , чет­ ные сосуды) зачахли. Таким образом, мы убеждаемся, что осо­ бенность гороха и всех бобовых, отличающая их от злаков — способность усвоять свободный азот атмосферы, — находится в связи со способностью их корней заражаться известными бак­ териями почвы. Но как и где происходит этот процесс усвое­ ния азота, до спх пор еще не вполне выяснено. Рождается еще вопрос: достаточно ли для прокормления ра­ стений таких, как выше было сказано, крайне слабых почвен­ ных растворов? Ответить на это мы можем, только прибегнув
к следующим вычислениям. Мы знаем, сколько на известную площадь земли выпадет дождя, мы знаем, сколько эта дожде­ вая вода может извлечь питательных веществ из почвы, знаем, с другой стороны, сколько золы заключается в целой жатве, снятой с той же площади земли; этих данных достаточно для того, чтобы разрешить вопрос: в состоянии ли растения доволь­ ствоваться этой жидкой пищей? Для очень только плодород­ ных почв ответ получается положительный, для остальных — отрицательный. Растение, повидимому, обыкновенно не доволь­ ствуется одной жидкой пищей, оно пользуется и веществами, нерастворимыми в почвенной воде. Но в таком случае корню самому нужно итти навстречу своей пище, ему нужно, по воз­ можности, обежать все соседние частицы почвы для того, чтобы между массой бесплодного вещества отыскать так редко, так скупо рассеянные частицы питательных веществ. Это прямо приводит нас к рассмотрению второго из поставленных нами вопросов. Узнав, что составляет пищу корня, постараемся узнать, как добывает он эту пищу. & Для того, чтобы узнать, как исполняет свое отправление корень, нам необходимо прежде всего ознакомиться с его строе­ нием. По внешнему виду корень представляет два резко между со­ бой различающиеся типа. Или он идет вглубь, одним сплош­ ным стержнем, постепенно приостряющимся и переходящим в тонкую нить, таков, например, корень свекловицы, моркови, льна; или он сразу, почти у самой поверхности почвы, рассы­ пается в целую прядь нитевидных мочек, как, например, у на­ ших злаков: ржи, пшеницы и пр. Корни первого рода мы так и называем стерокневыми, а второго — мочковатыми. Эти два крайние типа, разветвляясь и различным образом усложняясь, обусловливают все разнообразие форм, представляемых этим органом. Всякий корень, будет ли то стержень, отдельная мочка или их ветви, растет подобно стеблю, удлиняясь, вытягиваясь на
своей верхушке. Но если мы сравним конеч­ ную точку стебля и корня, то увидим в них заметную разницу. Если, удалив в почке все листья, мы обнажим вершину стебля, так назы­ ваемый конус нарастания, то увидим, что он представит нам самую молодую, самую неж­ ную часть стебля, состоящую из мелких, еще не вполне выросших клеточек. Если же мы посмотрим на кончик корня, который сам по себе всегда обнажен, так как никогда не несет листьев, то нередко уже простым глазом, лучше в лупу, еще лучше в микроскоп, увидим, что он Фиг. 33 представляет беспорядочный, неопрятный вид. Он покрыт, как бы колпачком, несколькими рядами клеточек, снаружи уже потерявших между собой связь и только слепленных какой-то слизью. Эуот кол­ пачок, или, как его обыкновенно называют, чехлик, — не что иное, как наружные, отмирающие и начинающие уже разрушаться слои ткани, которые прикрывают и охра­ няют лежащую под ним нежную, молодую ткань конуса на­ растания (фиг. 3 3 ) Ч Иногда этот чехлик можно снять с вер­ хушки корня, как палец перчатки. Физиологическое значение этого органа легко понять: он служит щитом, под прикрытием которого нежная растущая вершина корня пролагает себе путь в почве. Если бы вершина корня была обнажена, окан­ чиваясь самыми молодыми клеточками, то он, очевидно, не мог бы исполнять своего назначения; только толкая пред собой чехлик, он в состоянии пробиваться вперед между твердыми, грубыми и острыми частицами почвы. Несколько отступя от самой вершины, прикрытой чехликом, вся наружная поверхность кожицы корня покрыта длинными тонкими волосками (фиг. 3 4 ) 2. Кая^дый такой волосок — не 1 Фигура 33 изображает оконечность корня с чехликом при слабом увеличении. 2 Фигура 34 изображает молодой, покрытый волосками корешок ( A ), тот же корешок вместе с частицами почвы, приставшими к волоскам ( B ) , более взрослый, разветвившийся корень со старыми частями, уже лишенными волосков (С ), и поперечный разрез корня под микро­ скопом, показывающий строение волосков и их срастание с частицами почвы (D ).
что иное, как очень вытянутая клеточка кожицы. Еіце далее от вершины прекращается и этот пояс волосков; поверхность корня там покрыта кожицей, потерявшей свои волоски (фиг. 3 4 ), отчасти растрескавшейся, отчасти же кожица заменена уже другой тканью, вроде той, которая находится на коре стеблей и которую ботаники вообще называют пробковой, так как с пробкой она имеет общее свойство—не пропускать воды.Таким образом, по длине корня мы отличаем три пояса: на самой вер­ шине чехлик, затем пояс волосков и, наконец, более старую часть с засохшей кожицей и пробковой тканью. Эта послед­ няя не может служить для всасывания воды и питательных ве­ ществ; самый кончик также не всасывает их или всасывает в недостаточном количестве, что доказано на опыте; следова­ тельно, всасывающая поверхность корня ограничивается поя­ сом волосков, и, действительно, эта ткань в высшей степени про­ ницаема для воды, гораздо более, чем кожица воздушных ча­ стей растений. Корень нас интересует, главным образом, как орган погло­ щения, и с этой точки зрения крайне любопытно составить себе понятие, какое протяжение и какую поглощающую поверх­ ность представляет этот орган. Одного взгляда на тщательно обіѵштый и освобожденный от частичек почвы корень любого растения достаточно, чтобы убедиться, как значительна должна быть общая длина его, если бы мы приставили конец к концу все его бесчисленные веточки и мочки. Но самое смелое вооб­ ражение оказывается позади действительности. Один немецкий ученый предпринял подобный, чисто египетский труд: воору­ жившись щипчиками, масштабом, циркулем и почти неистощи­ мым запасом терпения, он непосредственно измерил до малей­ ших разветвлений длину одного корня пшеницы. Результат получился поразительный: оказалось, что общая длина такого корня равняется 5 1 0 метрам, или приблизительно полуверсте. К ак ни велика эта цифра, она все еще не представляет нам всей длины поглощающей поверхности корня. Ведь настоящую поглощающую поверхность представляют волоски. Посмотрим, сколько же у нашей пшеницы волосков. Узнать это нетрудно, — разумеется, в приблизительных цифрах. Определим под микро­ скопом, сколько их приходится на квадратный миллиметр,
Фиг. 34
и затем помножим на общую поверхность корня, — получим примерно 1 0 ООО ООО. Помножим это число на среднюю длину волосков и получим действительно колоссальную цифру 2 0 километров, или около двадцати верст. Таков путь, который пробегает в объеме почвы величиной с обыкновенный цветоч­ ный горшок корень пшеницы со всеми его волосками. Я ска­ зал — путь, который пробегает корень со всеми своими воло­ сками, и действительно, эта цифра не представляет нам длины их в какой-нибудь момент жизни растения. Не все эти волоски действуют одновременно. Так, например, на фигуре 3 4 —С деятельны только нижние части корня; выше волосков уже нет; да в них там нет и надобности; они уже там были и отняли у твердых частиц почвы их питательные начала. Если мы выс­ читаем, какую общую поверхность составят все волоски, кото­ рые производит в течение жизни корень пшеницы вместе с не­ сущими их мочками, то увидим, что эта величина почти во сто раз превышает площадь земли, приходящуюся в поле на долю каждого пшеничного растения. Если же мы вычислим затем, какой объем составляют эти тянущиеся почти на двадцать верст волоски, то убедимся, что все они уместились бы в сосуде вели­ чиной с наперсток (около 1 ,5 кубического сантиметра). Таким образом, в корне и особенно в его волосках мы видим орган, который при ничтожном объеме представляет значи­ тельную поверхность, благодаря тому, что этот объем растянут в длину почти на двадцать верст. Природа здесь прибегла к уловке, подобной той, которую поэтическое сказание припи­ сывает Дидоне, основательнице Карфагена. Дидона выпросила себе клочок земли, который охватит оДна воловья ш кура, и оказалось, что эта шкура охватила всю местность будущего Карфагена. Для этого она разрезала ш куру на тончайшие ремешки. Но ремешки Дидоны, очевидно, ничто в сравнении с волосками корня, которые значительно тоньше человеческого волоса. Нетрудно понять громадное физиологическое значение этого преобладающего развития в длину. Благодаря ему, корень при возможно малой затрате строительного материала в состоя­ нии обежать возможно большее число частиц почвы, притти с ней в возможно тесное прикосновение. Тех данных, которыми
мы обладаем, достаточно для того, чтобы приблизительно вы­ числить расстояние, на каком будут находиться частицы почвы от поверхности корневых волосков нашего пшеничного ра­ стения. Для этого мы должны прибегнуть к статистическому методу, к приему статистиков, которые, пренебрегая отдельной лич­ ностью, единичным существованием, говорят только о среднем человеке, о средней жизни и т. д., не только говорят, но иногда очень наглядно изображают свои средние величины. Так, на­ пример, посетителям петербургского сельскохозяйственного музея, конечно, памятна зловещая, почтенных размеров по­ судина, изображающая годичную пропорцию водки, выпивае­ мую средним русским человеком, не исключая женщин и детей. Тут же рядом с ней возвышается и горка хлебного зерна, не­ обходимого для получения этой водки. Последуем примеру статистиков и постараемся представить возможно наглядно, какой объем почвы приходится на среднюю корневую мочку пшеницы. Мы знаем, средним числом, какая площадь земли при­ ходится в поле на каждое растение, мы знаем глубину слоя, занятого корнями, следовательно, знаем, какой объем почвы приходится на каждое растение. В этой стеклянной банке отме­ рено это количество. Представим себе, что мы желали бы всы­ пать всю эту землю в сосуд или, вернее, в трубку, длиной в те полверсты, на которые тянется наш корень. Спрашивается, как велик был бы поперечник этой трубки? Вычисление дает три миллиметра. Если бы в стеклянную трубку такого внут­ реннего поперечника мы пропустили корневую мочку с ее волосками, то эти волоски уперлись бы в стену трубки *. Итак, если бы все мочки корня распределить совершенно равномерно в предоставленной им почве, то на долю каждой мочки пришелся бы только цилиндр почвы, по всем направлениям пронизанный ее волосками, и, следовательно, самое дальнее расстояние ча­ стицы почвы от волоска равнялось бы половине промежутка между соседними волосками того же корня; оно равнялось бы примерно 1/і5 миллиметра. Это вычисление дает нам, следова­ тельно, самое дальнее расстояние, с которого наша средняя 1 На лекции это было пояснено моделью — ламповым стеклом и щет­ кой для него.
мочка должна получать свою пищу; поэтому мы можем за­ ключить, в какое тесное прикосновение приходит корень с твердыми частицами почвы. Конечно, не всякая корневая мочка находится в таких благоприятных условиях, но ведь и не всякий русский человек находится в таких неблагоприят­ ных условиях, чтобы выпивать ту роковую посудину, о которой была выше речь. Повторяю, это только статистическая сред­ няя, дающая нам наглядное представление о том, какой совер­ шенный орган поглощения мы имеем в корне. Это совершенство приспособления выигрывает еще от замечательной особенности корня развиваться преимущественно в тех частях почвы, где он встречает более питательных веществ. Факт этот был до­ казан следующим образом. В цветочном горшке наслаивали землю так, чтобы слои плодородной почвы чередовались со слоями бесплодной, и оказалось, что корни особенно роскошно развивались в плодородной, и только жалкие тощие мочки про­ низывали бесплодные слои. Эта особенность в связи с громад­ ным протяжением волосков как бы указывает нам на то, что корни сами должны итти навстречу своей пище, что для них обыкновенно недостаточно жидкой пищи, доставляемой водой. Предположение это находит, повидимому, подтверждение и в том факте, что корни, воспитываемые в растворах или в почве, залитой водой, имеют мало или вовсе не имеют волосков, и расте­ ние от того не страдает. Оно и понятно: в жидкой среде пита­ тельное вещество само стремится навстречу корню; последнему нет надобности в особенно большой поверхности. Мы уже не раз повторяли, что корень, вероятно, принимает пищу и от твердых частиц почвы, но как это себе объяснить? Все наружные части корня, его кожица и волоски состоят из клеток, т. е. глухих пузырьков или трубочек, в стенках кото­ рых никогда нет отверстий. Частицы почвы могут очень плотно прилегать к корневым волоскам, как это видно на рисунке (фиг. 3 4 — D), но никогда не пробуравливают их стенок. Как же согласить это противоречие: твердые тела служат для пита­ ния корня, но не проходя чрез стенки его клеточек. Для разъ­ яснения этого кажущегося противоречия прибегаем к следую­ щему наглядному опыту. Стеклянная банка до краев напол­ нена водой, а затем отверстие плотно завязано пузырем. На-
’ ружная поверхность пузыря тщательно обтерта пропускной бумагой, так что она представляется совершенно сухой. На эту сухую поверхность мы насыпаем порошок мела. Мел — твердое тело, пузырь не содержит отверстий, и, однако, мы вскоре увидим, что этот мел исчезнет, пройдет через пузырь и очутится в растворе, в банке. Для этого не нужно даже до­ жидаться, чтоб он весь исчез; мы имеем средства — очень чув­ ствительные реактивы, для того, чтоб узнавать присутствие в воде известковой соли. Вот, например, эта бесцветная жид­ кость (щавелево-аммиачная соль) имеет особенность давать с растворимыми солями извести белый осадок. Приливаю его к воде, взятой из банки до опыта, — осадка нет. Беру пробу воды из банки, после того как на ее пузыре полежал несколько времени порошок мела; приливаю реактива — получается обильный белый осадок, вода уже содержит известь, значит, часть мела прошла чрез пузырь. Этот, с первого раза озада­ чивающий, опыт объясняется очень просто. Пузырь, как бы тщательно его ни обтирали пропускной бумагой, только к а­ жется сухим, в сущности же он всегда пропитан жидкостью, которая омывает его изнанку, а эта жидкость была не просто вода, а вода, слегка подкисленная уксусной кислотой. Следо­ вательно, пузырь смочен кислотой, а кислота, как мы знаем, растворяет мел. В каждой точке, где мел соприкасается с влажным пузырем, он растворяется, и раствор этот проходит чрез пузырь в банку. Все это происходит незаметно для глаза, потому нам и кажется, будто сухое, твердое тело не­ понятным для нас образом проходит чрез сухой пузырь. На основании этого опыта заключаем, что если только стенки клеточек увлажнены кислотой, то они легко могут про­ пускать через себя твердые вещества, растворяющиеся в этой кислоте. Не происходит ли чего-нибудь подобного с корнями? Для того, чтобы доказать возможность подобного явления, необхо­ димо доказать, что поверхность корней представляет кислую реакцию. Для этого стоит только приложить корень к так называемой лакмусовой бумаге, которую химики употреб­ ляют для того, чтобы узнавать присутствие кислоты. Синий цвет этой бумаги от действия кислоты переходит в красный. И,
действительно, кончики корня оставляют на синей бумаге красный след. Существуют указания, что в некоторых случаях эта кислота —• та же уксусная, которую мы употребили в на­ шем опыте. Сверх того, корень, как и всякая другая часть растения, постоянно дышит, т. е. выделяет углекислоту; убе­ диться в этом можно таким же опытом, каким мы убедились в дыхании прорастающих семян. А углекислота растворяет многие вещества, нерастворимые просто в воде. Вот, напри­ мер, вода, в которой взмучен тончайший порошок фосфорно­ известковой соли, содержащей, следовательно, два важные питательные вещества для растения. Я пропускаю через эту воду струю углекислоты, и через несколько времени муть исчезает, —■ соль растворилась. Итак, корни представляют кислую реакцию и выделяют еще углекислоту, а эти кислоты должны действовать растворя­ ющим образом на окружающие частицы почвы, тем более что волоски, как мы видели, приходят в очень тесное прикоснове­ ние, почти срастаются с этими частицами (фиг. 3 4 — D). Но, может быть, вместо всех этих косвенных соображений жела­ тельно было бы непосредственно, на опыте, убедиться в том, что корни оказывают подобное растворяющее действие на твер­ дые частицы почвы. Для этого возьмем тщательно отполиро­ ванную пластинку из белого мрамора (мрамор по химиче­ скому составу — тот же мел) и зароем ее на дно плоского цве­ точного горшка. Посадим в горшок какое-нибудь растение, положим, бобы. Корешки этого боба вскоре достигнут мрамор­ ной пластины, расстелются по ней и плотно прильнут к ее полированной поверхности. Если по прошествии нескольких дней мы откопаем пластинку, обмоем, высушим ее и потом взглянем на нее, держа ее против света, то на гладкой, отражаю­ щей свет поверхности увидим матовые червеобразные следки. Это — отпечатки корней, которые, прикасаясь к гладкому мрамору своей кислой поверхностью, вытравили в нем свое изображение. Следки эти, конечно, не глубоки, но тем не менее очень явственны г. 1 Эти следки можно сделать еще более явственными, если натереть их наскобленным графитом. *
После этого не может быть сомнения, что растение в состоя­ нии заимствовать свою пищу как от растворов, так и от твердых частиц почвы. Факт этот подтверждается еще следующим любо­ пытным опытом. Корень уже достаточно развившегося растения был тщательно обмыт и разделен на две пряди; одна погружена в воду, другая в почву, — которая затем уже не поливалась. Растение, несмотря на то, продолжало развиваться; одной прядью оно сосало воду, другой отнимало у твердых частиц почвы необходимые питательные вещества. Наконец, существуют и такие растения, как, например, лишайники, которые в виде пенок или накипи поселяются на голой поверхности камней, говорят, даже на поверхности полированного стекла, и разрушают эти вещества, добывая из них необходимую минеральную пищу. Замечательно, что эти растения отличаются изобилием кислот, особенно щаве­ левой. # Нам остается разрешить последний из трех вопросов,поста­ вленных в начале этой беседы. Почему из разнородных веществ, встречаемых корнями в почве, они притягивают именно те, которые нужны растению? Прежде чем дать ответ на этот во­ прос, ознакомимся несколько подробнее с самым фактом. Если в растворе двух солей — скажем, селитры и обыкновенной поваренной соли — воспитывать растение, то вскоре убедимся, что одну из этих солей, именно селитру, корень высосет до конца, другую же, поваренную соль, в которой растение не нуждается, почти не тронет. Подобные факты невольно смущали ученых; казалось, будто корень способен рассуждать, выбирать себе пищу, одно вещество принимать, другое оставлять. К ак в самом деле объяснить эту разборчивость? Не можем же мы допустить в корне особую волю или инстинкт. Объяснение очень просто, и мы им обладаем уже давно. Вспомним только нашу искусственную клетку и ее отношение к железной соли (см. II лекцию). Обе соли, селитра и поваренная соль, легко диффундируют и, следовательно, обе попадут в клеточки корня и оттуда в остальные части растения. Но дальнейшая участь
обеих в растении будет совершенно различна. Селитра в нем разложится, и ее азот послужит для образования белковых и других сложных азотистых органических соединенийг; вследствие этого поступит в растение новое количество селитры, которое вновь превратится в вещество растения, и так далее и далее. Иное дело — поваренная соль: она будет поступать в растение по законам диффузии до тех пор, пока в растении и вне его получится раствор одинаковой крепости; на этом ее поступление в растение и остановится. Если бы случайно ее оказалось в растении более, чем снаружи, то, на основании тех же законов диффузии, этот избыток выйдет обратно из расте­ ния в раствор. Теперь понятно, почему именно те вещества, которые перерабатываются, усвояются растением, которые ему нужны (как в нашем примере селитра), будут извлекаться из раствора, те же, которые не нужны растению (как в нашем примере поваренная соль), останутся нетронутыми или, пра­ вильнее, почти нетронутыми. Для объяснения разборчивости корня, оказывается, нет надобности прибегать к какой-нибудь разумной воле, к какимнибудь привычкам, вкусам или инстинкту, — для этого до­ статочно одних законов физики. На этом мы должны расстаться с корнем, чтобы в следующей беседе перейти к другому органу — листу. Понятно, что в одной краткой лекции нет возможности исчерпать такую богатую и разработанную тему, но, я полагаю, и того, что мы узнали, уже достаточно, чтобы составить себе общую картину жизни корня, который, пробегая в столь ограниченном пространстве свой многоверстный путь, миллионами своих волосков сосет и точит, и гложет почву, отнимая у нее так скудно рассеянные в ней азот и элементы золы — эти восемь тел, без которых невозможно существование растения. 1 Мы в праве это утверждать потому, что можем воспитывать рас­ тение, доставляя ему только один источник азота—селитру.
г лист Значение листа. — Какое питательное вещество поступает через лист?— Отношение листа к углекислоте. — Строение листа. — Выделение кисло­ рода. — Разложение углекислоты в воде. — Наглядная форма этого опы­ та. — Разложение углекислоты в искусственной смеси газов и в атмо­ сферном воздухе. — Образование углевода (крахмала) в хлорофилловом зерне. f Значение процесса разложения углекислоты с точки зрения превраще­ ния энергии. — Питание растения на счет органического вещества. — Грибы и паразиты. — Физиологическая роль листа. настоящей беседе мы поставим себе задачей ознакомиться в главных чертах с жизнью листа. Эта задача будет несколько труднее и сложнее предшествовавшей, потому что едва ли о каком органе растения существуют такие непол­ ные и ложные понятия в среде людей, незнакомых с наукой. Ни один растительный орган не испытывал на себе человече­ ской несправедливости в такой степени, как лист. В течение веков, до конца прошлого столетия, человек упорно отказы­ вался видеть в нем прямую пользу. Тогда как польза корня как органа питания цветка и семени как органов размножения была неоспоримо признана за ними с незапамятных времен, лист продолжал пользоваться легкомысленной славой пышного, но бесполезного наряда; много, много, если в нем соглашались видеть орган для извержения вредных испарений. А между тем, как мы вскоре увидим, лист, так же как и корень, необхо­ дим для питания растения; мало того, он-то именно и доста- В
вляет главную, в количественном и качественном отношении, пищу растения; можно сказать, что в жизни листа выражается самая сущность растительной жизни, что растение это — лист. Неверность так долго господствовавшего воззрения на лист и его значение вполне объясняется своеобразием процес­ сов питания, совершающихся в этом органе и нисколько не похожих ни по природе пищи, ни по способу ее принятия на явления питания в животном организме, которые невольно представляются уму, когда мы употребляем это выражение. Но потому именно эти процессы составляют наиболее характе­ ристическую особенность растения, как мы сказали, самую сущность растительной жизни. Какие же вещества принимает лист? Что служит ему пищей? Ответ на это у нас отчасти готов. Очевидно, те вещества, кото­ рые, входя в состав растения, не доставляются ему корнем. Мы видели, что из одиннадцати перечисленных элементов (двенадцатый, кремний, не оказался необходимым) семь эле­ ментов золы: фосфор, сера, хлор, калий, кальций, магний и железо, а также азот поступают через корень. Кроме того, тем же путем поступает вода, значит, —■ водород и кислород. Остается углерод, эта основа всякого органического вещества. О нем в наших искусственных культурах мы нисколько не за­ ботились, воспитывая растения, содержащие в тысячи, в де­ сятки тысяч раз более углерода, чем его было во взятом для опыта семени. Ведь углерод составляет количественно самую важную часть растения (около 4 5 % ), и, однако, этого-то ве­ щества мы не только не доставляли корням, но даже система­ тически его изгоняли из окружающей их среды. Значит, ра­ стение может жить, не получая углерода через корень. Другой вопрос: получает ли оно его этим путем в действительности, т. е. при естественных условиях существования? Понятно, что сказать: растение может не получать углерода корнями, не значит еще сказать: растение не может получать углерода корнями, хотя эту ошибку делают нередко. До настоящего времени не доказано, чтобы растение не могло заимствовать своего углерода и от органического вещества почвы. Обсужде­ ние этого вопроса завлекло бы нас слишком далеко, да и к тому же он представляет мало интереса, так как нетрудно показать,
что если бы этот углерод и принимал участие в жизни растения, то это участие должно быть ничтожно и едва ли заслуживает внимания. В самом деле, если бы растение извлекало свой угле­ род исключительно или даже главным образом из органиче­ ского вещества почвы, то почва, покрытая растительностью, продукты которой так или иначе удаляются, должна бы со временем становиться беднее перегноем; но ежедневный опыт учит, что, наоборот, почва под полем, лугом или лесом стано­ вится богаче перегноем. При культуре в поле мы ежегодно вывозим с поля более органического вещества в виде жатвы, чем вносим в почву в виде удобрений, и, однако, почва, тща­ тельно унавоживаемая, становится богаче перегноем. Очевидно, что растение в итоге не только не извлекает из почвы, но даже вносит в нее органическое вещество, значит, во всяком случае, главный источник углерода растения находится не в почве. А если не в почве, то, значит, в воздухе; а если в воздухе, то он вероятно принимается органом по преимуществу воздуш­ ным — листом. Посмотрим, какой же это источник углероди­ стой пищи существует в воздухе и как принимается он расте­ нием. Атмосферный воздух, кроме азота и кислорода, содержит еще очень небольшое количество углекислоты, несколько де­ сятитысячных. Эта углекислота состоит из углерода и кисло­ рода. Следовательно, этот бесцветный газ, ничем по виду не отличающийся от воздуха, содержит частицы угля. Хотя я убежден, что ннкто не сомневается в справедливости этого факта, но тем не менее во всяком факте следует по возможности убеждаться собственными глазами, а на этот раз это легко осу­ ществить. Для того, чтобы обнаружить присутствие углерода в углекислоте, необходимо отнять у нее кислород. Этого можно достигнуть, заставив кислород соединиться с каким-нибудь телом, обладающим еще большим к нему сродством. Таков, например, металл магний, проволока из которого сгорает, распространяя ослепительный свет. Зажигаю проволоку и опу­ скаю ее в стеклянную банку, заключающую обыкновенный воз­ дух; проволока сгорает, и на дно падает совершенно белая зо­ ла: это — магнезия, соединение металла магния с кислоро­ дом. Повторяю тот же оцыт, но на этот раз погружаю горящую
проволоку в сосуд с углекислотой; те­ перь она уже вынуждена добывать себе кислород, отнимая его у углерода, и этот последний должен обнаружиться. И, дей­ ствительно, на этот раз проволока горит не тихо, а с треском, как бы с целым рядом маленьких взрывов, а на стенках стеклян­ ного сосуда осаждается черная копоть. Это — освободившийся углерод. Фиг. 35 Итак, в атмосферном воздухе, в неви­ димой для глаза форме, постоянно при­ сутствует громадный запас углерода. Углекислота содержится и во всякой воде, находящейся в прикосновении с атмосферным воздухом. Отсюда и заимст­ вуют ее подводные растения. Над этими или вообще над по­ груженными в воду листьями, хотя бы и не водяных растений, всего удобнее убедиться в существовании обмена между листом и растворенным в воде газом. Вот несколько опытов, которые легко произвести в любое ясное солнечное утро. Нарвем побольше листьев и, не дав им завянуть, поместим их под стеклянный колокол, наполненный доверху водой и опрокинутый в стеклянный же сосуд (фиг. 3 5 ). Понятно, мы проделываем это в ведре с водой, в которое удобно погрузить и колпак, и сосуд. Если вода была взята обыкновенная, а еще лучше, если через нее до опыта пропускалась углекислота, то, выставив наш прибор на свет, мы увидим вскоре, что ниж­ няя поверхность листьев покроется серебристым слоем (пу­ зырьками). Если мы оставим его еще долее, то в верхней части колокола наберется значительное количество газа, а избыток воды будет вытеснен в наружный сосуд, как это изображено на фигуре 3 5 . Повторим рядом тот же опыт, но с водой, прокипячен­ ной или только не содержащей углекислоты. Заметим, что пузырьков газа не будет появляться. Делаем вывод: листья выделяют газ, но только тогда, когда вода содержит углекислоту. С первого взгляда поражает, почему пузырьки выделяются только с нижней стороны листа, но явление это станет понят-
ным, как только мы познакомимся с микроскопической ана­ томией листа. В каждом листе или, правильнее, собственно в его пластине мы различаем по виду две различные части, при более же тща­ тельном исследовании — три. Две части, бросающиеся в гла­ за, это — нервы или жилки, а в промежутках между ними — ли­ стовая мякоть. При тщательном анатомическом исследовании убеждаемся, что верхняя и нижняя поверхности покрыты еще особой тканью — кояшцей, которая легко отстает, так что при известной обработке листа, именно, дав ему вылежаться в воде, мы можем распластать его на три слоя: верхнюю ко­ жицу, среднюю часть и нижнюю кожицу. Из этой средней части, состоящей из жилок и мякоти, мякоть можно удалить, постукивая осторожно мягкой щеточкой, и тогда получаем изящную, тонкую и прозрачную, как паутина, сетку этих жилок или нервов. О значении этой части листа мы будем гово­ рить впоследствии, а пока обратим внимание исключительно на мякоть'и кожицу. Кожица состоит из одного слоя клеточек, расположенных в одной плоскости; мякоть же образует рых­ лую губчатую ткань со значительными промежутками, напол­ ненными воздухом. Поэтому листья плавают на воде, но если из них, под водой, выкачать воздух, то они потонут и в то же время сделаются более темными, прозрачными; это зависит от того, что воздух в промежутках между клеточками замещен водой. После этих предварительных объяснений нам станет понятен этот рисунок, изображающий в увеличенном и не­ сколько схематическом виде четырехугольный кусочек, вы­ кроенный из листа где-нибудь в промежутке между жилками (фиг. 3 6 ). Здесь видны две плоскости разреза, долевая и по­ перечная, и нижняя поверхность листа. Мякоть состоит из клеточек двоякого рода: в верхней части листа они имеют столбчатый вид и расположены наподобие частокола, верти­ кально к поверхности листа; в остальной части листа клеточки разнообразной и неправильной формы, оставляющие между собой значительные промежутки. Все клеточки мякоти, но в особенности столбчатые, содержат мелкие зеленые крупинки; к ним мы вернемся позднее, здесь же только кстати заметим, что лист, равно как и все зеленые растения, сам по себе бесцве-
тен и своим цветом обя­ зан этим крупинкам. Такова мякоть листа. Кожица, которую мы видим здесь и в плоско­ сти, и в разрезе, состоит из плоских, продолго­ ватых, почти табличных клеточек. Между этими клеточками на нижней поверхности разброса­ ны какие-то особой фор­ мы органы, — один из них пришелся на краю Фиг. 36 разреза и перерезан пополам. Мы видим, что он состоит из двух изогнутых дугой клеточек, окаймляющих продолговатую щель. Это, следовательно, отверстия,‘отдушины в нижней кожице, ведущие во внутренность листа. Органы эти получили название устьиц. Число их громадно; так, на одном листе липы их более миллиона, и эта цифра не должна возбуждать недоверия, потому что способ вычисления очень прост и точен. Присутствие этих органов преимущественно на нижней поверхности листьев объясняет нам, почему в боль­ шей части случаев, в опытах, подобных выше нами описанным, выделение газа наблюдается на нижней поверхности листьев. Об этих устьицах нам еще придется поговорить. Посмотрим теперь, какой же это газ выделяется из листа, когда на него действует солнечный свет. Для этого стоит по­ дождать, пока под колпаком (фиг. 3 5 ) наберется достаточное ко­ личество газа, и тогда, соблюдая некоторые предосторожности, вынув пробку, просунуть в горлышко едва тлеющую лучинку, она мгновенно вспыхнет и будет гореть, разбрасывая искры. Это — несомненный признак кислорода, следовательно, воз­ дух, выделенный листьями, — кислород или очень богат этим газом. Но мы уже видели, что опыт идет успешно только тогда, когда в воде растворена углекислота. Рождается вопрос, не существует ли прямой связи междуприсутствием углекислоты
и появлением кислорода. Наш опыт, очевид­ но, не дает на него прямого ответа. Для того, чтобы узнать участь углекислоты, сообщаем ему такую форму. Возьмем прибор, состоя­ щий из трубки подковообразной формы (фиг. 3 7 ), с одним коленом глухим, а дру­ гим закрывающимся притертой пробкой х. В трубку наливаем воды и пропускаем угле­ кислоту так, чтобы она занимала в левом глухом колене пространство до подвижного значка, прикрепленного к стативу (как по­ казано на чертеже). В правое открытое ко­ лено погружаем длинный лист злака и, долив колено водой до самого края, закрываем пробкой так, чтобы под ней не осталось ни малейшего пузырька воздуха. Затем вы­ ставляем прибор на свет. Обнаруживается уже знакомое нам явление: лист покрывается мельчайшими пузырьками; пузырьки, достиг­ нув известной величины,поднимаются в верх­ нюю часть трубки; там накопляется замет­ ное и постоянно увеличивающееся количе­ ство газа. Между тем как объем газа в правом колене будет расти, в левом — объем углекислоты будет уменьшаться. Когда уровень воды в правом будет при а ', в левом он будет уже при а. Газ в правом колене, очевидно, кислород, но для большей уверенности мы можем вынуть проб­ ку и испробовать его лучинкой. Убедившись, что это кислород, вновь доливаем трубку водой, вновь повторяем опыт. Снова появится известное количество кислорода, а в другом колене исчезнет соответствующее количество углекислоты. Мы знаем, что это углекислота, потому что сами ее туда пропустили, но для большей убедительности, после нескольких подобных опы­ тов, вновь доливая правое колено водой, закрываем пробкой и, оборотив всю трубку, переводим остаток газа из левого колена в правое. Если затем мы испробуем этот газ, то убедимся, 1 Так называемый прибор Гофмана, очень употребительный при на­ глядном преподавании химии.
что не только тлеющая лучина не будет вспыхивать, но даже горящая будет тухнуть. Значит, этот газ был и остался угле­ кислотой. Ход опыта легко понять: углекислота в левом колене постоянно растворяется в воде, но этот раствор ее при действии листа в правом колене разлагается и выделяет кислород. Вследствие этого растворяется новое количество углекислоты и т. д. Этот опыт доказывает нам, правда, не в особенно точной, но зато очень наглядной форме, тот факт, что углекислота, проходя из одного колена в другое мимо листа, превращается в кислород, т. е. разлагается, и при этом объемы исчезающей с одного конца углекислоты и появляющегося с другого конца кислорода приблизительно равны. Так как химия учит нас, что при сгорании углерода в кислороде, при образовании угле­ кислоты, известный объем кислорода образует равный объем углекислоты, то оказывается, что в нашем опыте углекислота разлагается начисто, весь кислород ее выделяется, а весь углерод остается в растении. Тот же опыт еще нагляднее можно сделать над одним листом, над большим плавающим листом белой водяной лилии или ж ел ­ той кувшинки. Эти водяные растения имеют ту особенность, что устьица у них распределены на верхней, сообщающейся с воздухом поверхности их плавающих листьев, а воздушные полости, находящиеся под устьицами, сообщаются с такими же полостями пластины и длинного черешка. Помещаем такой лист в широкий сосуд с водой так, чтобы пластина плавала на поверхности, а черешок пропускаем в длинную, наполнен­ ную водой трубку с делениями. К ак только мы поставим трубку вертикально, из среза черешка начнут выделяться пузырьки, и трубка быстро наполняется воздухом, пока вода в ней уста­ новится на том же уровне, как и в широком сосуде. Это выделе­ ние воздуха, поступающего в устьица и выделяющегося из среза черешка., доказывает, что пока уровень воды в трубке выше, чем в наружном сосуде, давление на этот срез менее воздушного. Наполнив снова трубку водой и вдвинув в нее черешок, пластину погружаем под воду и загружаем ее сте­ клянной пластинкой с вырезом для черешка (другая такая пла­ стинка показана на рисунке справа от широкого сосуда, фиг. 3 8 ). Для первого опыта мы возьмем воду прокипяченную, не содер-
жащую, следовательно, углекислоты. При этом мы ничего не заметим. Тогда приливаем воды, содержащейуглекислый газ (например, обыкно­ венной сельтерской), и покрываем широкий со­ суд папкой так, чтобы на лист не падало сол­ нечного света, и снова ничего не замечаем. Но как только мы снимаем папку и солнечный свет упадет на пластину, из среза черешка побе­ жит вереница крупных пузырьков воздуха. На­ бравшийся воздух мы можем измерять, для че­ го трубка и снабжена ф иг $g делениями. Из того, что мы уже знаем, мы заключаем, что этот газ, выделяющийся только в присутствии углекислоты и только под влия­ нием света, должен быть кислород. Осторожно вытянув из трубки черешок, мы закрываем ее отверстие и опрокидываем ее, заботясь, чтобы отверстие оставалось все время закрытым. Берем узкую прямую лучинку, особенно удобно для этого распарывать деревянные шторы — две такие лучинки пока­ заны на рисунке. Зажигаем ее и гасим, так чтобы на конце остался тлеющий уголек. Отнимая осторожно палец, закры­ вающий отверстие трубки, вводим в нее тлеющую лучину. Она вспыхивает с легким треском ярким белым пламенем; это — признак кислорода или во всяком случае смеси, более богатой кислородом, чем воздух. Вытянем осторожно лучинку из трубки, быстро закрыв ее отверстие пальцем. Снова за­ жигаем и гасим лучинку, и пока на ней еще сохраняется крас­ ный уголек, вновь вводим ее в трубку; она снова вспыхивает,
и так хоть до десяти раз, пока не исто­ щится избыток ки­ слорода. Таким обра­ зом на одном листе и в несколько минут можно доказать тот основной факт, что, выставленный на сол­ нечный свет, он пре­ вращает углекислоту в кислород. При помощи очень распространенного в последние годы при­ бора, так называемо­ го сциоптикона, т. е. усовершенствованно­ го волшебного фона­ ря, мы можем во вся­ кое время показать это явление разложе­ ния углекислоты ра­ стением целой обширной аудитории, про­ кладывая на экране увеличенное изобра­ жение растения и трубки, в которой производится исследование выделенно­ го растением газа. Вот одна из наиболее наглядных форм этого опыта (фиг. 3 9 ). Стеклянная ванночка, состоящая из подковообразной согнутой стеклянной палочки (е) и двух зеркальных стекол (d), представляет нам маленький аквариум, населенный обыкновенными водяными растениями. Если мы располагаем достаточно сильным источником света, солнечным, электрическим или даже Друмондовым, то можем отбросить на экране изображение этого миниатюрного аквариу­ ма (уменьшенного на фиг. 3 9 в два раза) величиною в сажень
п более и во всех местах, где стебельки или черешки листьев перерезаны, заметим любопытное явление выделения кисло­ рода растением, разлагающим углекислоту х. Для этого, конечно, вода должна содержать углекислоту, а свет должен быть достаточно ярок; в отсутствии этих двух условий выделе­ ния пузырьков не будет заметно, но зато, когда свет достаточно силен (солнечный или электрический), они устремляются вереницей наподобие четок. Остается убедиться, что этот газ состоит из кислорода или, правильнее, очень богат кислоро­ дом, так как он всегда содержит примесь других газов, раст­ воренных в воде. Для этого концы нескольких веточек подво­ дим под расширенное отверстие трубочки с делениями (а), наполненной такж е, как и ванна, водой, собираем в ней выде­ ляющийся газ. В перетянутой своей части трубка эта плотно закрыта притертым, как пробка, концом стеклянной палочки (с), проходящей через всю воронкообразно расширенную верх­ нюю часть трубки (Ь). Когда газа набралось достаточно, мы приступаем к его исследованию2. Он может состоять из кисло­ рода, выделенного растением, а также из атмосферного воз­ духа и углекислоты, растворенных в воде и, следовательно, могущих проникнуть и в полости растения. Приливаем в во­ ронкообразную часть трубки раствора едкой щелочи и осто­ рожно приподнимаем палочку так, чтобы щелочь проникла в нижнюю часть, снабженную делениями. Щелочь, как мы уже знаем, поглощает углекислоту3. Если вначале в трубке было, например, 5 0 делений газа, то после поглощения углекислоты его останется, скажем, 4 8 делений. Тогда в воронку приливаем другого. вещества, раствора так называемой пирогалловой кислоты, который имеет свойство поглощать кислород, причем окрашивается в темнобурый цвет. Приподымаем палочку, и, как только первые каплй этой жидкости проникнут в трубку и 1 Водяные растения в своих подводных частях лишены устьиц, но снабжены внутренними воздушными полостями, куда и поступает кисло­ род, выделяющийся затем пузырьками из случайных отверстий. 2 Круги фигуры 3 9 представляют светлое поле, которое дает вол­ шебный фонарь; для получения более значительного увеличения мы рас­ сматриваем весь прибор в два приема. 3 См. III лекцию — о дыхании семени.
придут в соприкосновение с заключающимся в ней газом, они окрасят жидкость, и объем газа начнет быстро сокращаться. Наконец, вместо 4 8 долей останется каких-нибудь 1 5 . Этот остающийся газ — азот. Значит, кислорода было всего 3 3 . Но вместе с 15 частями азота, в виде атмосферного воздуха, могло проникнуть не более 5 частей кислорода, так что 2 8 де­ лений приходится на долю кислорода, выделенного растением вследствие разложения углекислоты. При помощи описанного прибора и располагая электри­ ческим светом, мы получаем в первый раз возможность это явление, совершающееся в природе только днем и в теплую пору года, показать в темный зимний вечер целой аудитории так же просто, как показываем на экране какой-нибудь рису­ нок. Само собой понятно, что прибором этим можно пользо­ ваться и без фонаря как простым и удобным приемом иссле­ дования. До сих пор мы занимались изучением разложения угле­ кислоты растениями, погруягенными в воду; такая форма опыта наиболее удобна для первоначального ознакомления с этим явлением, так как делает вполне наглядным выделение газов растением; нам необходимо теперь проверить, происходит ли подобное разложение и в прикосновении листа с воздухом, содержащим углекислоту. Вот наиболее простая и грубая форма подобного опыта, та самая, в которой это явление было в первый раз обнаружено сто лет тому назад знаменитым Пристли. Берем стеклянную банку (как на фиг. 3 5 ), наливаем на дно ее немного воды и ста­ вим небольшой зажженный огарок (само собою понятно, та­ кой величины, чтобы он торчал из воды). Накрываем этот ога­ рок таким же стеклянным колоколом, как на фигуре 3 5 , так, чтобы он погружался краем в воду на дне банки. Таким образом, воздух под колоколом будет замкнут, отделен от внешней атмос­ феры слоем воды. Некоторое время огарок будет продолжать гореть под колоколом и затем потухнет. Значит, под колоколом недостает более кислорода для поддержания горения, он заменен углекислотой, образовавшейся вследствие горения. Если бы теперь мы ввели под колокол (через горлышко) горя­ щую лучину, то она, очевидно, потухла бы, как и огарок.
Но если мы осторожно пропустим под колокол чрез воду зеле­ ную ветвь или несколько листьев и выставим весь прибор на продолжительное время на свет, то убедимся, что после того горящая лучина будет продолжать гореть и под колоколом,— значит, в нем вновь появился кислород, которого прежде не было. Растение, очевидно, превратило в кислород углекис­ лоту, образованную горением свечи. Тот же опыт мы могли бы сделать и в другой форме: вместо свечи мы могли бы поса­ дить под колокол мышь; когда она задохлась бы, мы имели бы доказательство, что под колоколом недостает кислорода для дыхания. Введя под него зеленую ветвь и выставив на солнце, мы сделали бы этот воздух вновь годным для дыхания, воз­ вратив ему кислород. Во всех до сих пор описанных опытах мы довольствовались одним качественным изучением явления превращения угле­ кислоты в кислород при содействии растения или только при­ близительной оценкой отношений между исчезающей угле­ кислотой и появляющимся кислородом. Н аука обладает и не­ сравненно более точными количественными методами для изу­ чения этого явления, но их описание было бы здесь неуместно, так как для этого пришлось бы вдаваться в технические под­ робности. Скажу только, что для этого мы пользуемся уже знакомым нам свойством углекислоты — поглощаться едкими щелочами. Положим, что мы доставляем растению или отдель^ ному листу в замкнутом стеклянном сосуде — в стеклянной трубке с делениями — известное количество углекислоты и выставляем на свет. После опыта мы при помощи едкой щелочи определяем, сколько углекислоты осталось в трубке. Зная, сколько взято было углекислоты и сколько осталось в остатке, знаем, сколько углекислоты исчезло, т. е. разложилось, заме­ нилось кислородом. Этим путем можно было разрешить множество любопытных вопросов,как, например, какое содержание углекислоты в воз­ духе наиболее благоприятно для растения. Оказалось, что около 8 % ; свыше этого количества она, повидимому, начинает действовать на растение уже вредно. Еще один относящийся сюда вопрос заслуживает нашего внимания. Мы убедились на опыте, что растения разлагают
Фиг. 40 углекислоту, которую мы им доставляли в наших приборах, но, спрашивается, в праве ли мы заключить из этих опытов, что и при естественных условиях растение может разлагать углекислоту воздуха. Вспомним, что при наших опытах мы доставляем растению довольно значительное количество угле­ кислоты, обыкновенно несколько процентов, а в воздухе ее находится всего несколько десятитысячных. Может показаться мало вероятным, чтобы растение было в состоянии разыскать и усвоить так скудно рассеянные в воздухе частицы уголь­ ной кислоты. Для разрешения этого вопроса известный фран­ цузский ученый Буссенго сделал следующий опыт. Берем большой стеклянный шар с тремя отверстиями (фиг. 4 0 ), через нижнее отверстие которого пропущена в шар покрытая листья­ ми ветвь винограда, сохранившая связь с лозой, следователь­ но, находящаяся в совершенно нормальных условиях. При помощи какого-нибудь засасывающего прибора (так назы­ ваемого аспиратора, описание которого сюда не относится) через стеклянный шар и сообщающийся с ним прибор, который во всей его совокупности мы пока будем обозначать буквой А, постоянно, медленно протягивается струя наружного воз­ духа, как это показано стрелками. В засасывающем воздух
приборе мы измеряем, сколько пропущено воздуха через шар в течение всего опыта. Сделав анализ воздуха в месте, где производится опыт, мы узнаем, сколько в нем заключается углекислоты. Зная, сколько воздуха пропущено через шар с растением, зная, сколько этот воздух содержал углекислоты, мы узнаем, какое количество углекислоты вошло в шар. Остается определить, сколько ее вышло из шара, чтобы узнать, сколько исчезло, т. е. разложено листьями. Для этой последней цели и служит прибор А . Опишу вкратце его значение, опуская опять технические подробности, так как имею в виду объяснить только основную мысль опыта, а не приемы исследования. Существенная часть этого прибора состоит из двух коленча­ тых стеклянных трубочек (а), через которые проходит струя всасываемого воздуха и которые предназначены для погло­ щения углекислоты. Для этого одна из них содержит едкую щелочь в виде мелких кусоЧков. Если едкая щелочь поглотит углекислоту, то станет тяжелее, следовательно, стоит только, отцепив часть прибора, означенную буквой а, взвесить ее до опыта и после опыта. Прибыль в весе покажет нам количество углекислоты, оставшейся в воздухе после выхода из шара. Оказалось, что при благоприятных условиях освещения из шара выходил воздух, почти лишенный углекислоты. Следо­ вательно, проходя над зеленой поверхностью освещенного растения, воздух оставляет в нем почти всю свою углекислоту, несмотря на то, что частицы ее так редко рассеяны в атмосфере, можно сказать, теряются в массе других ее составных частей. Этот результат станет нам более понятен, если мы вспом­ ним диффузию углекислоты в нашу искусственную клеточку1 . Тогда углекислота сама вторгалась в клеточку потому только, что ее там не было, но и в листе она постоянно разлагается, как бы бесследно исчезает, и потому должна, на основании законов диффузии, замещаться все новыми и новыми коли­ чествами из атмосферы. Классический опыт Буссенго был произ­ веден более чем полвека тому назад и вследствие его хлопот­ ливости почти не повторялся. В последние годы талантливый английский ученый Горас Броун организовал целый ряд таких опытов в еще более совершенной форме, благодаря чему 1 См. II лекцию.
ему удалось устранить и остальные сомнения. Так, все еще представлялось непонятным, каким образом растение, несмотря на ничтожность общей площади сечения микроскопических отверстий своих устьиц, успевает вычерпывать из атмосферы так скудно содержащуюся в ней углекислоту’. Оказалось, что благодаря особенностям в диффузии газов (обнаружившимся в первый раз в этих опытах Броуна) углекислота проникает чрез эти отверстия почти в таких же количествах, как если бы поглощение совершалось всей поверхностью листа. Это дало Броуну повод к остроумной шутке, что растение обладает, повидимому, более обширными сведениями по физике, чем мы готовы допустить. Оказалось также, что при увеличении содер­ жания углекислоты от обычных 2/І0000 до 1/1000 и ко­ личество ее, разлагаемое растением, возросло почти в пять раз, из чего мы с еще большей уверенностью, чем прежде, можем заключить, как успешно растение может использовать атмосферную углекислоту, доступную ему в таких, казалось бы, неуловимых количествах. % Приходя в соприкосновение с зеленой, освещенной солнцем поверхностью растения, углекислота разлагается, ее кислород освобождается, а углерод слагается в растении. Постараемся теперь проследить дальнейшую судьбу этого углерода в расте­ нии. Для этого обратимся опять к микроскопу. Все без исклю­ чения наблюдения и опыты над этим явлением приводят к за­ ключению, что процесс этот происходит только в зеленых частях растения. Если орган не зеленый, то мы можем безо­ шибочно сказать, что он не разлагает углекислоты, а если же он ее разлагает, то он наверно содержит зеленое вещество, скрытое, замаскированное другими красящими началами. Эти зеленые зерна, с которыми мы познакомились, говоря о листе, этот, так называемый хлорофилл представляет нам орган, в котором совершается процесс разложения углекислоты. Вне его в растении не происходит усвоения углерода.
Посмотрим, что же мы знаем об этом хлорофилле. Он встречается в клеточ­ ках, как мы уже видели, в форме крупинок, а также в форме палочек (фиг. 4 1 ) \ лент (фиг. 68, справа) и пр. Если мы выдержим какоенибудь растение несколько времени в темноте и затем будем наблюдать под микро­ скопом эти крупинки, то их строение представится нам совершенно однообразным; внутри их не будет заклю­ Фиг. 41 чаться никаких отложений (фпг. 41 — а, влево). Но если мы затем выставим расте­ ние на свет, в обыкновенном воздухе или воде, то увидим, что, по прошествии известного времени, иногда нескольких минут, в них покажутся мелкие зернышки (фиг. 4 1 —а, вправо). У некоторых растений зернышки эти с течением времени уве­ личиваются, выставляются наружу и продолжают расти своей частью, прилегающей к хлорофилловой крупинке (фиг. 4 1 —Ъ). В таком случае они проявляют слоеватое строение, характе­ ристическое для зерен крахмала. Мы узнаем в них крахмал, но для этого нам нет надобности даже дожидаться, чтоб они выросли; в зернышке, только что появившемся в виде точки, мы уже можем узнать крахмал, если прибегнем к знакомой нам микроскопической реакции, если окрасим его в синий цвет иодом. Значит, в крупинке хлорофилла образуется крахмал, кото­ рый продолжает расти в точках соприкосновения с хлорофил­ лом. Мы легко можем доказать, что это образование крахмала находится в связи с разложением углекислоты, что оно является его результатом. Во-первых, когда атмосфера или вода не 1 Фигура 4 1 : а — крупинки хлорофилла, влево без крахмала, вправо с крахмалом; 6 — палочки хлорофилла с последовательными стадиями образования крахмала.
содержит углекислоты, крахмала в хлорофилле не образуется; во-вторых, в темноте его также не образуется, — следовательно, для образования его в хлорофилле необходимо присутствие углекислоты и условие ее разложения, т. е. свет. Мы еще более убеждаемся в том, что крахмал и есть то иско­ мое вещество, которое образуется из углерода углекислоты, когда припомним его состав. Он может служить типическим представителем углеводов, а в таком случае мы можем объяс­ нить себе его происхождение следующим образом. В клеточках есть всегда вода; но если от воды и углекислоты отнять весь кислород этой последней, то в остатке получится углевод, т. е. как бы соединение углерода с водой. Таковы известные нам факты; но должно заметить, что наши сведения по этому пред­ мету еще далеко не полны. Мы знаем, что клеточка получает углекислоту и воду, выделяет кислород, образует углевод; знаем, что эти процессы находятся в необходимой причинной связи, совершаются в том же хлорофилловом зерне и следуют один за другим с поразительной быстротой. Но как это проис­ ходит: откуда берется кислород, весь ли из углекислоты или частью из воды, что даже вероятнее, и не предшествует ли образованию крахмала образование других более простых, а может быть и более сложных соединений, — ничего этого мы пока в точности не знаем, и здесь, конечно, не место вдаваться в гадательные толкования этих явлений, не разъясненных еще вполне наукой. Как бы то ни было, наблюдая эти процессы разложения углекислоты и образования крахмала, мы не должны забывать, что присутствуем при одном из важнейших явлений в жизни не только листа, не только растения, но всего органического мира. Это превращение простых, неорганических веществ, углекислоты и воды, в органическое, в крахмал, есть единст­ венный, существующий на нашей планете, естественный про­ цесс образования органического вещества. Все органические вещества, как бы они ни были разнообразны, где бы они ни встречались, в растении ли, в животном или человеке, прошли через лист, произошли из веществ, выработанных листом. Вне листа или, вернее, вне хлорофиллового зерна, в при­ роде не существует лаборатории, где бы выделывалось органи­
ческое вещество. Во всех других органах и организмах оно превращается, преобразуется, только здесь оно образуется вновь из вещества неорганического. Из этого крахмала образуется, например, растворимый са­ хар, который, странствуя из клеточки в клеточку, достигает отдаленнейших частей растения; из этого сахара образуется клеточка, этот твердый остов растения; наконец, из этого же сахара и неорганического вещества, аммиака, могут образо­ ваться самые сложные органические вещества — белковые. Итак, в листе усвояется углерод, происходит процесс обра­ зования углеродистого органического вещества, снабжающий им не только растение, но и все животное царство; мы, значит, доискались до источника углерода в растении и разъяснили, как он проник туда. Этим разъясняется первая сторона явле­ ний питания; нам теперь известно, откуда и каким путем бе­ рутся все элементы, входящие в состав растения; углерод был последним из них. * До сих пор мы рассматривали деятельность листа и вообще растения исключительно с химической точки зрения — с точ­ ки зрения превращения вещества. Исходя из основного закона химии, что вещество не созидается, не исчезает, мы старались разыскать источники этого вещества, пути, которыми оно проникает в растение, и те превращения, которые оно при этом испытывает. Но растительное тело представляет нам не только вещество, но в то же время запас, как бы склад силы, например, тепла. Одним семенем березы, сжигая его, мы не согрели бы даже на минуту озябших рук; столетней березой мы протопили бы несколько дней нашу печь. Следовательно, в березе, в течение ее жизни, накопился запас тепла, которым мы пользуемся как теплом же или как источником механической силы. Рождается вопрос: откуда же взялось это тепло, эта сила? Это тот же вопрос, который мы ранее сделали относительно
вещества. К ак тогда он предполагал в нас убеждение, что вещество не исчезает, не созидается, так и теперь мы должны быть наперед убеждены, что и сила не созидается, не исчезает. И действительно, как химики в прошлом столетии пришли к убеждению в неуничтожаемости вещества, так физики в на­ стоящем пришли к убеждению в сохранении силы. Силы при­ роды могут бесконечно видоизменяться, превращаясь одна в другую или скрываясь, переходя в состояние напряжения, но никогда не уничтожаясь, не возникая вновь. Для обозначе­ ния этих двух состояний силы — явной, обнаруживающейся в явлениях движения, и скрытой, таящейся в виде напряже­ ния, — мы употребляем более общее выражение — энергия. Спрашивается, какое же это скрытое состояние энергии, т. е. теплоты, в наших дровах и откуда взялась эта теплота, так как она не могла возникнуть сама собой? Для того, чтобы выяснить это, мы должны вновь взглянуть на знакомые нам химические явления, совершающиеся в листе, но с чисто-физи­ ческой точки зрения — с точки зрения совершающегося здесь превращения энергии. Все химические явления могут быть разделены на две кате­ гории: на такие, при которых появляется, освобождается теплота, свет, электричество, — одним словом, энергия, и на такие, при которых, наоборот, поглощается, скрывается энергия. Первые явления совершаются сами собой или нуждаются в ничтожном толчке для того, чтобы совершиться, вторые, нао­ борот, нуждаются в постороннем источнике энергии, которая при этом затрачивается, поглощается. К числу первых принадлежит большая часть явлений хими­ ческого соединения, к числу последних — большая часть явлений химического разложения. Простейшим примером химического соединения может слу­ жить соединение с кислородом, т. е. горение; простейшим примером разложения, — явление, обратное горению, т. е. отнятие у тела кислорода, так называемое восстановление. То, что происходит при химическом соединении и разло­ жении, при горении и восстановлении мы можем пояснить себе наглядным образом при помощи следующей простой мо­
дели, состоящей из двух свин­ цовых шариков, подвешен­ ных на ниточках (фиг. 4 2 ). Причина всякого хими­ ческого соединения (фиг. 4 2 ) лежит в том, что разнород­ ные тела одарены стремле­ нием, своего рода тяготением друг к другу. Это стремлеФиг. 42 ние мы называем химичес­ ким сродством. Частицы углерода и кислорода стремятся навстречу друг другу, как вот эти шары а и Ъ, если я их раз­ двину и предоставлю самим себе. Но мы знаем, что при ударе тел развивается теплота, а иногда и свет. Теплота и свет, раз­ вивающиеся от удара, от невидимых столкновений между частицами углерода и водорода с частицами кислорода, и есть та теплота и тот свет, которые мы наблюдаем в горящем пламени. Мы усматриваем, таким образом, причину, почему хими­ ческое соединение идет само собой и почему при этом разви­ вается теплота. Соединяясь, химические элементы только повинуются своему взаимному стремлению, как наши падаю­ щие шары, а, столкнувшись, от удара нагреваются, освобож­ дают теплоту. Совсем иное дело — явления разложения. Для того, чтобы разложить химическое соединение, — в нашем сравнении для того, чтобы разодвинуть эти шары, — я должен приложить силу, должен затратить известное количество энергии, такое же количество энергии, какое проявится потом при ударе тел, когда я их предоставляю самим себе. Это равенство энергии, затрачиваемой на разложение и проявляющейся при соеди­ нении, легко доказать на нашем механическом сравнении. В самом деле, для того, чтобы удалить один шар от другого, я должен его поднять, преодолеть при этом силу тяжести; о количестве затраченной на это энергии я суж у по произве­ денной мной работе, эта работа измеряется произведением из веса шара на высоту поднятия. Но и в момент удара о другой шар падающий шар обладает энергией, достаточной для под-
нятия шара такого же веса на такую же высоту. Мы это заклю­ чаем из того, что если бы он не встретил другого шара, то сам, подобно маятнику, отшатнулся бы на другую сторону и на такую же высоту, т. е. поднял бы свой собственный вес на такую же высоту, скакойтолько что упал.И так, для того, чтобы разъе­ динить, разорвать связь, чтобы оказать противодействие срод­ ству двух химических тел, нужно затратить такое же количество энергии, какое освобождается при их соединении. Если из­ вестное количество углерода, сгорая в кислороде, освобож­ дает, скажем, 10Э0 единиц тепла, то для того, чтобы выделить обратно этот углерод из образовавшейся углекислоты, порвать его связь с кислородом, необходимо затратить те же 1000 еди­ ниц тепла. И действительно, мы видим, что разложить угл е­ кислоту, выделить из нее углерод, нам удалось только подвер­ гая ее высокой температуре горящего магния. Этот случай разложения углекислоты магнием не может, впрочем, служить примером простого разложения, так как при нем одновременно происходит и соединение магния с кислородом. Химики, действительно, долгое время полагали, что разложение таких прочных соединений, каковы углекислота или вода, и не может совершиться иначе, как при содействии третьего тела, обла­ дающего более сильным сродством с кислородом, но в сравни­ тельно недавнее время они убедились, что и действия одной теплоты достаточно для того, чтобы вызвать разложение, или, как говорят, диссоциацию углекислоты и воды. Теплота, как учит современная физика, есть не что иное, как движение — быстрое, невидимое, но ощущаемое сотрясение частиц тела. Нагревая какое-нибудь сложное тело до очень высокой темпе­ ратуры, мы приводим его частицы в такое состояние, до того расшатываем их, что, наконец, между ними порывается взаим­ ная связь — вызывается разложение, так, например, при очень высокой температуре мы уже не имеем водяного пара или газа, а смесь водорода и кислорода. При разложении поглощается, затрачивается энергия. Но куда девается эта затраченная на разложение энергия? Исчез­ нуть она не может, — это противоречило бы закону сохранения энергии. Она при этом переходит в скрытое состояние напря­ жения или запаса. Примеры запаса энергии в сфере механи-
ческих явлений всякому знакомы: чугунная баба, готовая упасть на вгоняемую в землю сваю, натянутый лук, готовый метнуть стрелу, — все это вполне понятные случаи запаса энергии в виде напряжения. Но то же выражение на первый раз звучит как-то странно в применении к свету, к теплоте. Можно ли запасать такую силу, как свет или теплота? Мог ли я, например, уловить и спрятать на завтра часть той теплоты и света, которые освободились при горении магниевой прово­ локи? Не только мог, но даже сделал. Когда я окунул горящую проволоку в сосуд с углекислотой, я затратил часть этой энер­ гии на разложение углекислоты, на выделение углерода. Этот углерод я мог сжечь завтра или завещать его отдаленному по­ томству, и оно, сжигая его, воспользуется тем светом и теп­ лотой, которые мы сберегли, запасли сегодня, затратив их на разложение углекислоты. Значит, углерод или вообще всякое горючее тело (дрова в печи, пища в нашем теле), разъединенное, но стремящееся соединиться с кислородом, представляет запас энергии. Сле­ довательно, во всяком химическом процессе, в котором тело, неспособное гореть, превращается в тело, способное гореть, делается запас энергии. В окончательном выводе мы приходим к заключению, что, во-первых, разложение углекислоты, выделение из нее углеро­ да может происходить не иначе, как при затрате внешней силы, и, во-вторых, что сила, при этом затраченная, переходит в со­ стояние запаса. Вооружившись этими двумя положениями, возвратимся к нашему листу. В нем именно происходит подобный процесс. Из неспособ­ ной к горению углекислоты образуются горючий крахмал, древесина и пр. Ясно, что этот процесс не может совершаться иначе, как при содействии внешнего источника силы. И, действительно, я уже не раз повторял, что разложение углекислоты происходит только при свете, что деятельность листа начинается только с той минуты, когда на него упадет луч солнца. Этот луч и есть та сила, которая вызывает разложение углекислоты и при этом поглощается, слагается в запас. Чтобы
это не показалось странным, сравним явления световые с яв­ лениями тепловыми. Мы видим, что теплота есть движение, которое, расшатывая частицы тела, вызывает его разложение. Но свет есть также движение, правильное, волнообразное движение. Следующее, конечно, грубое, сравнение поможет нам выяснить разлагающее действие света. Представим себе, что на гладкой поверхности воды плавают рядом два легких тела, два деревянных шара. Неподалеку от них мы бросим в воду камень; от него пойдут круги, и каждый раз, что новая волна будет пробегать под плавающими шарами, взбрасывая на гребень один, погружая в ложбину другой, она будет разъе­ динять их, порывать между ними связь. Камень, дающий круги, — это солнце, от которого постоянными, расходящи­ мися в бесконечность кругами бегут световые волны, с тем толь­ ко различием, что эти волны пробегают в секунду 2 9 0 ООО верст, что они так часты и мелки, что на одном дюйме их помещается средним числом 5 0 ООО. Эти-то почти немыслимо быстро чередующиеся волны, уд а­ ряясь в листе о еще более мелкие атомы углерода и кисло­ рода, соединенные в углекислоту, расшатывают их, порывают связь между ними, кислород освобождается, а углерод тотчас вступает в другие соединения. Первое из них, о существовании которого мы узнаем при помощи микроскопа, — крахмал. Только что мы видели, как можно сохранить впрок теплоту и свет горящего магния. То же оправдывается и относительно солнечного луча. Просто схватить и спрятать луч солнца мы не в состоянии, но зато с этой целью мы выращиваем растения, которые своими листьями не только извлекают углерод из воздуха, но вместе с этим углеродом поглощают и слагают в за­ пас схоронившийся в этом углероде луч солнца. В дровах нас греет луч летнего солнца; он же в длинный зимний вечер светит в лучине нашего крестьянина и в нашей свече. Так как лист служит, главным образом, для улавливания света, то нам становится понятным физиологическое значение его преобладающего развития в плоскости: ему выгоднее иметь плоскую, чем какую иную форму. Величина всей этой поглощающей свет листовой поверхности у некоторых растений до восьмидесяти раз более занимаемой ими площади земли.
Только теперь мы в состоянии оценить вполне значение процессов, совершающихся в листе. С одной стороны, это — процесс усвоения одного из важнейших составных начал растения — углерода — и в то же время процесс превращения неорганического вещества в органическое. К ак мы сказали, все органическое вещество, встречающееся в растениях и в животных, прямо и л и косвенно происходит из листа; с дру­ гой стороны, в листе совершается тот процесс, который связы­ вает существование всего органического мира с солнцем. Лист служит как бы посредником между любым проявлением энер­ гии в органическом мире и солнцем — этим общим источ­ ником энергии. Запасом солнечной энергии, поглощенной растением, пользуется не только само растение, но и все живот­ ное царство и человек. Мы видели, что прорастающее зерно нагревается; но откуда же взялась эта терлота? Она произошла от дыхания, от сжигания части органического вещества, заве­ щанного семени материнским растением. Но ведь на образова­ ние этого органического вещества затрачена была энергия солнечного луча, — следовательно, прорастающее в земле семя пользуется теплотой солнечного луча, поглощенной взрослым растением. Точно так же и мы, принимая в пищу органическое вещество, вместе с тем поглощаем сохраненный в нем солнечный луч и употребляем его на то, чтобы согревать пли приводить в движение свое тело. Значит, лист, в котором мы признали уже единственную естественную лабораторию, где заготовляется органическое вещество на оба царства природы, тот же лист и в том же самом процессе усвоения углерода запасает на них энергию солнеч­ ного луча, становится, таким образом, источником силы, про­ водником тепла и света для всего органического мира. До сих пор мы говорили в общих выражениях: в листе разлагается углекислота; в листе поглощается солнечный свет и т. д. Но мы имеем право выразиться гораздо определеннее: в отличие от усвоения других питательных веществ по отно­ шению к усвоению углерода мы можем вполне определенно указать тот микроскопический очаг, в котором происходит этот процесс. Это — зеленое хлорофилловое зерно. Мы можем со всей желаемой точностью убедиться в том, что лучи солнца
действительно поглощаются хлорофиллом и что именно эти поглощенные лучи вызывают разложение углекислоты, как первый акт усвоения углерода, и образование крахмала, как его последний акт. Таким образом, зеленый цвет, завися­ щий от своеобразного поглощения света зернами хлорофилла, является не случайным свойством растения, а тесно связан с самым существенным процессом его питания. Ие лист как целое, а именно сообщающее ему зеленый цвет хлорофилловое зерно служит, как мы выражались ранее, посредником между всей жизнью на земле и солнцем х. Мы ознакомились с отправлением зеленого листа. Все растения, лишенные зеленых частей, неспособны к нему, не­ способны сами для себя вырабатывать органическое вещество из углекислоты, а вынуждены жить на счет органического вещества, выработанного другими растениями. Таковы, на­ пример, грибы, как те, которые мы привыкли называть этим именем, так и те микроскопические грибы, которые мы назы­ ваем обыкновенно плесенью. Они могут существовать только на почве, содержащей готовое органическое вещество; всякая попытка воспитать их в среде, не содержащей его, как мы это делали с зелеными растениями, оказалась бы бесплодной. Сюда же относятся и так называемые чужеядные растения, которые, присасываясь к стеблям и корням других растений, питаются на их счет; такова, например, заразиха, появляю­ щаяся на корнях конопли; такова повилика (Cuscuta), обвиваю­ щаяся вокруг стеблей хмеля, льна, клевера, присасывающаяся к ним и под конец совсем их истощающая. Все эти растения 1 Необходимое условие — сохранить соразмерность всех частей к ур ­ са — не дозволяет мне дать такое развитие этой интереснейшей главе физиологии растений, какого она заслуживает. Желающие ближе озна­ комиться с этой стороной жизни растения найдут более подробное изло­ жение предмета в помещенной ниже, в приложении, лекции: «Растение как источник силы», которая, в свою очередь, представляет популярное изложение главных результатов моего специального труда: «Об усвоении света растением», и дальнейших моих исследований в этом направлении. Еще подробнее факты эти изложены в лекции: «Растение и солнечная энергия» (в моем сборнике «Лекции и речи». Москва, 1 8 8 8 , а также отдель­ ной брошюрой). (В настоящем издании лекцию — «Растение как источник силы» и лекцию — «Растение и солнечная энергия» см. т. I «Солнце, жизнь ихлорофилл»; диссертацию «О б усвоении света растением», см. т. 11. Ред.).
или имеют вместо листьев невзрачные, незеленые чешуйки, или вовсе не имеют листьев. Эти растения, неспособные к само­ стоятельному существованию, а сосущие соки из других расте­ ний, мы называем вообще паразитами. Все они, а в особенности мелкие паразитные грибки, причиняющие различные болезни растениям, составляют истинный бич земледельца, нередко вырывая у него из рук целые жатвы. & Таково значение листа. Его деятельность снабжает необхо­ димым веществом и необходимой силой весь органический мир, не исключая человека, и несмотря на то, как сказано выше, в течение веков человек упорно отказывался признать за ним роль не только необходимого, но даже полезного органа. Эта вековая несправедливость, эта черная неблагодарность освещена даже поэзией. Каждый из нас, конечно, еще с дет­ ства знает басню Крылова Листы и корни, и, однако, эта басня основана на совершенно ошибочном понимании естественного значения листа. Крылов оклеветал в ней листья, и потому в к а­ честве ботаника, значит, адвоката растения, я возьму на себя их защиту и попытаюсь предложить, взамен крыловской, другую басню, конечно, менее поэтическую, но зато более со­ гласную с природой и заключающую более строгою мораль. Смысл крыловской басни всякому известен. Корни — это те, Чьи работают грубые руки, Предоставив почтительно нам Погружаться в искусства, в науки, Предаваться страстям и мечтам. Корни — это тот «темный» люд, Кто бредет по житейской дороге В безрассветной глубокой ночи. Листья — это мы, «погружающиеся в искусства, в науки», мы, пользующиеся воздухом и светом и на досуге «предающиеся страстям и мечтам». Признавая только за корнями трудовую, производительную деятельность, Крылов видит в листьях один блестящий, но бесполезный наряд и, выставляя им на вид всю пустоту их существования, требует от них, чтобы они хоть были благодарны своим корням.
Но справедливо ли такое мнение? Точно ли листья, настоя­ щие зеленые листья, существуют для того только, чтобы шеп­ таться с зефирами, чтобы давать приют пастушкам и пастуш­ кам? Точно ли листья одной благодарностью в состоянии пла­ тить корням за их услуги? Мы знаем, что это — неверно. Мы знаем теперь, что лист не менее корня питает растение. В прошедшей беседе мы видели, что сталось с листьями и всем растением, которому корни отказали в том железе, которое они с таким трудом добывают из земли. В следующей мы уви­ дим, что сталось бы и с корнем, если бы ему листья отказали в той воздушной, неосязаемой пище, которую они добывают при помощи света. Итак, листья Крылова совсем не похожи на настоящие листья; если сравнение с его бесполезными листьями может быть только позорно и оскорбительно, то сравнение с настоя­ щими листьями вполне лестно. Но если изменяется содержание басни, изменяется и ее мораль. Какую же мораль выведем мы из нашей басни? Мораль эта может быть одна. Если мы желаем принять на свой счет сравнение с листом, то мы должны принять его со всеми его последствиями. К ак листья, мы должны служить для наших корней источниками силы — силы знания, той сплы, без кото­ рой порой беспомощно опускаются самые могучие руки. К ак листья, мы должны служить для наших корней проводниками света — света науки, того света, без которого нередко поги­ бают во мраке самые честные усилия. Если же мы отклоним от себя это назначение, если свет наш будет тьма или если, подобно вымышленным листьям басно­ писца, мы не будем платить нашим корням за их услуги ус л у­ гами же, если, получая, мы не будем ничего давать взамен, тогда мы будем не листья, тогда мы не в праве будем величать себя листьями, тогда в словаре природы найдутся для нас дру­ гие, менее лестные сравнения. Гриб, плесень, паразит—вот те сравнения, которые в таком случае ожидают нас в этом словаре. Такова мораль, которую мы можем извлечь из знакомства с листьями, не теми, которых создало воображение поэта, а настоящими, живыми листьями, — мораль, быть может, более суровая, но зато согласная с законами природы.
VI СТЕБЕЛЬ Второстепенная роль стебля как посредника между листом и кор­ нем. — Формы стебля. — Внутреннее строение. — Клеточка, волокно и сосуд. — Три типа тканей: питательные, механические и проводящие.— Соединительная ткань и пучки. — Строение стеблей у однодольных и двудольных растений. — Древесина и кора. Восходящий ток воды. — Его путь и причина поднятия. — Участие корня — его водоподъемная способность. — Участие листьев — испарение воды. — Роль устьиц. — Роль сосудов. — Значение окаймленных пор. — Быстрота движения сока. — Значение пробковой ткани.— Движение питательных веществ, выработанных листом.— Путь этого движе­ ния. — Значение ситовидных и млечных сосудов.— Причины этого дви­ жения. — Образование запасов питательных веществ. ассматривая растение исключительно с точки зрения питания, мы в праве, как уже сказали, видеть в нем только две очень развитых поверхности, приспособ­ ленных к той двоякой среде, в которой оно живет. Это — поверх­ ности корневая и листовая: первая, приспособленная к твер­ дой среде, к почве, особенно развита в длину, потому что ко­ рень должен притти в соприкосновение с возможно большим числом частичек почвы; вторая, приспособленная к поглоще­ нию воздушных частиц, а главное — к поглощению падаю­ щего на растение света, развита преимущественно в плоскости. Благодаря такому устройству, при благоприятных условиях почти ни одна частица почвы не ускользает от корня, ни один луч солнца не пропадает даром для растения. Вещества, принимаемые корнем и листом, совершенно раз­ личны и в то же время одинаково необходимы для растения: очевидно, что для существования каждого из этих органов, Р
для общего существования целого растения, необходимо, чтобы между обоими органами существовал деятельный обмен. Орган, соединяющий эти две поверхности, несущий листья и служащий посредником между ними и корнем, — стебель. В качестве посредника стебель не представляет такого сущест­ венно необходимого органа, как корень и листья, и потому иногда бывает очень слабо развит, — наоборот, в тех случаях, когда он развит, он с виду играет самую выдающуюся роль, определяя общий облик растения, — самую физиономию ра­ стительности в данной местности. Всем знакомо, например, растение подорожник, состоящее из пучка листьев, собранных в розетку и почти плашмя лежащих на земле; здесь стебель почти не развит, и потому-то листья так между собой сбли­ жены. Нечто подобное же, но в больших размерах, мы имеем в американских агавах, растущих в южной Европе и разводи­ мых в теплицах: у них все растение состоит из пучка громад­ ных, почти в сажень длиной, мясистых листьев, которые раз в десяток лет 1 выкидывают цветочную стрелку сажени че­ тыре длиной, напоминающую формой колоссальный канде­ лябр. Весьма слабое развитие стебля представляет нам также одно в высшей степени любопытное африканское растение. Представьте себе почти бесплодную степь, среди которой ме­ стами, едва отделяясь от поверхности земли, приподнимаются какие-то как бы пни или обрубки, несколько воронкооб­ разно выдолбленные и с бороздкой поперек. В обе стороны от этой бороздки с краев пня тянутся аршина на два, а иногда и почти на сажень в длину, два какие-то лоскута, при начале жесткие, кожистые, зеленоватые, а на концах побуревшие, выцветшие, растрепавшиеся на более узкие тесьмы, одним сло­ вом, совершенно измочалившиеся; на краях воронковидного пня кое-где приподнимаются веточки с мелкими шишками, напоминающими шишки хвойных. Это — W elwitchia, про­ званная за все свои особенности m irabilis — чудесной. Значе­ ние описанных частей таково: пень, почти зарывшийся в землю и постепенно переходящий в корень, — ствол этого растения, 1 А в наших теплицах гораздо реже, откуда 'название столетнего алоэ, под которым растение это обыкновенно слывет у наших садов­ ников.
С Т Е БЕ Л Ь редко превышающий два фута длиной, несмотря на то, что растение достигает столетнего возраста; два описанные лоску­ та — пара листьев, которую сохраняет растение в течение всей своей жизни; умирая с концов, они постепенно нарастают с осно­ вания и таким образом достигают такого глубокого возраста. От этих приземистых, почти бесстебельных растений сде­ лаем скачок к стройным, высоким пальмам, которые Эндлихер прозвал principes, т. е. князьями растительного мира. У них ствол устремляется вверх прямым, отвесным столбом, увенчанным на вершине короной листьев, подобно колонне, для которой они, говорят, послужили образцом. Но стволы пальм представляют нам еще только одностороннее развитие — развитие в длину; они очень стройны, высоки, но обыкновенно не ветвятся и не растут в толщину. Совершенно иной облик и вместе с тем высшее развитие стеблевой формы представляют нам стволы наших хвойных и лиственных дерев. Они в тече­ ние всей своей жизни утолщаются и ветвятся и таким образом могут достигать колоссальных размеров. Так, например, в снятой кольцом коре калифорнской велингтонии можно было устроить помещение для танцев; в дупле громадного каштана на Этне приютилась небольшая часовенка, а под зеленым наве­ сом баобабов укрываются, по словам путешественников, целые караваны. Хотя в наших лесах не встречается таких колоссов, но и в них можно любоваться вековыми старожилами, подоб­ ными кунцевскому дубу, воспроизведенному на нашей фотогра­ фии. Его могучий ствол, почти в четыре обхвата толщиной, поднимается со дна глубокого оврага, а вершина расстилается над макушками столпившихся по обрыву лип и осин 1 . 1 В последнее время много хлопочут о сохранении «памятников при­ роды», проектируют для этого целые штаты с приличными окладами и т. д. Толчок этому движению дал не так давно Вильгельм II, приказавший обнести изгородью один дуб в Баварии; по его примеру заговорили не­ мецкие ботаники, а с их голоса и русские. Но вот более сорока лет я об­ ращаю внимание на кунцевский дуб, и нашелся только один молодой бо­ таник (в журн. «Естествознание и география»), глубокомысленно изрек­ ший, что он «ничего особенного не представляет». Судя по прекрасной аква­ рели (которую подарил мне в 1 9 1 3 г. А. Н. Строганов), у этого москов­ ского старожила ободрана значительная часть коры, так что его дальней­ шему существованию грозит опасность. (Удар молнии сжег кунцевский
Таковы размеры, каких может достигать стебель, исполняя свое назначение — нести шатер листьев — эту громадную зеленую поверхность, предназначенную для улавливания сол­ нечных лучей, и нельзя не заметить, что для этой цели он пред­ ставляется весьма целесообразным. Довольно вспомнить, ка­ кой полумрак царит в хвойном лесу даже в яркий день, чтобы убедиться, что иглы должны быть распределены на стебле самым выгодным образом для того, чтобы при незначительной их ширине они могли перехватывать большую часть падающего света. И, действительно, если с первого взгляда распределение листьев на стебле кажется чем-то совершенно случайным, то более внимательное изучение обнаруживает в этом отноше­ нии замечательную правильность. Первым обратившим вни­ мание на это обстоятельство был, кажется, знаменитый Леонардо-да-Винчи, но только в настоящем столетии явление это подверглось подробному изучению со стороны ботаников. Эта правильность расположения выражается, главным обра­ зом, в том, что листья размещаются на стебле таким образом, чтобы по возможности не заслонять, не затенять друг друга, а в то же время и не оставлять промежутков, в которые могли бы бесполезно проскальзывать солнечные лучи. В справедли­ вости этого может убедиться всякий при первом взгляде на розетку листьев подорожника: они все между собой чередуются, так что только девятый лист прикрывает первый, т. е. самый нижний. Конечно, чем более листья раздвинуты один от дру­ гого, тем менее они взаимно затеняются. Но значительное раз­ витие листовой системы возможно только при известных раз­ мерах стебля. В большей части случаев это достигается лишь при значительной трате строительного материала, так как сте­ бель для того, чтобы нести большое число- листьев, должен обладать значительной стойкостью и прочностью. Но есть растения, которые достигают той же цели, — приносят много листьев, взбираются на большую высоту, соблюдая при этом экономию в строительном материале: это — вьющиеся расте­ ния, тонкие, нежные стебельки которых избирают себе опорой дуб. Ред.). К слову сказать, неужели у нас в школах учат только «дре­ вонасаждению», а не учат, что, обдирая кору, уничтожают чудные «памятники природы».

i • во* на ядееку« «а : і. v, . -m - ‘; 4 0 Ш - ' ’ ;■ «мин «и: v . а рь стебель, исполняя .« п т * i.i-'Tbi'B — эту громадную 1 ,;. для улавливания сол* і Ц ііи гі * . для этой цел;* он пред■ ifI ю ( ф т я ш * ш іовольио вспо.ѵтніь, каp*rt* м «( «е в яркий день, чтобы І-. * . J тір**делены на тебле Sei' т .*** '•» ’ г<к-ы при неэпачитной I * ы н л г ъ ''ю . і ы п у ю часть аад»к>и?«го I, .ѵ(с| f и*рл>го взгляда распрей <->#мв I мАсл чем-то совершенно случайна ѵ . • г ••«'ыарѵживает в этом оти f ■>. ч':..ггь. Первым обратившим внпм ю был. кажется, знаменитый Леон# • м; в настоящем столетии явление *?'■,! язу'нзнн« *і тороиы ботаникой. *аѵ ■-.> 1!й,и w.!; !» ■ славным обраIt fw * :T*if>.W Таким ООрЭЗОМ, и* I • V w затенить д р у г д р у г а , і , і, тков, в которые могли « лучи. В справе дли* --!•» ѵ* ,»м первом взгляде на «ежду собой чередуются, •; : ггервый, т. е. самый »•* *•■»‘А 1 а* двинуты один от друм т ■■■> * » • »в*- * и » * н о к я Но значительное раз•<> при известных ралI v..;jva*>*j л й і п п случаев это достигается лишь ;<л >. ‘ vs“-v rjUf** і тр«;аг**ды№го материала, так как <те* »<’• - I. дагтн - іь юг число лястьев, іилжен •• ■:^ * 4#ІВ*>ММЧІ ТОЙКСйЛЫ» ы прочностью. Но есть • я •• і-.. И г Ь ч ■ ЦТЛЯ, — ПрВНОС! •: МНОГО t > . соблюдая при этом * -.#..-***« 'Мч*м м '»ѵ; у і и--. « j — вьющиеся расте­ нии* 1 «И пмшр "чг..<■ «а 1 и юнрают себе опорой *■ к w НАШ і лах учат только «дре«ору, уничтожают чудные


другие растения или неодушевленные предметы; обвиваясь вокруг них или цепляясь за них, они карабкаю тся на значи­ тельную высоту и производят значительную листовую п оверх­ ность, которую сами не в состоянии были бы нести. Таковы , например, хм ель, полевая повилика, плющ и множество расте­ ний, населяю щ их тропические леса и слывущих под общим названием — лиан. Таким образом, на долю стебля выпадает двоякое отправ­ ление: нести листья и проводить питательные соки из корн я в лист, из листа в корень; для этого он, очевидно, должен обла­ дать известными приспособлениями, которые бы сообщали ему необходимую прочность, твердость, упругость и другие меха­ нические свойства, а в то же время долж ен представлять си­ стему каналов или иных путей для проведения соков. Д ля того, чтобы понять, каки м образом стебель выполняет эти оба н аз­ начения, необходимо ознакомиться с его строением и еще п реж ­ де ознакомиться со строением самых клеточек, этих, к а к мы выразились в первой беседе, кирпичей, из которых выведено здание растения. Стоит вырезать очень тонкий поперечный ломтик дерева, и мы тотчас увидим, что он проды рявлен мельчайшими отвер­ стиями: это — полости, просветы клеточек. С тем, что нахо­ дится в клеточке, — с ее химическим содержанием, — мы уж е успели познакомиться; в настоящее время она нас интересует, главным образом, с механической точки зрения к ак строитель­ ный материал, и в этом отношении гл авн ая роль принадле­ жит ее твердому остову — стенке, от которой зависит вся ее форма. В свободном состоянии клеточка чаще всего представляет шарообразную форму, в соединении же с другими клеточками, в тканях, эта ш арообразная форма переходит в многогранную (как на фиг. 43— 1). Но такая многогранная форма свидетель­ ствует все ж е, что клеточка в течение всей своей жизни р азв и ­ валась почти равномерно по всем направлениям; если же она
будет разви ваться преиму­ щественно по двум на­ правлениям, по двум осям, то получится форма пло­ ская, в виде таблички; такие табличные клеточки образую тся преимущ ест­ венно на поверхности ор­ ганов, из них состоит кож ица, облекаю щ ая р а ­ стения (фиг. 4 3 —2). Н а ­ конец, клеточка может развиваться почти исклю ­ чительно в одном н ап р ав ­ лении, по одной оси; тогда образуется не м ногогран­ ная, не плоскотабличная форма, а очень удлинен­ ная, вы тянутая форма, получается волокно (как на фиг. 43— 5 и б). Из таФ иг. 43 ких удлиненных волокон состоит в значительной степени древесина наш их деревьев, но это еще не самые длинные волокна. Волокнистые клеточки, наприм ер, л ьн а, которые мы употребляем для пряж и, иногда около тысячи раз длиннее своего поперечника, так что мы не могли бы дая«е изобразить их здесь в надлежащ ем масштабе, —• приш ­ лось бы провести простую черту. Разнообразие форм клеточек не ограничивается их общим очертанием, их внешним обликом; самая стенка может представлять очень разнообразное строе­ ние: то она совершенно равномерна и тонка (как на фиг. 43— 1 и 2), то повсеместно утолщена, причем заметно, что она со­ стоит из концентрических слоев (фиг. 43—3 —5), то, наконец, эти внутренние слои утолщаются не сплошь, а только местами, образуя самые причудливые узоры . Если, наприм ер, неутол­ щенными останутся лишь небольшие места оболочки то вся клеточка (прозрачная, к ак всегда) представится к а к бы пятни­
стой, а на поперечном ее разрезе мы заметим, что этим пятнам соответствуют каналы , пронизывающие всю толщ ину оболоч­ ки (фиг. 43— 1 и 3). При этом любопытно, что каналы в смеж­ ных кл етках всегда соответствуют, так что эти п ятн а, или, как их называю т, поры или продушины, не что иное, к а к места, где соприкасаю щиеся клетки разделены лиш ь очень тонкой пер­ воначальной оболочкой, через которую их соки могут легко диффундировать. Иногда же и эта тон кая оболочка исчезает, и тогда полости соседних клеток сообщаются. Наоборот, если неутолщенной останется значительная часть оболочки, то появляю щ иеся с внутренней стороны утолщения могут пред­ ставить самый разнообразный вид сеток, колец, винтообразнозакрученны х лент (фиг. 43— 4 и 7) и пр. М икроскописты обык­ новенно с особенной любовью перечисляли и описывали разно­ образные формы пор и утолщений, но для физиолога форма, как бы она ни была сама по себе любопытна, не представляет интереса, пока неизвестен ее смысл, ее значение в ж изн и р а­ стения, а таково именно было положение дела по отношению к различным формам утолщений, и только в сравнительно недавнее время стали п оявляться попытки объяснить физио­ логическую роль этих образований, о чем мы скажем несколько слов ниже. Исчисленными двумя обстоятельствами — общим очерта­ нием клеточки и строением стенок — еще не исчерпывается все разнообразие клеточных образований. Клеточки еще могут сливаться между собой в более сложные органы, так назы вае­ мые сосуды. Сосуды обыкновенно образую тся через проды рявливание или совершенное исчезание, всасывание поперечных перегородок в вертикальных рядах клеток. Т ак, например, если ряд клеточек со спиральными утолщениями потеряет поперечные, разграничиваю щ ие их перегородки (фиг. 4 4 —I , левый), то из этого произойдет сплош ная трубка, так назы вае­ мый спиральный сосуд (фиг. 4 4 —/ , правый). Но иногда, к ак сказано, вертикальные ряды клеточек, превращ аясь в сосуды, не теряют вполне своих поперечных перегородок, а только сообщаются между собой посредством более или менее значи­ тельных пор. Любопытна одна форма подобных сосудов, в ко­ торых кучки мельчайших пор собраны наподобие сит или решет,
откуда и самые клеточки получи­ ли название ситовидных или ре­ шетчатых. На фигуре 44— I I изо­ браж ена одна целая та к а я клеточ­ ка, соединенная с двум я другими в сосуд; их поперечные стенки просверлены мельчайш ими п ора­ ми, представляющ ими подобие си­ та. Ч ерез эти поры содержимое клеточек может сообщ аться; уда­ лось даже подметить мельчайш ие круп и нки крахм ала, засевш ие в порах, и мы вскоре увидим, какое важное физиологическое значение Ф иг. 44 представляют эти сосуды. Кроме сосудов, образую щ их только длинные прямые трубки, встре­ чаются еще и такие, которые, ветвясь и сплетаясь между со­ бой, образую т целую сложную сеть сообщающихся кан алов. Такие сосуды обыкновенно содержат белый, реж е — ж елты й сок, откуда им и дано название млечных сосудов. П римеры ра­ стений, содерж ащ их млечный сок, всякому более и ли менее известны: таковы одуванчик и мак, выделяющие при м алей­ шем поранении белый сок; таков, конечно, всяком у с детства знакомый чистотел, из стеблей и листовых ж илок которого при разрыве выступает желтый сок; таков, наконец, столь обыкновенный в комнатной культуре Ficus, дающий, наравне с некоторыми другими тропическими растениями, изобильны й млечный сок, известный в засохшем виде под названием кау­ чука. Все эти млечные соки заключены в сложной системе вет­ вящ ихся и сплетающ ихся сосудных трубок, рассеянны х по всему растению, но преимущественно в коре и л и стьях. Описанные элементарные органы растения можно вообще разделить на три группы, которым, если не исклю чительно, то преимущественно, свойственны три различны х отп равле­ ния. Эти три группы, или категории, будут следующие: соб­ ственно клеточки, волокна и сосуды. В первы х происходят процессы питания, т. е. образование и превращ ение питатель­ ных веществ; они содержат хлорофилл, в них же отлагаю тся
запасы белковых веществ, крахм ал а, сахара, кристаллы мине­ ральны х солей и пр. Это — лаборатории и кладовые растения. Волокна служ ат, главным образом, для механических целей, потому что содержимое в них не играет роли: главное значение принадлеж ит их форме, вытянутой в длину, и их стенке, утол­ щенной иногда до полного уничтож ения полости (как, наприм ер, на фиг. 43—5). Новейшие исследования показали, что к а к по материалу, из которого состоят эти механические элементы, так и по их строению и в особенности по распределению их в стеблях они с изумительным совершенством приспособлены для своего отправления, т. е. для сообщения частям растения необходимой прочности, упругости и п р ., при возможной эко­ номии строительного материала. Т ак , например, получился поразительны й результат, что материал, из которого состоят эти волокна, в известном отношении почти не уступает ж елезу, а расположены они по всем правилам инженерного искусства. Третья категория — сосуды— слуяш т главным образом для проведения соков. Посмотрим теперь, как распределяю тся в растении эти эле­ менты, столь различные по своему строению и по отправлению , Собственно клеточки образую т так называемую соедини­ тельную или основную ткань, т. е. связь и основу всякого органа, волокна же вместе с сосудами образую т пучки, которые прохо­ дят среди этой основной ткани. Всего лучше мы это видим в листьях. Средина листа в промежутке между его двумя кож и ­ цами зан ята, к а к мы уже знаем, листовой мякотью, т. е. основ­ ной тканью , а в ней проходят ж и л ки , или нервы. Это и будут пучки; они или тянутся продольными рядами, или образую т сложные сплетения, целую сеть, о которой с первого взгляда на лист мы получаем только слабое понятие. Д ля того, чтобы убедиться, к а к нежна и тонка эта сеть, стоит оставить листья несколько времени гнить в воде, — тогда без труда можно мягкой щеточкой удалить -обе кож ицы и мякоть листа и п олу­ чить отдельно эту сеть нервов, с которой не сравнится никакое кружево Ч Н азвание нервов не совсем удачно выбрано, так 1 Такой же обработке можно подвергнуть и другие части растений и составлять из них полупрозрачные, как бы воздушные букеты ( ф ан­ т омы , как их называют англичане).
как эти .органы не имеют почта ничего общего с нервами ж ивот­ ных. Если уже проводить подобную параллель, то скорее их можно сравнить одновременно со скелетом и с сосудистой си­ стемой, так к ак они представляют и твердый остов листа и си­ стему каналов для передвижения питательны х веществ. Я вы­ разился, однако, с осторожностью, что они не имеют почти ничего общего с нервами животных, потому что вы сказы вается, как мы увидим, мнение, что они представляют пути, по которым передается в растении раздраж ение. Если это мнение оп рав­ дается, то, очевидно, мы должны будем признать в них н еко­ торое, хотя бы отдаленное, сходство с нервами животного. Те же нервы, или ж илки, которые так явственны в листе, тянутся и в стебле, но там далеко не так резко выражены , не бросаются сами собой в глаза. Впрочем, различные растения представляют в этом отношении весьма различное строение; опишем два наиболее общих случая. У одних, у класса одно­ дольных 1 растений, куда относятся, например, наш и злаки, спарж а, а из древесных растений — пальмы, эти пучки раз­ бросаны в основной ткани, как это показано (фиг. 4 6 —1) на поперечном сечении. Один такой пучок с окруж аю щ ей его основной тканью из стебля маиса изображен в очень увеличен­ ном виде в долевом и поперечном сечении на фигуре 45 2. Здесь ясно видно, что пучок состоит из различных сосудов: спиральных, сетчатых, кольчатых и пр., а такж е волокон, между тем к а к окруж аю щ ая ткань состоит из клеточек. Еще нагляднее можно обнаружить это строение стебля однодоль­ ных, если погрузить отрезок стебля с листьями на несколько времени в какую-нибудь окрашенную жидкость, например, раствор фуксина, — тогда на поперечном разрезе, подобном фигуре 46—/ , перерезанные пучки выступят в виде красны х пятен на бесцветном поле основной ткани. Совсем иное строение представят нам стебли хвойны х и дву­ дольных 3 растений, куда относятся все наш и древесные 1 Так прозванных потому, что у них одна семенодоля. 2 Поперечное и долевое сечение через стебель маиса, представляю­ щее один сосудистый пучок с окружающей основной тканью. Большое отверстие посредине мелких—• просвет очень крупного сосуда. Ряд менее крупных сосудов разрезан вдоль. 3 Т. е. имеющих две семенодоли.
Ф иг. 45 породы: дуб, липа, клен и пр. Д ля того, чтобы разъяснить себе строение этих стеблей, необходимо вдаться в некоторые анато­ мические подробности, без которых дальнейшее изложение было бы непонятно. И ботаники и неботаники отличают на срубе дерева три части: кору, древесину, представляющую ряд концентрических колец, и сердцевину (фиг. 46— I I I ) . Но ботаники идут далее и усматривают здесь то же различие между основной тканью и сосудисто-волокнистыми пучками, какое мы видели так ясно выраженным в стебле однодольных растений. Постараемся выяснить это обстоятельство. В стебле одно­ дольного мы видим преобладание основной ткани; пучки раз­ бросаны в ней без порядка, и каждый пучок со всех сторон о к р у ­ жен ею. Но представим себе, что эти пучки будут расположены правильно, одним кольцом, и притом будут так сильно развиты , что между ними останутся только сравнительно узкие про­
слойки основной тк а н и ,—тогда мы получим стебель, изображенный на фигуре 46—7 / х. Таково, дей­ ствительно, строение молодого од­ нолетнего стебля какого-нибудь из наш их древесных растений; мы видим в нем основную ткан ь в се­ редине кольца сосудистых пучков, это — сердцевина; видим ее в форме узки х, расходящ ихся лучам и от сердцевины, прослоек в пром еж ут­ ке между пучками, это — так н а­ зываемые сердцевинные лучи; ви­ дим ее, наконец, сн аруж и этого кольца, это — так назы ваем ая пер­ вичная кора, сочная, обыкновенно зеленая, состоящая из клеточек. Т аким образом, на поперечном сечении каждый сосудистый п у­ чок, заключенный между двумя сердцевинными лучами, имеет фор­ му треугольника или кли на, обра­ щенного вершиной к центру. Эта клиновидная форма пучков со­ храняется и в многолетнем стеб­ ле. Лучисто расходящ иеся тем­ ные полоски, которые мы заме­ чаем на фигуре 46 — I I I , пред­ ставляю т сердцевинные лучи, а более светлые кли нья между ними — сосудистые пучки. Значит, в многолетнем древесном стволе пучки составляют преобладающую часть; основная ткань представляется в промежутке м еж ду ними узкими, иногда едва заметными, сердцевинными лучами; от­ сюда понятно, что различие между пучками и основной тканью не так резко выступает, к ак у однодольных, и обнаруж ивается 1 Фигура 46: I — стебель пальмы или спаржи; I I — схема стебля однолетнего двудольного; I I I — стебель древесного ствола двудольного растения. Все три в поперечном сечении.
только при микроскопическом исследовании г. Г лавная часть стебля наш их древесных пород состоит, следовательно, из сосу­ дистых пучков, но не в этом еще заклю чается их сам ая выдаю­ щ аяся особенность. Они отличаются от однодольных растений, как, например, пальм, тем, что способны в течение всей своей жизни расти в толщину, на что последние неспособны. Это зависит от следующего анатомического устройства. К а к вся­ кому известно, у всех наш их древесных растений кора резко отделяется от древесины; весной, когда растение переполнено соками, она даже легко отстает от последней. Неботаники п ола­ гают, а в былое время полагали и ботаники, что между корой и древесиной есть перерыв, наполненный, в особенности весной, густой жидкостью , из которой способны образоваться новые части растения. Точное микроскопическое исследование пока­ зало, что здесь никакого перерыва, однако, нет, но что в этом месте стебля располож ена кольцом ткань, очень н еж н ая, очень сочная, способная постоянно образовывать новые клеточ­ ки, откуда ее и называют образовательной тканью , или кам ­ бием. Н а фигуре 46— I I она изображ ена темным кольцом. Это кольцо, к а к видно, пересекает поперек и сосудистые пучки и сердцевинные лучи, и весь стебель делится им на две части — древесину, леж ащ ую внутри кольца, и кору, лежащ ую к н а­ ружи. Б л аго д ар я присутствию этого кольцеобразного, сплош­ ного образовательного слоя, которого нет у однодольных, так к ак у них сосудистые пучки не расположены правильно в круг, а разбросаны , стебли двудольных и хвойных способны к продолжительному росту в толщ ину. Эта образовательная ткань каж ды й год отлагает несколько новых рядов элементов как в сторону древесины, так и в сторону коры, но древесина образуется в большем количестве (фиг. 46—I I I ) , и ряды ее клеточек отлагаю тся гораздо ровнее, почему она и пред­ ставляет нам то правильное чередование годичных колец, которое мы замечаем на каждом поперечном разрезе дерева. Посмотрим теперь, какой анатомический состав представят эти две части сосудистых пучков, разделенные образовательной тканью , т .е . часть древесинная и часть коровая. В древесинной 1 См. нише фигуру 63, изображающую небольшой участок древесины» пересекаемой сердцевинным лучом.
части мы встречаем почти исключительно волокна, изобра­ женные на фигуре 43—6 и получивш ие название древесных, и разнообразные сосуды: пористые, сетчатые, спиральны е и др., но никогда не ситовидные. В коровой части находим очень удлиненные волокна с очень толстыми стенками (фиг. 43—5), подобные описанным выше волокнам п рядильны х растений, из сосудов же встречаем только описанные выше ситовидные (фиг. 44—I I ) . Волокна образуют ту часть коры , которая назы ­ вается лубом; она сильно развита, например, у липы , и дает общеизвестные продукты — лубки, мочало и лы ко. От этого луба и все волокна, имеющие описанное строение, где бы они ни встречались, получили название лубяных. Таким образом, поперечный разрез многолетнего дерева представит нам с л е ­ дующие части: снаруж и — то, что мы назвали первичной ко­ рой; в этой части, к ак мы увидим ниж е, в более поздний воз­ раст растений образуется особая ткань, служ ащ ая для защ иты дерева; под первичной корой леж ит коровая часть сосудистых пучков, состоящ ая, главным образом, из луба и заклю чаю щ ая ситовидные сосуды; эту часть, в отличие от первичной коры, мы назовем вторичной корой, далее — кольцо образовательной ткани, еще далее к центру — древесина и, наконец, в самом центре — сердцевина. Этими анатомическими подробностями мы можем ограничиться. Х отя они, быть может, несколько скучноваты, в особенности в такой, по необходимости, сж атой форме, но без них была бы непонятна физиологическая д ея­ тельность стебля. Заручивш ись ими, мы можем приступить к исследованию вопроса: какими путями соверш ается движ е­ ние растительных соков, т. е. взаимный обмен м еж ду теми веществами, которые всосаны корнем, и теми, которые вырабо­ таны листом? Начнем с первого, более простого случая, с того передви­ жения веществ, которое направляется из корн я в воздушные части растения, с так называемого восходящего тока. Этот ток доставляет всем частям растения необходимую воду и раство­
ренные в ней соли. У знать путь, которым движется эта вода, весьма легко, благодаря тому обстоятельству, что отсутствие в растении надлеж ащ его количества воды немедленно об нару­ живается его завяданием. Следовательно, делая поперечные надрезы в различны х частях стебля живого растения и наблю ­ дая, где и в каком случае оно начнет вянуть, мы легко узнаем , пересекли ли тот путь, по которому движется восходящ ий ток воды. Опыт п оказал, что мы можем перерезать поперек всю кору, даже снять ее кольцом, и растение от этого не завянет, т. е. его воздушным частям будет попрежнему доставляться вода из почвы. Мы можем такж е перерезать сердцевину, да, впрочем, в стары х растениях она и без того нередко отмирает, образуется дупло, причем с возрастом разложение распростра­ няется и на внутренние, старые слои древесины, и дерево от этого, однако, долго не страдает. Очевидно, что восходящ ий ток воды должен соверш аться по древесине и притом молодой. Вывод этот подтверж дается и другим, уж е упомянутым опытом окраш ивания сосудистых пучков цветными жидкостями. Этот опыт особенно нагляден, если взять для него листья, испещ­ ренные белыми полосками, или белые цветы; тогда, по прошест­ вии короткого времени, вся сеть ж илок выступит цветной на белом поле. М икроскопическое исследование показывает, что окрасятся прежде всего именно сосуды. Значит, в древесине мы должны видеть путь для восходящего распространения воды в стебле. Но к ак объясним мы причину этого поднятия воды иногда на громадную высоту 300 футов? Причина этого движения должна леж ать и в стебле и в корне: в стебле потому, что отре­ занные стебли и ветви всасывают воду и проводят ее в листья; в корне — потому, что если отрезать стебель у самой шейки корня, мало того, если даже отрезать верхнюю часть корн я, то из поперечного разреза оставшейся в земле части его будет выступать вода. Познакомимся прежде с этим явлением выделе­ ния воды из верхнего разреза корня, служащ им, очевидно, исходной причиной для поступления воды в стебель. Д авно было замечено, что в некоторых случаях из пораненного или поперек перерезанного стебля обильно вытекает сок; этому явлению даже было дано название плача растения, но п ола­
гали, что оно исклю ­ чительно свойственно известным деревянис­ тым стволам и в изве­ стное только время го­ да; особенно резко об­ наруж и вается этот плач у виноградной лозы весной. Сравнительно недавние исследования показали, однако, что это явление общее всем растениям, к а к древес­ ны м ,так и травянисты м, и происходит круглы й год, но, разум еется, с весьма различной си­ лой. Д ля того, чтобы обнаруж ить это истече­ ние и измерить его силу, поступают так: срезают tessssÄissiSssasess стебель на небольшом расстоянии от земли и при помощи каучуковой трубки надевают на него простую, загнутую коленом стеклянную трубочку, если ж елаю т только собрать и измерить количество вытекающей жидкости, или трубочку такой формы, к а к пока­ зано на фигуре 47 слева, если желают узнать, под каки м напо­ ром выталкивается сок из разреза. Эта двоякоизогнутая трубка, наполненная отчасти водой, отчасти ртутью, не что иное, как манометр, служ ащ ий для измерения давления, под кото­ рым вытекает сок из растения. Сок, вытекая в трубку, гонит пе­ ред собой ртуть; по поднятию столба ртути в откры том колене мы и заключаем о силе давления. Опыт показал, что это давление может доходить до тридцати шести футов водяного столба, т. е. вода выталкивается из разреза с такой силой, что в состоя­ нии была бы еще выходить, даж е если бы на площ ади разреза давил сверху столб воды в 36 футов. Чем объясним мы эту
способность корн я поднимать воду на такую высоту? Следую­ щий опыт дает нам ответ. Возьмем небольшой стеклянный колокол (фиг. 47 справа, Ъ), затянем его нижнее ш ирокое от­ верстие пузырем, а в горлышко воткнем пробку с длинной сте­ клянной трубкой (а) и погрузим все, к а к показано, в сосуд с водой. Е сли бы в колоколе заклю чалась такж е вода, то меж ду водой в наруж ном и во внутреннем сосудах не произош ло бы никакого движения, — разумеется, под условием, чтобы уровни в наружном и внутреннем сосудах были одинаковы при п — п, потому что иначе вода под влиянием собственного давления стала бы просачиваться через пузырь и з сосуда, где ее уровень выше, в сосуд, где ее уровень ниж е. Но представим себе, что во внутренний сосуд налита не вода, а раствор какого-нибудь вещества, встречающ егося в клеточках растений, например, сахара, который, к а к известно, находится в изобилии, н ап ри ­ мер, в корн ях свекловицы. Тогда обнаруж ится явление, с п ер­ вого взгляда озадачивающее и к а к бы противоречащее тому, что только что было сказано о стремлении воды в двух сооб­ щающихся через перепонку сосудах притти к общему уровню . Раствор сахара — для большей наглядности мы можем его подкрасить — начнет быстро подниматься в стеклянной трубке и вскоре достигнет значительной высоты (/). Объяснение этого явления таково: вода и раствор сахара, по законам диффузии, стремятся навстречу, одна — во внутренний сосуд, другой — вон из него. Но частицы воды движ утся быстрее, чем частицы сахара. Следовательно, вода будет быстрее проникать в са­ хар, чем сахар в воду; мало того, вода гораздо легче проходит через пузырь, чем сахар, — следовательно, на основании сово­ купного действия этих двух причин ток воды во внутренний сосуд будет гораздо быстрее тока сахара, и отсюда это, сначала непонятное, к а к бы противоречащее гидростатике, поднятие раствора в трубке. Тот же результат мы получили бы, хотя не в такой резкой форме, если бы вместо сахара взяли белок, камедь или какое другое вещество, встречающееся в расти­ тельных клеточках. Следовательно, и здесь явление сводится на диффузию, усложненную влиянием перепонки. Я вления этого рода получили название осмотических. Скорость этого явления при прочих равных условиях будет зависеть и от ш
площ ади соприкосновения двух жидкостей, в нашем приборе — от величины отверстия, затянутого пузырем. Допустим, что наш прибор представляет подобие корневой клетки, корневого волоска, вспомним, к ак громадна площ адь прикосновения этих волосков с почвенной водой, и мы легко поймем, каков должен быть совокупный результат миллионов подобных, хотя бы и микроскопических, приборов. К аж д ая клетка ж адно вса­ сывает воду и через свою, к а к должно п редполож ить, более тонкую внутреннюю стенку выдавливает ее в сосуды, которые гонят ее вверх по корню, в стебель. Таково объяснение, которое мы можем дать этой водоподъем­ ной способности корня. Ее одной, по всей вероятности, недо­ статочно для объяснения поднятия воды до м акуш ки самых высоких деревьев, к тому же мы знаем, что отрезанные и п огру­ женные в воду стебли сами в состоянии всасывать воду. Но для того, чтобы объяснить себе причину этого всасы вания воды стеблем, нам нужно прежде познакомиться с участием, которое принимают в этом явлении листья. Всего легче и н а­ гляднее убеждаемся в этом следующим опытом. Срезаем неболь­ шую, покрытую листьями ветвь, например, березы, и обмаки­ ваем ее срезанным концом в воду. Вынув ее из воды, заме­ тим висящую на срезе каплю , но не пройдет и половины, даже четверти минуты, к а к эта кап л я всосется; обмакиваем снова и снова наблюдаем быстрое исчезание кап л и , показы ­ вающее, с какой жадностью наш а ветвь пьет доставляемую ей воду. Корень гонит воду в стебель, стебель жадно всасывает эту воду и проводит ее далее; куда же денется эта вода, когда все части растения будут ею насыщены? Очевидно, если она по­ стоянно прибывает с одного конца, она должна убывать с дру­ гого. При некоторых исключительных условиях это явление наблюдается очень наглядно. Если в теплый и влаж н ы й май­ ский или ию ньский вечер, после заката солнца, наклонивш ись к земле, взглянуть на поверхность поля, засеянного яровым злаком, то можно увидеть, что на самых кончиках его прямо торчащих былинок сидят круглы е капельки. Если, вооруж ась терпением, наблюдать несколько времени за одним листом, T9 уврдим, что эта капелька будет постоянно расти, расти и, ш
наконец, скатится; на месте ее, опять на самом острие листа, появится новая капелька, и так далее. То же явление можно наблюдать, если сделать посев овса в плош ке, покры той стек­ лянным колпаком . На кончиках листочков будут постоянно п оявляться кап л и воды, которые исчезнут, если снять колп ак. Некоторые растения представляют это явление в еще более резкой форме и выделяют воду в значительных количествах. Анатомическое исследование показало, что в этих листьях, в местах выделения, находятся даж е особые отверстия. Но подобное выделение воды в капельном состоянии составляет сравнительно редкий случай; оно происходит преимущественно при описанных условиях, т. е. когда окруж аю щ ий воздух насыщен водяным паром, постоянно же и в громадных коли ­ чествах растения выделяют воду в виде незаметного для гл а ­ за пара. Можно судить о том, к ак громадно это количество воды, испаряемой растениями, по следующим, конечно, при­ близительным, цифрам: десятина овса испаряет за все лето от 100 ООО до 200 ООО пудов воды, десятина смешанной л у го ­ вой травы — около 500 000 пудов. Определить это количество испаряю щ ейся воды мы можем различными способами; вот один из простейших и самых точ­ ных. Растение вместе с горшком, в который оно посаж ено, помещают в стеклянны й или ж естяной сосуд и накры ваю т стеклянной же или жестяной пластиной, в которой прорезано отверстие для стебля (фиг. 48). Таким образом, устраняется испарение с поверхности почвы и горш ка, и, взвеш ивая от времени до времени весь прибор, мы знаем, что потеря в весе зависит от испарения растения. Или мы можем взять два стек­ лянные, одинакового размера колокола, величиной немного менее листа, испарение которого ж елаем изучить, и, защемив между ними этот лист (разумеется, осторожно, чтобы не р аз­ давить его, но все же так, чтобы смазанные салом к р а я коло­ колов плотно к нему прилегали), сделаем следующий опыт. Под каждый колокол поместим в небольшом сосуде какоенибудь вещество, жадно поглощающее водяные пары, к акова, например, серная кислота, которую мы с этой именно целью и ставим между двойными зимними рамами, чтобы стекла не потели. Эта серная кислота будет поглощ ать испаряю щ ую ся ш
из листа воду. Взвеш ивая от времени до времени эти сосуды с серной кислотой, мы узнаем, сколько она поглотила воды. Таким образом мы можем разре­ шить множество любопыт­ ных вопросов. Мы узнаем, например, что сильнее ис­ паряет н и ж н я я сторона листа, т. е. та, к о то р ая,_ как мы видели, несет усть­ ица 1. О казы вается, что в этих устьицах мы должны видеть регуляторы испа­ рения. Когда растение пе­ реполнено водой, щелевид­ ное отверстие устьиц широко раскры вается (фиг. 49—Ъ), испарение усиливается, но к ак только, вследствие л и усилен­ ного испарения или недостаточного притока воды, листья ста­ нут завядать, отверстие устьиц суж ивается (фиг. 4 9 —а), почти закры вается, испарение понижается, и растение начинает оправляться. Из подобных же опытов мы узнаем, что листья с блестящ ей кож истой поверхностью испаряют менее, чем листья травянисты е: это нам объясняет, почему растения с такими кож истыми листьями, повидимому, легче выносят знойные, сухие климаты. Н аконец, подобные же опыты н а­ учают нас, что молодые лиСтья испаряют быстрее старых листьев одного и того же растения, и этот факт дает нам одно из объяснений, почему питательные соки будут притекать именно к этим молодым растущим органам. Убедившись в том, к ак велик расход воды, испаряемой листьями, мы можем вернуться к рассмотрению самого ме­ ханизма этого движ ения воды в стебле. Вопрос этот в послед­ ние годы обратил на себя особое внимание, но н ел ьзя ск а­ зать, чтобы получил вполне удовлетворительное разреш ение. П равда, нет недостатка в объяснениях, но именно это изобилие 1 См. V лекцию.
объяснений доказы вает, что ни одно из < них не удовлетворяет вполне. Остано­ вимся только на ф актах, легко проверяе­ мых на опыте. Прежде всего необходимо было реш ить, каким путем движется > ток воды: в полостях или в стенках сосудов и сосудовидных клеток. П ро­ тив первого предположения, что сок движется в полостях сосудов, пред­ ставляю щ их, очевидно, простейший путь, так к а к они образуют сплош ­ ной канал, против этого самого есте­ ственного предполож ения возраж али, что сосуды обыкновенно не наполнены жидкостью, а содерж ат чередующиеся со столбиками жидкости пузы рьки воз­ духа. Но именно это присутствие воз­ духа, служивш ее прежде препятствием для допущ ения, что веда движется по сосудам, в настоящее время с л у ­ ж ит ключом для объяснения этого явления. О казалось, что воздух этот находится обыкновенно в очень р азр е­ женном состоянии, и благодаря этому обстоятельству каж ды й сосуд действует подобно насосу. У беждаю тся в этом факте следующим простым опытом. Пригибают какой-нибудь сте­ белек в сосуд с ртутью так, чтобы часть стебелька находилась под ртутью, и под ртутью же перерезают его. Если затем сде­ лать продольные разрезы этого стебля, то убедимся, что ртуть в виде тончайш их нитей проникла в полости сосудов. Всего красивее видно это явление, если рассматривать м икроскопи­ ческий препарат не в проходящем свете, к а к обыкновенно, а при падающем, — тогда в сосудах ясно видим блестящие ртутные столбики, подобно тому, к а к мы их видим в волос­ ной трубке термометра (фиг. 50—I) Ч Вспомним, что ртуть 1 Особенно удобны для этой цели очень распространенные в послед­ нее время ручные микроскопы, употребляемые для передачи слушате­ лям на лекциях; микроскопы эти снабжены металлическими вогнутыми зеркалами, делающими изображение при падающем свете очень ясным.
не подымается сама собой в волосных труб ках, к а к вода, а что, напро­ тив, ее можно вгонять в подобные трубки, только прибегая к давле­ нию, тем более значительному, чем уж е трубки. Но поперечник сосудов гораздо менее поперечника тех во­ лосных трубок, над которы ми обык­ новенно производят физические опы­ ты. Исходя из этих соображ ений, мы мож ем заклю чить и прибли зи ­ тельно измерить, к а к значительно разреж ение воздуха в сосудах, вызы­ I вающее это всасывание ртути. Н е­ Фиг. 5 0 вольно возникают два вопроса: почему же эти разреж енные газы сосудов не приходят в равновесие с внешней атмосферой и к а к а я причина этого разреж ения? П ервый вопрос разреш ается очень просто: внутренняя атмосфера сосудов отделена от н аруж н ы х частей растения, содерж ащ их воздух при обыкновенном ат­ мосферном давлении, слоем непроницаемой ткани , т а к что совершенно уединена от внешней атмосферы. Но стоит только посредством поперечного разреза привести срединные части органа в прикосновение с атмосферой, — и равновесие между внутренней и внешней атмосферой мгновенно установится. Потому-то и необходимо делать разрез под ртутью; к а к бы мы быстро ни переносили отрезанную ветвь в ртуть, мы не получили бы результата. Но если срезанную и затем погруж енную кон ­ цом в ртуть ветвь оставить в таком полож ении несколько времени, то заметим, что ртуть начнет подыматься в сосудах. Этот опыт дает нам ответ на второй из поставленных выше воп­ росов, — к ак объяснить себе происхождение этой разреж енной атмосферы? Объяснение это следующее. Л истья и сп аряю т воду, вследствие чего в нх клеточках образую тся более концентри­ рованные растворы заклю чаю щ ихся в них вещ еств. Эти рас­ творы, к ак мы видели выше (фиг. 47, вправо), притягиваю т новые количества воды из смежных клеточек и, таким обра­ зом, от клеточки к клеточке черпают эту воду из ее запаса Ь ,
ß л С D Е в сосудах. Но если вода удаляется из сосудов, то воздух че­ редующихся с ней пузы рьков занимает ее место, увеличивается в объеме, т. е., другими словами, разреж ается. Вследствие этого р азреж ен и я, новое количество воды всосется сосудами из клеточек к о р н я. Справедливость этого заключения может быть доказана прямыми опытами. Срезав кончик несущего листья стебелька таким острым клином , чтобы он был до­ статочно прозрачен для помещения его в капле воды под микроскопом, можем непосредственно убедиться в следую щ их фактах. Если в капле воды взвешены мелкие частицы порошковатого тела, то мы заметим, к а к они будут устремляться в от­ верстия сосудов и нестись далее по их длине. П узы рьки, заме­ чаемые в сосудах, будут или уменьш аться, когда испарение листьев будет ослабевать, или будут увеличиваться в объеме (т. е. воздух будет разреж аться), когда испарение листьев будет усиливаться (фиг. 50—/ / , а и Ъ) Таким образом, в н а­ стоящее время, несмотря на долголетние сомнения, роль сосу­ дов как водопроводов растения не может быть более оспари­ ваема. В связи с ролью сосудов вы яснился в последнее время и смысл одной анатомической подробности их строения, давно 1 На фигуре 50 — I I (а и Ъ) изображены два последовательные со­ стояния одного и того же сосуда, наблюдаемого под микроскопом во время сильного испарения воды листьями. Сравнивая их между собой, замечаем, что при Ь капли воды уменьшились, а пузыри воздуха соответственно уве­ личились-
останавливавш ей на себе внимание самых знаменитых анатомов: это так называемые окаймленные поры, встречающиеся на сосудах и сосудовидных волокнах (трахеидах). Они легко наблюдаются в древесине наших хвойных, т. е. на микроскопическом разрезе из любой почти зажигательной спички. Если сделать долевой разрез так, чтоб он леж ал в плоскости, проходящ ей через ось и поперечник ствола (радиальны й разрез), то заметим на стенках сосудовидных волокон многочисленные двуконтурные кр у ж ки (фиг. 51— А , а, Ъ). П ри более внимательном наблюде­ нии заметим и третий менее явственный круж ок (с), средний между а и Ъ . Если долевой разрез не будет леж ать в плоскости поперечника ствола, а пересечет его под более или менее острым углом, то картина изменится. Вместо изображ ения поры «с лица» мы увидим ее «в три четверти» (В) п убедимся, что внутренних (малых) круж ков всегда два. Д ля того, чтобы вы яс­ нить себе далее строение поры, остается сделать еще третий разрез под прямы м углом к разрезу А; он даст нам изображ е­ ние поры в профиль, т. е. ее разрез (С, D, Е ). Этот разрез нам все объясняет. О казы вается, что общие стенки двух смежных клеточек образую т в этом месте чечевицеобразную полость, край которой соответствует наружному кругу поры (Ь) х. Полость эта образована к ак бы двумя часовыми стеклами, просверленными посредине круглы ми отверстиями (а). На фигуре А отверстия эти леж ат одно под другим, так что их изображ ения совпадают в один внутренний круг (а); на фигуре В , благодаря тому, что мы смотрим вкось, видны оба круга. Чечевицеобразная полость делится пополам натянутой поперек тончайшей п лен кой (С) между с и Ъ, средина которой утолщена в виде диска (С). К р ая этого диска, просвечивая сквозь всегда прозрачную , к ак стекло, стенку клетки, дают изображение среднего круга (с в А и В ). Ознакомившись с устройством этих пор, зная, что элементы, ими снабженные, играют роль насосов, легко угадать их значение: это клапаны , в высшей степени совер­ шенные клапаны . Когда давление в сосудах не велико, вода 1 Для указания соответственных частей всех фигур проведены линии точками.
проходит через тонкую пленку (как показано стрелками при С). Сопротивление этих пленок движению воды ничтожно: капля воды, нанесенная на верхний срез длинной ветви, почти мгновенно сопровождается выделением такой же кап л и из нижнего среза. Но эти тонкие пленки легко могли бы р азр ы ­ ваться под влиянием таких давлений, какие, к ак мы видим, наблю дались в сосудах. Тогда тон кая пленка искри вляется, и диск приклады вается к тому и л и другому отверстию, смотря по направлению давления (как показано стрелкой при D и Е ). Таким образом, окайм ленная пора является очень целесо­ образно устроенным двусторонним клапаном, приспособлен­ ным к различным давлениям в сосудах. Эти клапаны обеспе­ чивают равномерное распределение воды в растении. У знав, что вода движется по сосудам, узнав и причину этого движ ения, мы можем еще попытаться узнать, к а к быстро движется эта вода. Д ля этого поступаем следующим образом. Ветвь исследуемого растения помещаем в воду, содержащ ую немного такого вещества, присутствие которого легко обнару­ жить в растении, и, разрезая по прош ествии некоторого вре­ мени стебель на поперечные кусочки, узнаем, до какой высоты успело подняться оно во время опыта. Самое быстрое движ е­ ние, которое было наблюдаемо таким образом, достигло при­ близительно одной саж ени в час. Испарение листьев, отнимая постоянно у воздушных орга­ нов растений воду, служ ит, следовательно, главной причиной поступления новых количеств воды из стебля и корн я. Но, спрашивается, почему же мы приписываем эту деятельность именно листьям, а не стеблям? Ответ на это нам даст анатоми­ ческое строение стебля. Только в самом молодом возрасте стебель бывает снабжен кожицей, сходной с кожицей листьев, затем она отмирает, трескается, отпадает, а п о д . ней, в той части стебля, которую мы назвали первичной корой, обра­ зуется так назы ваемая пробковая ткань. Пробковой она назы ­ вается потому, что у одного вида дуба она очень развита и образует то вещество, из которого выделываются пробки. Строение и внешний вид этой ткани могут быть весьма р азл и ч ­ ны: так, например, у пробкового дуба она образует сплош ной слой в несколько пальцев толщины, в березе же она предста­
влена тонкой, слоящейся на листочки берестой. Но во всех этих случаях она представляет одно общее свойство — непро­ ницаемость для воды. Б л агод аря этому свойству, она обра­ зует на стебле к а к бы непромокаемую одежду, охраняю щ ую его от бесполезного или даже вредного испарения. Любопытно, что эта пробковая ткань образуется сама собой, именно в тех условиях, когда растительный орган, насильственно обна­ женный, подвергается ненормальному испарению , и, таким образом, она полагает предел этому болезненному п р о яв л е­ нию. Т ак, например, стоит поранить какой-нибудь расти тел ь­ ный орган, обнаж ить, оставить незащищенными его внутрен­ ние ткани, и чрез несколько времени рана сама собой за т я ­ нется пробкой. И так, корень гонит воду в стебель, стебель проводит ее к листьям, листья испаряю т ее в воздух. Только при совокуп­ ном и равномерном исполнении всех этих отправлений дея­ тельность растения будет вполне правильной. Равновесие наруш ается, когда растение испаряет более, чем получает, — тогда оно вянет; равновесие наруш ается и тогда, когда растение не успевает испарять всей получаемой воды, — тогда оно начинает выделять ее в виде капель, к ак это мы и замечаем в теплые влажные вечера, когда, вследствие насы щ ения атмосферы водяным паром, испарение листа почти п р ек р а­ щается. & Переходим теперь к рассмотрению другого движ ения пи­ тательных веществ, направляю щ егося не к листу, а из листа во все части растения, в том числе и в корень. Что такое движение должно сущ ествовать, очевидно a p rio ri, так как в листе вырабатывается органическое вещество, из кото­ рого построены' все части растения; что оно действитель­ но сущ ествует, наглядно доказы вается следующим любо­ пытным опытом. Срежем ивовую ветвь и поставим ее в воду. По прошествии нескольких дней или недель вокруг ниж ­ него сечения ветви образуется нарост или наплыв, и из этого
наплыва начинаю т пробиваться коре­ шки. Эти кореш ки , очевидно, должны были образоваться на счет веществ, полученных из листа или уже находи­ вшихся по дороге от него в стебле. Постараемся определить, каким же путем спустились они до вновь обра­ зовавш ихся корней. Д ля этого упо­ требим тот же прием, который упот­ ребили для определения пути восхо­ дящего тока. Сделаем в одной ветви кольцевую вы резку коры вплоть до камбия, к а к это показано на фигу­ ре 52, и поместим наш у ветвь в воду на несколько недель. Заметим, что на этот раз корни п о яв ятся не в ниж ­ ней части с т е б л я ,а на верхнем краю кольцевой вы резки; очевидно, что, перерезав кору, мы преградили путь питательным веществам, спускавш имся вниз по стеблю. 'Значит, кольцевая вырезка коры, нисколько не вредящ ая поднятию сока, идущего из корня, окончательно препятствует соку, идущему в обратном направлении. Значит, сок, идущ ий из корня, н ап равляется по древесине, сок, идущий из листьев,— по коре. В справедливости этого вывода убеждает и другой опыт. Выберем ветвь какого-нибудь растения, на которой тол ь­ ко что начали завязы ваться плоды, и вырежем кольцо коры в том месте ветви, которое отделяет плоды от ближ айш их листьев, — плоды перестанут развиваться. Таким образом, кольцевая вырезка коры, разобщ аю щ ая какой-нибудь орган, будет ли то корень или плод с питающими его листьями, за р а ­ нее отнимает у этого органа возможность развития. Следова­ тельно, не подлежит сомнению, что питательные вещества, служащ ие для построения органов, движ утся по коре. Но кора, к ак мы видели, представляет сложное строение; мы различаем в ней первичную и вторичную кору; по которой из этих двух систем движется питательный сок? Д елаем вновь опыт с к о л ь ­ цевой вырезкой, но на этот раз осторожно срезываем только
наруж ную часть, первичную кору, стараясь не повредить вторичной, т. е. лубяной части сосудистых пучков. П олучаю тся результаты , к а к в первом опыте, т. е. корни образую тся при основании ветви. Значит, движение соверш ается по вторичной коре. Попытаемся сделать еще один шаг — определить, по каким же элементам вторичной коры будет двигаться этот сок. Мы знаем, что их главны м образом два: лубяны е волокна и ситовидные сосуды. Уже одно сравнение форм этих двоякого рода элементов делает вероятным, что это отправление принад­ лежит последним, так к а к волокна представляю т очень толстые стенки и почти полное отсутствие полости, между тем к а к сито­ видные сосуды представят широкие каналы , сообщ аю щ иеся посредством открытых пор, чрез которые могут проходить не только жидкие ^и полуж идкие вещества, но даже проскользают мелкие круп и нки крахм ал а. Это вероятие превращ ается в полную достоверность благодаря следующему опыту. Берем ветвь олеандра и проделываем с ней то же, что сделали во вто­ ром опыте с ивовой ветвью, т. е. срезаем полное кольцо коры до самого кам бия. П олучается совершенно неож иданны й ре­ зультат: ко р н и образую тся не только на краю вы резки, но и при основании ветви, — значит, питательные вещества про­ никают туда какими-нибудь иными путями помимо коры. Это каж ущ ееся противоречие вполне выясняется, когда узнаем, что стебель олеандра представляет уклонение от описанного нами типического строения ствола. У него, кроме ситовидных сосудов в коре, существуют еще пучкп этих элементов в серд­ цевине, и они-то, вопреки кольцевой вырезке коры , проводят соки в нижню ю часть стебля. Т аким образом, описанные четыре простых опыта с ветвями ивы и олеандра, постоянно, система­ тически огран и чи вая круг возможных предположений, нако­ нец, с полной достоверностью указываю т нам на ситовидные сосуды к а к на те пути, по которым распространяется так назы ­ ваемое пластическое, т. е. служащ ее для построения новых частей, питательное вещество растения. Новейшие исследования над распределением млечных сосу­ дов в листе делают вероятным предположение, что они такж е служат очень удобными путями для движения питательны х соков. На это указывает тот факт, что они всегда находятся
в непосредственном соседстве с зеленой тканью листа, где вырабатываю тся питательные вещества. Предположение это подтверждается наблюдениями, что потеря млечного сока истощает некоторые растения. У казав путь, по которому движется сок, идущий из листьев, нам остается еще указать на причины, побуждающие его дви­ гаться. Здесь еще раз, и уже в последний, объяснительным ключом является диффузия, — слово, которое, к ак постоян­ ный припев, нам приходилось повторять каж дый раз, когда возникал вопрос о поступлении или перемещении вещества из внешней среды в растение или из одной его части в другую . Растворенное вещество, по законам диффузии, очевидно, п ри ­ текает именно туда, где оно принимает нерастворимую форму, слагаясь ли в виде запаса на будущее время, или прямо р ас­ ходуясь на строение твердых частей растения Ч О тложения питательных веществ образую тся на всем пути сосудистых пучков; клеточки, окружаю щ ие пучки, обыкновенно очень богаты крахм алом , иногда кристаллами и другими веществами. Отложение запасов питательных веществ мы видели в белке семени; такие же запасы, но в более громадных разм ерах, встречаются и в других частях растения. Т ак, например, они отлагаю тся в сердцевине, в сердцевинных лучах и вообще в клеточной ткани стеблей. В сердцевине так называемых саго­ вых пальм отлагаю тся запасы крахм ал а, которые можно счи­ тать пудами; в клуб н ях картофеля отлагается такж е крахм ал; в корнях свекловицы отлагается в изобилии сахар; в кочнах капусты или в ко р н ях репы — разнообразнейшие питатель­ ные вещества; наконец, в мясистых листьях описанной выше агавы отлагается в течение нескольких лет запас сахара. Одним словом, нет почти растительного органа, который не мог бы сделаться вместилищем, складом питательных веществ. Эти запасы идут в дело или на следующий год после их отло­ ж ения, как это бывает со свекловицей или капустой, запасы которых потребляю тся на развитие стеблевых и цветочных о р га­ нов на второй год сущ ествования, или эти запасы накопляю тся десятками лет, как, например, сахар в листьях агавы, и затем 1 См. II и III лекции.
расходую тся на образование колоссальных соцветий, несущих цветы и плоды этих растений. К а к бы то ни было, образование запасов есть только временное, переходное назначение пита­ тельных веществ; окончательного сво.его назначения они до­ стигают только тогда, когда затратятся на образование новых частей растения, новых органов, новых клеточек, т. е. тогда, когда послужат для его роста. Ознакомивш ись, таким образом, с явлением питания в смысле принятия, переработки и передви­ жения пищи, мы в следующей беседе можем перейти к изучению явлений роста.
УД РОСТ П ит ание и рост . — Н ап равл ен и е рост а корня и стебля. — В лияние зем ­ ного п р и т я ж е н и я .— Н а п р я ж е н и е т к а н е й .— О б р а з дейст вия зем ного п ри т яж ен и я. — В л и я н и е света. — Гели от роп изм . — Способы изм ерени я рост а. — В л и я н и е т ем п ерат уры . — Т ерм от роп и зм . Рост и разм н ож ен и е клет очек. — Д еление я д р а . — Б ли ж айш ее дейст вие света на рост клет очных с т е н о к .— В л и я н и е давления на ф орм у кле­ т очек . — М ех а н и зм рост а кл ет оч ки .— М о ж н о ли слышать, как п р о зя ­ бает раст ение. — Зн ач ен и е эксперим ент ального искусства. В поэтических сказан и ях некоторых народов севера бо­ гам и вещим лю дям приписывается способность не только видеть, но даже чутким ухом «слышать травы прозяба­ ние». В настоящ ей лекции мы именно займемся вопросом: могут ли гл аз и ухо простого смертного достигнуть такой степени изощ рения, чтобы видеть и слыш ать, как растение р а­ стет? Условимся преж де, какой ближ айш ий смысл мы п ри д а­ дим этому слову. Под ростом, в тесном смысле, мы будем р а зу ­ меть то увеличение в разм ерах растения, которое происходит вследствие превращ ения усвоенных и переработанных им пи­ тательных веществ в его твердую основу, в его состав, состоя­ щий, главным образом, из стенок его клеточек. Таким образом, хотя рост необходимо предполагает питание, но оба эти процесса могут происходить и не одновременно, рост может происходить и при таких условиях, когда одновременное п и та­ ние невозможно, к ак, например, в темноте; даже обыкновенно
эти оба отправления разделены к а к в пространстве, так и во времени. Наиболее энергический рост происходит обыкновенно в самых молодых частях, развиваю щ ихся на счет деятельности уже вполне развитых органов, служ ащ их по преимущ еству для питания. Особенно резко обнаруж и вается разделение во времени этих двух существенных отправлений растительной жизни, питания и роста, в тех, перечисленных нам и в конце прошлой лекции, случаях, когда рост происходит на счет обильных, нередко многолетних запасов пищ и. Мы видели такж е, что во время прорастания увеличение разм еров ростка не только не обусловливается соответствующим увеличением в весе, но даже сопровождается постоянной и значительной тратой вещества вследствие дыхания. Начнем наш обзор явлений роста с того момента, когда из прорастающего семени выбиваются корешок и росток, когда один, к а к бы убегая от света, зарывается в землю, а другой устремляется в воздух, к а к бы тянется навстречу к свету. Первый вопрос, который должен бы естественно представиться при наблюдении этого явления, но который, вероятно, мало кому приходит в голову, — до такой степени мы привы кли к этому явлению , — это вопрос: почему корень и стебель растут в противоположные стороны, один — в землю, другой — в воздух, один — вниз, другой — вверх? Этот вопрос стоил ученым немало хлопот, да и в н астоя­ щее время не может считаться разрешенным во всех своих под­ робностях. В поисках за причинами этого явления подозрения ученых весьма естественно пали на свет и на влаж ность почвы. П олагали, что стебли тян утся к свету, а корни убегаю т от света и что, следовательно, в свете должно видеть внешнюю силу, обусловливающую направление роста. Но нетрудно было доказать несостоятельность этого взгляда. В соверш енной темноте направление частей будет то же самое; мало того, если посеять семена в решете и подвесить его над окном так, чтобы оно было освещено снизу, то корни, п ройдя сквозь слой земли, выйдут н аруж у чрез отверстия реш ета и будут продолжать расти к свету, м еж ду тем к ак стебли потянутся вверх, следовательно от света. Другое предполож ение, что направление корня вызывается влажностью почвы, устраняется
опытом, при котором прорастающие семена окруж аю тся со всех сторон в лаж н ой землей или заклю чаю тся в сырую губку; степень влаж ности при этом со всех сторон одна и та ж е, а между тем направление корня и стебля будет, к а к всегда, отвесное. И так, корень и стебель не имеют никакого постоян­ ного полож ения ни по отношению к свету, ни по отношению к влажности; постоянно только их полож ение к горизонту: корень всегда растет вниз, стебель — вверх, или, вы раж аясь точнее, так к а к это явление наблю дается во всех точках зем­ ного ш ара, у нас так ж е, к ак у наших антиподов, корень н а ­ правляется к центру земли, стебель — обратно. У ж е одно это постоянство нап равлен ия указы вает, что сила, вызываю щ ая это явление, долж на быть тяж есть, т. е. притяжение наш ей планеты, но мы можем это доказать строго эксперименталь­ ным путем. Е сли это направление частей зависит от силы т я ­ жести, то, устранив эту силу, мы устраним самое явление; ослабив силу, ослабим явление; наконец, заменив эту силу другой, действующей в новом направлении, соответственно изменим и самое явление. Но к ак же взяться за дело, к а к у стр а­ нить какое-нибудь тело на земной поверхности от действия притяж ения земли? К ак сделать, чтобы для растения не с у ­ ществовало ни верха, ни низа? Очевидно, в буквальном смысле мы этого сделать не в состоянии. Но мы можем заставить эту силу действовать в краткие промеж утки времени в п ротиво­ положном направлении и, таким образом, взаимно уравновесим, устраним ее действие в более продолжительные сроки времени. Д ля этого прикрепим прорастающие семена на ободе вращ аю ­ щегося колеса (например, на колесе, приводимом в движение небольшим электромагнитным двигателем). Если колесо будет вращ аться в горизонтальной плоскости (как на фиг. 53— А , 1), то, очевидно, это не помешает корню расти вниз, стеблю вверх. Но если колесо будет вращ аться в вертикальной плос­ кости (фиг. 53—В , 1), или, что все равн о, если мы прикрепим проросшее семя к минутной стрелке стенных часов, то, очевид­ но, при каждом полуобороте положение корня и стебля будет меняться; для растения, в итоге, не будет сущ ествовать ни верха, ни низа, ни правой, ни левой стороны; постоянное, н а ­ правленное в одну сторону, действие силы тяж ести будет унич-
тожено. Опыт, произве­ денный при таких ус­ А ловиях, п оказал , что / л\ корень и стебель будут 1 2 действительно принит _ . мать какое угодно полож ение, обыкновенно же сохраняю т то поло­ жение, в котором были Фиг. 63 прикреплены (фиг. 53— В , 1). До сих пор мы предполагали, что колесо вращ ается медленно, настолько лиш ь, чтобы семя не могло долго оставаться в одном полож ении отно­ сительно горизонта; заставим его теперь вращ аться быстрее. Тогда п ри этом будет действовать так называемая цент робеж ­ ная сила, т. е. обнаруж ится явление, которое мы наблюдаем, когда мы быстро вертим в воздухе какое-нибудь тяж елое тело, п ривязанное на конце веревки. Эта сила действует к ак бы по направлению от центра к окруж ности, к а к это нетрудно видеть из следующего опыта. На гладкой спице горизонтально вращ аю щ егося колеса, около его втулки, надето кольцо; к ак только колесо начнет вращ аться с достаточной быстротой, кольцо начнет скользить по спице, пока не ударится об обод колеса. Следовательно, эта центробежная сила, действуя на тела, заставляет их двигаться по направлению от центра к окруж ности колеса. Очевидно, она не может остаться без в л и я­ ния на прорастаю щ ие семена. И, действительно, если мы за­ ставим колесо В вращ аться с известной быстротой, то ув и ­ дим, что кореш ки и стебли примут одно определенное поло­ жение: кореш ки вытянутся по направлению действия силы, т. е. от центра, стебли, наоборот, — к центру колеса (фиг. 53 — В , 2). Посмотрим теперь, какой результат получится с быстро вращ ающ имся горизонтальным колесом. Здесь, оче­ видно, условия не те же, что при вертикальном, там сила тя­ жести совсем устранена, направляю щ ей силой явл яется центро­ бежная; при горизонтальном же положении колес действуют обе силы. Под влиянием одной силы тяж ести корень направился бы, к ак показы вает стрелка п (фиг. 53—А , 2); под влиянием С А
одной центробежной силы он н ап рави л ся бы, как показы ­ вает стрелка т\ при одновременном действии он, очевидно, должен п рин ять известное среднее полож ение, к ак показано на чертеж е,— полож ение, которое тем более будет приближ аться к горизонтальному, чем энергичнее будет действие центро­ бежной силы, т. е. чем больше колесо и чем быстрее оно в р а­ щается. Опыт вполне подтверждает это предположение. И так, направление частей растения зависит от силы, действующей по направлению к центру земли: уничтож ая влияние этой силы (как на медленно вращ аю щ емся вертикальном колесе), мы уничтожаем и самое влияние; изм еняя это влияние дейст­ вием другой силы (как в опыте с быстро вращающимся гори­ зонтальным колесом), мы соответственно изменяем и влияние. Но нам известна только одна та к а я сила — сила тяж ести, т. е. притяжение наш ей планеты. Н аконец, мы можем вызвать подобные же явл ен и я, заменив силу тяж ести центробежной силой (как в опыте с быстро вращ аю щ имся вертикальным коле­ сом), и тогда заметим, что органы будут направляться в том же смысле, т. е. корень — по направлению действия силы, стебель — по направлению , противному действию силы. Значит, притяж ение земли есть та сила, которая определяет постоянное направление роста стебля и корн я. Но одно дело — указать, к а к а я сила действует в известном явлении, и совсем иное дело — п оказать, объяснить, к а к и почему эта сила дей­ ствует в таком именно смысле. В самом деле, если мы скажем, что корень под влиянием силы тяж ести направляется к центру земли, то это будет само собой понятно; но к ак понять, что стебель под влиянием той же силы тяж ести стремится, напротив, удалиться от центра земли? А между тем таков в действительности факт. Не только вертикально поставленный стебель продолжает расти в этом направлении, но даже горизонтально положенный стебель приподнимается, изгибаясь крутым коленом. Вот небольш ой росток кресса, который я полож ил несколько часов тому н азад плаш мя на стеклянную пластинку (фиг. 54, аЪ); к ак видите, его стебелек заворотился кверху и из положения т приш ел в положение п. Вот еще целая щетка кресса, выращенного на куске войлока; сначала войлок леж ал горизонтально, затем я его
поставил на ребро, затем верхом вниз, затем на другое ребро и сно­ ва горизонтально, таким образом, стебельки четыре раза м ен яли свое полож ение относительно горизон­ та и, описав целый к р у г, извернув­ шись петлей, продолж аю т расти вверх. Очевидно, стебель под вл и я­ Ф иг. 5 4 нием силы тяж ести изворачи­ вается по направлению, противоположному действпю тяж ести. К ак это себе объяснить? При этом объяснении мы, понятно, должны постоянно иметь в виду не только стебель, но и корень. Удовлетворительным можно признать только такое объясне­ ние, которое не только объясняет, почему стебель приподни­ мается, но в то же время объясняет, почему с корнем этого не бывает. Искомое объяснение должно заклю чаться в какомнибудь разли чи и стебля и корн я, потому что не можем же мы допустить, чтобы одна и та же сила действовала на сходные тела несходным образом. Посмотрим же, какое объяснение мы можем дать д ля явле­ ния заворачивания кверху стеблей. Д ля этого необходимо прежде ознакомиться с одним любопытным свойством расти­ тельных органов, с явлением так называемого напряж ения тканей. Вырежем из средины молодого растущего стебля про­ дольный ломтик, к а к изображено на фигуре 54—р , где затуш е­ ванная часть представляет кож иц у и кору. Смочим этот ломтик водой, чтобы он не засох, и острым ножом разреж ем его вдоль пополам. Обе половинки тотчас изогнутся, к а к показано на фигуре 54—г. Это искривление может произойти только вследствие того, что н аруж н ая часть каж дой половинки сде­ лается короче или внутренняя сделается длиннее, чем была, или от того и другого вместе. Во всяком случае, мы приходим к тому заключению, что в целом, неразрезанном пополам куске внутренняя и н аруж н ая части находятся во взаимно­ напряженном состоянии: одна растягивает другую и, обратн о,— сдерживается ею в своем стремлении вы тянуться в длину. В справедливости этого заклю чения мы тотчас убеж даемся, когда вместо одного разреза сделаем два и, таким образом,
отделим обе н ар у ж н ы х части, освободив от них средину (фиг. 54—s). Тогда мы, действительно, заметим, что средняя часть вытянется, станет длиннее, чем была при р, а наруж ны е отрезки сократятся, станут короче, чем были п ри р . Очевидно, что внутренние части стебля стремятся вы тянуться и, встречая в этом стремлении сопротивление со стороны наруж ны х частей, растягиваю т их. Это взаимное напряж ение тканей играет очень важную роль в ж изни растения; ему-то нежные, сочные стебли обязаны своей упругостью . Сами по себе ткани, состоящие из тончайш их клеточных стенок и жидкостей, не могли бы представить этих свойств. Только когда клеточки переполнены жидкостью и стенки их вследствие этого напряж ены , только тогда, когда внутренние ткани органа напрягаю т наруж ны е и сами сж имаю тся ими, — только тогда орган становится упругим, не легко перегибается, не поникает сам собой, к а к это мы замечаем в завядаю щ их стеблях, в которых, вследствие недостатка воды, ослабляется напряж ение оболочек отдельных клеток и взаимное напряж ение тканей. Прибегнем к сравнению, несколько грубому, но которое в самой простой форме даст нам понятие о том, что в общ их чертах соверш ается в растении во время роста. У меня в р у к а х перчатка; ее пустые пальцы висят вниз. Но вот я вдуваю в один из пальцев воздух и перехватываю его при основании, — теперь он уже может держ аться в вертикальном и горизонтальном по­ ложении, не отвисая и не перегибаясь. Этот надутый воздухом палец представляет нам некоторое подобие клеточки, переполнен­ ной соками, или стебля, которого наруж ны е части находятся под внутренним давлением быстрее ее растущ их внутренних частей. Посмотрим, какое же отношение все до сих пор вы сказан­ ное имеет к возбужденному нами вопросу: почему горизон­ тально полож енны й стебель сам собой заворачивается кверху? Пока стебель находится в вертикальном положении, сила тяж ести действует на все его части одинаковым образом; но к а к только мы приведем его в горизонтальное положение, усло­ вия изменяются. Н иж няя часть, от более ли обильного п р и ­ тока питательных веществ или от других причин, будет расти, вы тягиваться быстрее верхней. Мы уж е знаем, что внутренн яя часть стебля постоянно сдерживается в своем стремлении вытя-
нуться упругостью н аруж ­ а wmmammm ен ной кожицы. Но в гори­ зонтальном стебле н иж няя : ----- ~ь\ половина этой внутренней ..... . а .! d части будет расти быстрее, п 1— рш зогаясш ГОГ j при этом она будет нерав­ номерно растяги вать ко­ жицу, — ниж ню ю часть, ближе к ней леж ащ ую , сильнее, чем верхню ю , бо­ лее отдаленную х. М ало то­ го, сама н и ж н яя кож ица будет расти быстрее верх­ ней, следовательно, сама будет легче поддаваться растягиванию . Справед­ Фиг. 55 ливость этого заклю чения подтверж дается и тем фактом, что заворачивание лежащ его стебля кв ер х у происходит только в части, наиболее быстро растущей. В частях, уж е заверш ивш их свой рост, подобное явление невозможно. Следовательно, приводя стебель в гори­ зонтальное полож ение, мы тем самым вызываем в нем неравно­ мерный, несимметрический рост; ниж няя часть обгоняет в росте верхнюю, стебель сам собой искривляется, приподни­ мается. Но, может быть, эти соображения покаж утся недо­ статочно убедительными; в таком случае мы можем подкрепить их прямым опытом. Возьмем два одинаковых стебелька: один оставим расти вертикально, а другой заставим насильственно расти в горизонтальном полож ении и для этого просунем его в узкую стеклянную трубку, в которой он не мог бы изгибаться кверху. По прош ествии известного времени расколем этот последний стебелек пополам на верхнюю и ниж ню ю части. К ак только мы его разрежем, верхн яя часть сократится, а н иж ­ няя вытянется, а если мы сравним их с длиной вертикального 1 Само собой очевидно, что сопротивление растяжению, оказываемое верхнею половиной кожицы, будет сильнее, потому что она как бы дей­ ствует на большое плечо рычага, между тем как нижняя — на малое (фиг. 55 — I I , с').
стебелька, то увидим, что верхняя половина горизонтального стебля короче, а н иж няя длиннее вертикального, к а к этого и следовало ож идать. То, что справедливо относительно л еж а­ чего стебля, применяется и к наклонному: к а к только стебель уклонится от отвесной линии, сила тяж ести, вызы вая усилен­ ный рост нижней стороны стебля, вы прям ляет, возвращ ает его к отвесному положению. Нам теперь вполне понятно, почему под влиянием силы тяжести стебель изгибается в направлении, противоположном действию этой силы. Но теперь рож дается вопрос, почему же не происходит того же с корнем. К ак видите, при более внима­ тельном изучении явления вопрос совершенно извратился. Вначале мы находили совершенно естественным и понятным, что корень растет по направлению силы тяжести; непонятным казалось, почему стебель растет в направлении обратном; теперь же мы понимаем, почему стебель растет именно так, и затрудняем ся понять, почему корень растет иначе. П рибег­ нем за разъяснением этого каж ущ егося противоречия к сле­ дующей модели. Представим себе два деревянных круж ка (фиг. 55— I, с и d), соединенные спиральными пруж инами с поперечным бруском Ъ. Через отверстия в этом бруске про­ пущены два гибкие каучуковы е прута (а, а), соединенные поперечной рукояткой (е). Концами своими они упираю тся в средины кр у ж ко в c u d . Т олкая эти п рутья в направлении, показанном стрелкой, мы будем раздвигать обороты спиралей и приводить обе пруж ины в напряж енное состояние. К ау ч у ­ ковые п рутья наш ей модели должны изображ ать быстро расту­ щие осевые части органов, а напрягаю щ иеся пружины — мед­ леннее растущие и растягиваемые ростом внутренних частей наружные ткани этих органов. Таким движением мы изобра­ жаем рост симметрический и происходящ ее от него н ап р я­ жение тканей; постараемся при помощи той же модели изобра­ зить рост несимметрический, например, рост, вызываемый действием силы тяж ести, причем быстрее растет н и ж н яя сто­ рона органа. Это достигается тем, что точка прилож ения гиб­ ких прутьев на этот раз будет леж ать не в центре кр у ж ко в , а ближе к нижнему их краю (фиг. 55 —I I ) . В двигая, к а к прежде, рукоятку, заметим совсем иной результат; между тем к а к ниж-
н яя спираль будет удлиняться в прямом направлении или даже под влиянием собственной тяж ести отвисать вниз (d '), верх­ н яя — изогнется более или менее крутой дугой вверх (с'). Результат этот очень просто объясняется устройством модели. П ружины нарочно взяты неодинаковой упругости: верхн яя, из более толстой проволоки, оказы вает более сопротивления движению п рута, чем ниж няя, сделанная из проволоки более тонкой. Из этого мы выводим заключение, что неравномерное, несимметрическое давление проявляется заметным и скривле­ нием только тогда, когда наступает известная степень взаим ­ ного н ап ряж ен и я частей. Очевидно, то же применимо и к ро­ сту; неравномерный, несимметрический рост только тогда будет иметь последствием резкое, заметное искривление органа, когда орган этот достигнет известной упругости вследствие взаимного н ап ряж ени я тканей. Но представляет ли действи­ тельно молодой, еще растущ ий корень такое напряж ение т к а ­ ней, какое мы видели в стебле? Один взгляд на так ой корень уже убеждает, что в нем нет подобного н апряж ения. Е сли мы будем держ ать стебель горизонтально, он не перегнется, не поникнет, меж ду тем как корень нередко при этом повиснет, как стебель, который уже завял . Если мы обратим внимание на строение кож ицы стебля и корн я, то и тут заметим разницу, которая обратила на себя давно внимание анатомов. У стеблей кож ица состоит из клеточек с более толстыми стенками и еще покрыта особой, так называемой, пленкой, которая трудно смачивается водой и очень уп руга; напротив, кож иц а корн я имеет клетки с более тонкими стенками, легко всасывает воду и потому более растяж им а, менее упруга, чем кож иц а стебля. Наконец, если мы сделаем прямой опыт, как над стеблем, то убедимся, что в корне не сущ ествует такого н ап ряж ен и я, к ак в стебле. Е сли мы разреж ем пополам продольный ломтик корня (как на фиг. 54—г), то не заметим заворачи вани я поло­ винок; если разреж ем его на три части (54—s), то не заметим удлинения средней части, укорачивания наруж н ой . Словом, корень не представляет нам нап ряж ени я тканей, свойствен­ ного стеблю; его наруж ны е части растут так же быстро, как и внутренние. Это обнаруж ивается еще в одном свойстве корня: молодой корень вообще удлиняется быстрее стебля, потому
он п не представляет напряж ения, которое есть не что иное, к ак задерж анны й рост. Таким образом, если действие тяж ести не вызывает заво­ рачивания к в ер х у растущей оконечности корня, то это отчасти уже объясняется отсутствием в нем необходимого для того м еха­ нического условия: в нем нет соответствующего н ап ряж ен и я тканей. Наш а модель поясняет, как, допуская одинаковое дей­ ствие силы тяж ести, но только различное строение органов, мы можем получить прямо противоположный результат. Это сообра?кение полезно всегда иметь в виду при обсуждении физиологических фактов. Если один и тот же внешний фактор вызывает в различны х органах различные действия, то мы должны допустить одно из двух: или различие в свойствах органов, или слож ность самого фактора. По отношению к силе тяготения это второе предположение невозможно, но различие в напряж ении тканей, конечно, — не единственное возможное различие в свойствах стебля и корня. Наше объяснение было бы вполне удовлетворительно, если бы мы могли доказать далее, что горизонтально леж ащ ий корень растет в ниж ней своей части, подобно стеблю, скорее, чем в верхней, и только вопреки этому, вследствие своего веса, пассивно сгибается вниз, к а к наша п руж и на d ' (фиг. 55—I I ) . Существовали опыты, которые это, повидимому, доказы вали, но они вы звали сомнения, так к а к другие наблюдатели с тех пор получали противоположные результаты , так что вопрос о способе действия силы тяж ести на корень должно считать пока открытым Ч Ниже мы действительно увидим, что вопрос этот значительно услож няется, и д л я объяснения явлен и я приходится считаться не только со строением целых органов 1 Замечу только, что приводимые ботаниками соображения о вра. станин кончика корня в ртуть, об оказываемом им давлении — ничего не доказывали, так как при этих опытах смешивались два явления: рост (всего органа в длину) и искривление (зависящее только от разност и в росте верхней и нижней сторон искривляющейся части). Корень производит свое давление прежде всего потому, что растет, а что давление, производи­ мое ростом, не имеет никакого отношения к его весу, для всякого очевидно, точно так, как прутом d 1 (фиг. 55 — I I ) я могу сдвинуть с места предмет, вес которого не имеет никакого отношения к весу прута, и это нисколько не мешает пруту изгибаться пассивно вниз.
или составляю щ их их тканей, но и с подробностями строения составляю щ их эти ткани клеточек. # Посмотрим теперь, какие еще внешние условия влияют на явление роста. Отыскивая причины, определяющие естественное вертикальное направление роста стебля и к о р н я, мы убеди­ лись, что оно не находится в зависимости от света. Мы убеж ­ даемся далее, что рост возможен даже при полном отсутствии света; картофель, репа дают в совершенной темноте подвалов длинные ростки; мы можем убедиться в этом над любым семе­ нем, любым побегом: все они будут расти в темноте. В праве ли мы вывести из этого заключение, что свет не вли­ яет на рост? Нимало: простейший опыт нам покаж ет, к а к зна­ чительно это влияние. Поставим прорастать семена кресса в двух горш ках в совершенно одинаковой Почве, но один по­ местим в темноту, а другой оставим в светлом месте. Различие не замедлит обнаруж иться. К ресс, выросший в темноте, будет иногда раз в десять длиннее выросшего на свету, но зато сте­ бельки эти будут тонкие, хилые, многие из них п олягут. Се­ мена, проросшие на свету, дадут стебли короткие, но более здоровые, толстые и упругие. Значит, свет не остается без влияния на рост или, правильнее, — удлинение стеблей, но это влияние будет, повидимому, не ускоряющее, не способст­ вующее, а, напротив, задерживающее. Этим замедлением роста стеблей в длину еще. не ограничивается влияние света. Если оставить любое растение в комнате в таком полож ении, чтобы оно получало свет постоянно с одной стороны, то заметим, что его молодые, растущие стебли наклонятся, потянутся, как обыкновенно выраж аю тся, к свету; Очевидно, мы не в праве приписать солнечным лучам какую-нибудь притягательную силу, да и нет надобности прибегать к таким излиш ним гипо­ тезам; из сопоставления двух только что описанны х опытов мы можем вывести объяснение этого явления — наклонения стеблей навстречу свету. Свет задерживает рост стеблей, но при одностороннем освещении, очевидно, он будет действовать не с одинаковой с и л о й на обе п о л о в и н к и стебля — переднюю,
которая получает полное освещение, и заднюю, которая нахо­ дится постоянно в тени. Передняя часть будет вследствие этого расти несколько медленнее задней, и результатом этого будет склонение навстречу к свету. Одним словом, мы встречаем здесь случай, противоположный действию тяж ести. Сила тяж ести ускоряет рост той стороны, которая обращена к центру зем­ л и ,—стебель удаляется от него.Свет замедляет рост той стороны, которая обращена к его источнику, — стебель направляется к нему. Явлению этому присвоено название гелиотропизма. Но если свет задерж ивает рост стеблей, то из этого не сле­ дует ли заклю чить, что растения должны расти преимущест­ венно ночью? Вопрос этот неоднократно возбуждался и разре­ ш ался различно. Эти противоречия не должны нас удивлять, так как вопрос сам по себе сложный, а наблюдение роста в т а ­ кие небольшие промеж утки времени требует довольно тонких приемов исследования, которыми наука обладает не так еще давно. В самом деле, кроме некоторых редких случаев х, п ри ­ рост в длину в промеж уток 10—12 часов не так значителен, чтобы его удобно было наблюдать, если бы экспериментальное искусство не являлось на помощь там, где оказываются недо­ статочными наши органы чувств. Посмотрим, какими же п рие­ мами обладает наука для обнаруж ивания долевого прироста, по своей незначительности ускользающ его от непосредствен­ ного наблюдения. Д л я этого мы можем прибегнуть к помощи микроскопа, т. е. увеличить предмет наблюдения, или обра­ титься к другому приему, который будет обнаруживать в уве­ личенном виде не самое растение, а лиш ь то движение, которое мы называем ростом. М икроскоп для этой цели всего удобнее употреблять так называемый солнечный, т. е. такой, при по­ мощи которого, пользуясь солнечным или каким-нибудь до­ статочно сильным искусственным источником света, можно пролагать на экране изображение предмета в значительно увеличенном виде, к ак мы это сделаем сейчас для кончика 1 Таковы, например, побеги бамбука и упомянутые в предшество­ вавшей лекции цветочные стрелки агавы, которые вырастают на несколько дюймов в сутки; таковы же спирально скрученные цветочные ножки валиснерии, — коротко знакомой всем любителям комнатных аквариумов (см. VIП лекцию).
29марта 1 8 8 2 г . ч. м . п 4.5 0 ... 4.5 5 5.05 5.10 5.15 корня прорастающего кресса. П олучив на экране изображение этого кон­ 5.35' чика, мы обведем его контур к а ­ рандаш ом и оставим корень расти 5.50 . (в воде) для того, чтобы вернуться Ф иг. 56 к нему в конце лекции и убедиться, что за это время он успел значительно вырасти. А вот пока (фиг. 56) изображение последовательных силуэтов кор­ ня пшеницы, который наблю дался в течение часа, почти через каж ды е пять, десять минут *. Чувствительность этого приема, к а к видно из приведенного примера, не остав­ ляет ничего ж елать, но он был бы менее удобен, если бы мы ж елали его применить к изучению роста более крупны х частей, например, целых растений; тогда мы прибегаем ко второму из указанны х только что приемов, т. е. увеличиваем не самый растущ ий орган, а только движение, представляемое растущими частями. Возьмем для этого прибор, сущ ественная часть которого будет состоять из стрелки, прикрепленной к оси небольшого блока (фиг. 57—/ , а). Через блок перекинута ш елковинка, на одном конце которой подвязана ги р ьк а (6), а на другом — маленький крю чок из тонкой проволоки (с). Подхватив этим крючком верхуш ку какого-нибудь стебля (м аленькая ранка от этого укола не сделает ему вреда), дадим гирьке свободно повиснуть по другую сторону блока и натянуть 1 Фигура 56 — изображение последовательных контуров пшенич­ ного корешка, увеличенное при помощи микроскопа, соединенного с вол­ шебным фонарем.
ш елковинку. Представим теперь, что наш стебель вырос на ничтожную величину; какими это будет сопровождаться послед­ ствиями? В ы растая, стебель отпустил немного ш елковинку, п гирька понизится настолько, насколько выросло растение; при этом ш елковинка, плотно прилегаю щ ая к блоку, вслед­ ствие трения заставит его повернуться на такую же незначи­ тельную величину. Вместе с блоком повернется и стрелка, но ее кончик, понятно, оппшет путь гораздо более значитель­ ный. Таким образом, незаметное перемещение верхуш ки расту ­ щего стебля вызовет уже очень заметное перемещение кончика стрелки. Это перемещение будет во столько раз более первого, во сколько длина стрелки превышает полупоперечник блока. В нашем приборе полупоперечник блока равняется 2 м илли­ метрам, длина стрелки — 20 сантиметрам, т. е. во сто раз более, следовательно, всякий прирост стебля будет обнаруж иваться во сто раз большим перемещением кончика стрелки. Понятно, какую пользу мы можем извлечь из этого инструмента. Стоит приставить к стрелке круг с делениями, к а к на часах, и прямо читать ее показани я. Но мы можем сделать лучше: мы можем превратить этот прибор в так называемый самопишущий, можем заставить растение записывать, к а к оно росло в разли ч­ ные часы дня. Д л я этого придвинем к кончику стрелки мед­ ный цилиндр, ось которого приводится в движение часовым механизмом, так что он раз в сутки делает полный оборот в н а ­ правлении, показанном стрелкой. Д л я того, чтобы стрелка прибора оставила за собой черту, всего удобнее, как это обык­ новенно делается, покрыть поверхность цилиндра густой ко­ потью. Понятно, что если цилиндр вращ ается очень быстро в сравнении с движением стрелки, то черта, которую она на нем оставит, будет почти горизонтальна (как ап на фиг. 57— I I ) . Наоборот, если бы стрелка двигалась очень быстро в срав­ нении с вращением цилиндра, то она оставила бы почти вер­ тикальную черту (am). При умеренном движении стрелки черта будет наклонная, и чем она будет круче, тем, значит, быстрее движение стрелки; более отлога, — тем медленнее движение стрелки. Одного взгляда, например, на черту ab c d e f достаточно, чтобы заключить, что от а до Ъ стебель рос быстро, от Ъ до с медленно и т. д. Зная время вращ ения цилиндра,
мы узнаем, следовательно, какому часу дня соответ­ ствовал быстрый, к ак о ­ му — медленный рост, п в состоянии проследить, от каки х влияний зависит это ускорение или замед­ ление. Растение, так ска­ зать, записы вает свои впе­ чатления. Ч увствитель­ ность показани й этого при­ бора зависит, к а к сказано, от длины стрелки. У по­ требление очень длинной стрелки неудобно во мно­ гих отношениях, и потому, когда мы желаем получить Фиг. 5 8 очень чувствительный п ри ­ бор, такой, который дозво­ л ял бы наблю дать рост в очень малые промеж утки времени, н а­ пример, в одну минуту, или, как в настоящем случае, дозволил бы показать это явление роста целой аудитории, то мы прибе­ гаем к несколько иному приему. Вместо стрелки мы употреб­ ляем нечто невещественное — луч света, которому мы можем дать какую угодно длпну, не встречая при этом технических неудобств. Д л я этого вместо стрелки мы прикрепляем к оси блока небольшое зеркальце (фиг. 58 — тп). Если против этого зеркальца поставить лампу или свечу, то луч света, отраж ен ­ ный зеркалом , образует где-нибудь на стене светлое пятно, так назы ваемы й зайчик. Крю чок на конце ш елковинки точно так же соединен с растением, и понятно, что м алейш ий прирост и связанное с ним малейшее вращение блока с прикрепленным к нему зеркальцем будут вызывать значительное перемещение светового зайчика. Если стрелка давала увеличение во сто раз, то этот прибор с зеркальцем может дать увеличение в не­ сколько тысяч, или, вообще говоря, какое угодно увеличение, так к ак оно зависит только от расстояния зеркальц а от стены. Д ля того, чтобы можно было удобнее и точнее судить о пере-
мещенпи светлого п ятн а, на стене начерчены крупные деления. Запомним, на како й черте находится оно теперь, — оно падает как раз на цифру 10 , — и оставим растение, в настоящем сл у ­ чае побег спарж и, спокойно расти, для того, чтобы вернуться к нему в конце беседы. Обладая такими совершенными средствами для и зучени я роста, ботаники были в состоянии разъясн и ть целый ряд во­ просов, касаю щ ихся этих явлений; так , например, вы ясни­ лась причина преж них противоречий относительно времени, когда происходит рост — ночью и л и днем. Д ля того, чтобы разрешить его, необходимо было иметь в виду, что свет — не единственное условие, влияющее на рост: на него влияет еще влажность и особенно теплота. В ыращ ивая растение в темноте, при постоянной влаж ности, но изменяя тем пературу, мы узнаем, что при более высокой температуре оно будет расти быстрее, при низкой — слабее; повышая и п о н и ж ая попеременно температуру, мы увидим, что стрелка описанного прибора опишет на поверхности ци­ линдра черту, подобную ab с d e f, где каждому крутому от­ резку будет соответствовать более теплый промежуток времени, каждому отлогому отрезку — более холодный. Значит, теп­ лота действует в смысле, противном свету: если свет замедляет, то теплота, напротив, ускоряет рост, к а к это, впрочем, давно известно садоводам, так как на этом основана возможность выгонять растения, ускорять их рост или задерж ивать его, чтобы они развились к требуемому сроку. Понятно теперь, что вопрос о том, когда преимущественно растет растение, лишается своей каж ущ ейся простоты. Ночью темно, но зато обыкновенно холоднее, днем светло, но зато обыкновенно теп­ лее. Наперед трудно предсказать, которое из двух влияний возьмет перевес в данном случае; очевидно только, что рост должен быть наиболее энергичен в темную и теплую ночь и наименее энергичен в светлый холодный день. Мы привели простое объяснение явлений гелиотропизма, т. е. склонения стеблей по направлению к источнику света, но многих это объяснение не удовлетворяет, так как рядом с об­ щим явлением наклонения к свету существуют и сравнитель­ но редкие явления уклонения от света, или, как вы раж аю тся,
рядом с явлениями полож ительного гелиотропизма встре­ чаются более редкие случаи гелиотропизма отрицательного. Это противоречие, заставляющее многих ботаников отказаться от приведенного выше объяснения, быть может, очень просто устранится, благодаря сделанному позднее открытию, что одно­ стороннее нагревание может вызвать явления,подобные гелиотро­ пизму и на этот раз получающие название термотропизма. Само собой понятно, что результат термотропизма будет со­ вершенно обратный. Теплота ускоряет рост, следовательно, нагретая часть будет расти быстрее, и орган будет уклон яться от источника тепла. Но солнечный луч действует и к а к свет и как теплота, откуда понятно, что в каждом данном случае может брать верх или одно действие, — и орган будет скло­ няться к свету, или другое, — и орган будет уклон яться от света. Выше мы указали, что различие в действии какоголибо фактора может зависеть или от различия в свойствах органов, или от сложности фактора, предполагавш егося простым; здесь мы, повидимому, имеем второй случай. П редставления ботаников о зависимости роста органов от внешних влияний должны были значительно услож ниться после блестящих, к ак всегда, совершенно оригинальны х иссле­ дований Д арвина. Он п оказал , что место действия внешнего деятеля и место, где обнаруж ивается это действие, иногда могут не совпадать. Т ак, например, сила тяж ести, повидимому, главным образом действует на конец корня, а обнаруж ивается это действие геотропическим искривлением в поясе наиболь­ шего роста, на некотором расстоянии от вершины. К этому выводу приходят на том основании, что кореш ки, у которых верхуш ка отрезана, почти никогда не искривляю тся, пока у них не отрастет новая верхуш ка. Стебли не представляю т этого явления, но зато некоторые ростки представляю т его по отношению к свету, чего, наоборот, не наблю дается у кор­ ней. Так, например, перышки прорастающего овса и особенно канареечного семени поразительно чувствительны к свету в самых верхних своих частях. Если закрыть эти части колпач­ ками из листового олова, то гелиотропическое склонение, всегда наблюдаемое в ниж ележ ащ их частях, будет в значи­ тельной мере ослаблено.
Этих фактов было достаточно для некоторых ботаников, чтобы допустить в кончике корня, в кончике перышка злаков существование особых органов чувства, передающ их каким-то неизвестным образом свои впечатления растущим частям и вызывающих их искривление. В своем месте мы увидим, что для допущ ения в растении таких органов чувств и нервов нет вообще никакого основания; здесь же только заметим, что для такого объяснения изложенных только что фактов нет н и к а­ кого повода, пока не исчерпаны другие, более простые объяс­ нения, а, как мы вскоре увидим, это условие всякого научного объяснения еще далеко не выполнено в изучаемой нами теперь области. П ознакомивш ись в общих чертах с влиянием главнейш их внешних деятелей: света, тепла и притяж ения земли, постараем­ ся теперь вникнуть глубж е в самую сущность совершающихся явлений. До сих пор мы рассматривали растение к ак нечто целое, но ведь ж изнь растения слагается из жизни бесчислен­ ных клеточек; посмотрим же, какое отношение к общим яв л е­ ниям роста долж но иметь развитие клеточек. Мы знаем, что каж д ая клеточка в течение своей ж изни увеличивается в р аз­ мерах, изменяет свой внешний вид и строение стенки, словом ,— растет; мы знаем такж е, что как бы велико ни было растение, оно начинается с одной клеточки, а затем представляет их мил­ лионы. Очевидно, что рост целого растения зависит от двух явлений: от роста отдельных клеточек и от их размнож ения. Не можем ли мы подсмотреть, к ак происходят эти явления роста и разм нож ения клеточек, обусловливающие общин рост растения? Д ля этого необходимо выбрать удобный материал, т. е. такой орган и л и организм, в котором мы могли бы наблю ­ дать живую клеточку, нисколько не потревожив ее. Подобный в высшей степени удобный материал представляют нам нитча­ тые водоросли, из которых состоит главная масса того, что обыкновенно зовут тиной. }5слц полож ить под микроскоп
подобную зеленую ниточку, то убеж даемся, что она состоит из одного продольного ряда клеточек. Ф игура 59 сверху изоб­ ражает одну такую клеточку водоросли, п редставляю щ ей очень характеристическую форму того зеленого вещ ества, которое мы назвали хлорофиллом и от которого зависит-зелены й цвет растения. Он образует здесь зеленые ленты с зазу б р ен ­ ными краям и , спирально обвиваю щ иеся вокруг внутренней поверхности клеточной стенки. Отсюда ее латинское н азван ие Spirogyra. Кроме этой особенности, клеточки спирогиры ни­ чем не отличаются от знакомого нам типа клеточек; мы встре­ чаем в них ту же стенку из клетчатки, в полости — прото­ плазму и сок, а посредине ее, словно паук среди своей паутины , помещается ядро, соединенное со стенкой тончайш ими нитями протоплазмы. Поместив такую нитчатую водоросль в капле воды под микроскоп, мы можем следить за ней часам и и днями, подвергая ее различным условиям температуры и освещ ения. Таким образом, мы, например, убеждаемся, что в отсутствии света клеточки растут или, вернее, удлиняю тся быстрее^ чем
при свете. Такое же угнетающее влияние оказывает, повиди­ мому, свет и на размножение клеточек; по крайней мере при естественных условиях процесс этот соверш ается преимущест­ венно и, мож ет быть, даже исключительно ночью, так что для наблю дения его над одной и той же клеточкой первые исследо­ ватели долж ны были вооруж аться терпением и просиж ивали над ней часть ночи или же, отклады вая, положим, каж ды й час по экземпляру нити в спирт, могли потом наблюдать по­ следовательные стадии процесса на различных клеточках 1. Теперь того же результата достигают проще: стоит сосуд с водорослью поставить на ночь в холодное место, на погреб, и тогда процесс размнож ения будет задерж ан, так что мы по произволу можем перевести его с неудобных для наблю дателя ночных часов на более удобные, дневные. Процесс этот очень прост: он состоит в делении, в распадении содержимого одной клетки на-двое. Происходит это таким образом: в одной из клеток, достиг­ шей той степени развития, на которой обнаруж ивается деление, посредине длины клетки с противоположных стенок появляю тся два отростка, вдающиеся в полость клеткп (фиг. 59—С, D). Рассматриваемые клеткп имеют цилиндрическую форму; за­ ставляя их вертеться вокруг продольной оси, катая их осто­ рожно взад ц вперед под микроскопом, мы убеж даемся, что, в каком бы полож ении нп находились клетки, описанные от­ ростки сохраняю т свой вид. Значит, это не два простых шипцка, к а к могло показаться с первого раза, а целое кольцо, перехватываю щее внутренность клеточки. Если мы будем следить за одной и той же клеточкой, то заметим, что этот к о л ь­ цеобразный перехват будет все далее и далее врастать к клетку, перетягивая пополам ее содержимое. Около этого времени вместо одного срединного ядра усматриваю тся в клеточке два яд ра. Н аконец, кольцеобразный перехват совершенно смы­ кается посредине, образуя сплош ную перегородку поперек клеткп. Из одной клетки об разовали сь уже две; в каж дой свое ядро, своя протоплазма, своя хлорофилловая лента; - При непрерывном искусственном освещении деление происходит и при свете, так что, повидимому, свет не прямо препят ст вует делению, а скорее только вызывает деятельность клеточки в ином направлении.
Ф иг. 00 разграничены они менаду собой перегородкой пз такой же клет­ чатки, из какой состоят и наруж ны е стенки. С каж дой из вновь образовавш ихся клеточек, по достижении ею полного воз­ раста, происходит такой же процесс деления и так далее и далее; в результате пз одной клеточки образуется целый ряд, целая нить. Т аков этот процесс деления в простейших наблю даемых случаях. Но в большинстве случаев он происходит несколько иначе. У ченых давно пораж ал факт, что при росте тканей выс­ ших растений никогда не удается подметить только что опи­ санного постепенного врастания новой перегородки внутрь клеточной полости. Перегородка появляется будто внезапно, но при более внимательном изучении убедились, что н здесь она образуется постепенно, но на иной лад. О бнаружилось это, когда обратили должное внимание на часть клеточки, о которой мы не раз упоминали и на изучении которой теперь остановимся. Это — клеточное ядро, которому в последнее время посвящены чуть не томы исследований. И у спирогиры мы видим, что процессу деления клетки предшествует деление ядра, но в большинстве случаев связь этих процессов еще тес­ нее, Делению клеточек предшествует ряд процессов в ядре,
соверш аю щ ихся с не­ изменным однообра­ зием во всех сл у ч аях и, что всего лю бо­ пытнее, почти то ж ­ дественно при деле­ нии клеток как у ра­ стений, так и у ж и ­ вотных. При иссле­ Ф иг. 61 довании ядра под ми­ кроскопом в нем легко различают два составные вещества: одно ’ легко окраш ивается различными красящ им и веществами, другое не окраш ивается. Незадолго до наступления деления это о кр а­ шивающееся вещество — хроматин (или нуклеин)— имеет форму нити, спутанной клубком (фиг. 60 — А). Позднее эта нить рас­ падается на короткие отрезки, которые группирую тся, как показано на фигуре 60— В (правая), в экваториальной плос­ кости ядра. Д алее отрезки эти, появляю щ иеся обыкновенно в определенном числе, делятся пополам и расползаются к полюсам яд ра, которое к этому времени принимает вере­ тенообразное очертание и представляется струйчатым или по­ лосатым (эти полосы не окраш иваю тся, почему и вещество, из которого они состоят, назы вается ахроматинным) (фиг. 60—С). Когда хроматин собрался у полюсов, он снова п ри ­ нимает форму клубков, и тогда мы имеем пред собой уж е два ядра (фиг. 60—D). Этим оканчивается стадия деления ядра и начинается собственно деление клеточки. Снова в эк­ ваториальной плоскости веретена появляю тся какие то мел­ кие крупинки (фиг. 61 — І), которые потом сливаю тся в пленку или пластинку, состоящую из такого же вещества, как и стенка клеточек, т. е. из клетчатки (фиг. 61—2). П л а­ стинка эта, разрастаясь, упирается в стенки клеточки, и мы имеем пред собой перегородку, делящ ую клеточку на-двое (фиг. 61—3). К аж д ая из вновь появивш ихся клеточек имеет свое ядро и начинает жить самостоятельной жизнью , т. е. растет и, достигнув известного разм ера, делится в свою очередь. Мы получили ранее общее объяснение, почему растения удли­ няю тся быстрее в темноте: это зависит от того, что и удлинение
клеточек и их деление — два явл ен и я, определяющие общий рост органов, — происходят энергичнее в отсутствии света. Но не в состоянии ли мы найти ближайш ую причину этого угнетающего действия света? Существуют исследования, в зна­ чительной степени вы ясняю щ ие это явление и в то же ьремя находящ иеся в связи с одним вопросом большой практической важности. Давно известно, что стебли, выросшие в темноте, представляю тся более водянисты ми, ткани пх менее н ап ря­ жены, они вообще менее стойки, к а к это легко видеть над крес­ сом, выросшим в светлом и в темном месте. Но то же различие, какое замечается между этими крайними случаями (т. е. стеб-, лями, выросшими на свету и в совершенной темноте), должно обнаруж иваться в меньшей, конечно, степени — между растеHEe.\f затененным и выросшим при полном освещении. Родилось предположение, что этим путем можно будет объяснить поле­ гание хлебов, которое, к а к мы видели, тщетно пытались объяс­ нить недостатком кремнезема (см. IV лекцию). Поводом к та­ кому предположению мог яви ться тот факт, что лож атся преи­ мущественно очень густо засеянные хлеба, соломины же, стоящие одиноко, к ак это с первого взгляда ни покаж ется странным, никогда почти не л ож атся. Д ля того, чтобы вызвать искусственное затенение соломин, поступали так: одно или несколько растений окруж али глиняной, так назы ваемой дре­ нажной, трубой; когда соломина выставлялась над первой тру­ бой, надставляли вторую и так далее. Понятно, что при таких условиях растение получает свет только сверху, с боков же всегда затенено. К ак и следовало ожидать, при так и х условиях получились очень вытянувш иеся, но слабые, нестойкие соло­ мины. Подвергнув сравнительному микроскопическому иссле­ дованию подобные соломины и соломины здоровые, нормальны е, можно было усмотреть следующую разницу: у первы х клеточки были заметно длиннее, но зато стенки их были значительно тоньше, чем у последних, у которы х клеточки были более короткие и толстостенные. Зн ачит свет, собственно говоря, не задерж ивает роста, но, повидимому, изменяет только его направление; стенки клеточки вместо того, чтобы разрастаться, раздаваться по всем направлениям, утолщаются. То же разл и ­ чие оказалось п при микроскопическом сравнении соломины
здоровой и соломины по­ легшей, к а к это можно видеть из сравнения двух кусочков поперечных раз­ резов соломины нормаль­ ной (фиг. 62, вправо) и полегшей (влево). У пер­ вой стенки всех клеточек толще, а у ниж них рядов фиг 62 (наруж ных слоев соломи­ ны) стенки даж е до того утолщены, что полость явл яется почти в виде точки (поперечные полоски, соединяющие поло­ сти некоторых смежных клеточек — каналы пор, к ак на фиг. 43—3). Соответственно с этим утолщением стенок клеточки на продольном сечении у соломины нормального вида значительно короче. Следовательно, в слишком быстром вытягивании соло­ мин, сопряж енном с недостаточным утолщением стенок и за­ висящем от взаимного затенения густо стоящих соломин, мы должны видеть настоящую причину полегания хлебов, а средство для предотвращ ения этого вредного влияния заклю ­ чается в более редком или рядовом посеве, причем каж д ая соломина будет получать достаточно света для своего нормаль­ ного развития. Приведенные факты заставляю т нас сделать еще одно ограничение в ходячих п онятиях о росте растения. Мы уже видели, что рост не всегда значит увеличение массы — при прорастании увеличение объема сопровождается потерей веса. Теперь мы убеждаемся, что рост не всегда значит удли­ нение или утолщ ение органа, потому что иногда рост может совершаться в ином смысле — в смысле утолщ ения клеточных стенок. Строго говоря, мы только тогда убеждаемся, что расте­ ние растет, когда узнаем, что стенки его клеток растут, все равно — в длину ли, в ш ирину или в т олщ ину. Но не один свет может вызывать изменения в форме кл е­ точек, подобные только что описанным; повидимому, это воз­ можно и под влиянием чисто механических причин. В прош лой беседе мы видели, что на поперечном сечении любого древес­ ного ствола мы отличаем так называемые годичные кольца (фпг. 46, н и ж н яя). Всего яснее эти годичные кольца у хвойных,
например, у сосны. Причи­ на этих колец, очевидно, заклю чается в периодичес­ кой остановке раститель­ ных процессов зимой, но, тем не менее, если бы после зимнего покоя, весной к рядам клеточек, отлож ив­ шихся в предш ествовав­ шую осень, п рим кн ули р я ­ ды новых клеточек, ничем от них не отличаю щ ихся, то между соседними сл оя­ ми не было бы отличия, Фиг. 6-3 е е их граница была бы не­ заметна, все они сливались бы в одну сплошную массу. Слои потому только ясно между собой разграничены, что древесина, отлагаю щ аяся весной, резко отличается от древесины, отложивш ейся предшествующей осенью; уже про­ стым глазом мы видим, что в каждом годичном кольце можно отличать две части: весеннюю, т. е. лежащ ую ближе к сердцевине, и осеннюю, лежащ ую ближе к коре; первая более ры хлая и потому более светлая, вторая более плотная и тем ная. Это чередование темных и светлых полос мы видим на любой ще­ почке, например, на заж игательной спичке. М икроскоп обна­ руж ивает, в чем заключается ближ айш ая причина этого разл и ­ чия. На этом рисунке (фиг. 63) изображен м аленький кусочек древесины сосны, поперечный разрез части заж игательной спички; на нем посредине, поперек, проходит гран и ца двух годичных слоев Ч В нижней половине леж ит часть летних клеточек и все осенние клеточки, скажем, предш ествовавш его года, в верхней половине — весенние клеточки настоящего года. Л егко усмотреть, как резок переход от осенних клеточек к весенним следующего непосредственно года: у одних форма сплю снутая, стенка толстая, просвет полости мал и узок; у других форма почти квад ратн ая, стенка то н к ая , просвет 1 Продольная полоса, делящая разрез на две части, правую и ле~ вую, — сердцевинный луч (см. предшествующую лекцию).
большой. Долгое время ботаники не могли объяснить себе при­ чину этого изменения форм клеточек со временем года, пока не напали на мысль, что она должна быть в зависимости от взаимного давления, взаимного нап ряж ени я тканей. Выше мы познакомились с явлениями так называемого продольного напряж ения, т. е. напря?кения, зависящ его от неравномерного удлинения различных тканей стебля. Но такой же н еравн о­ мерный рост может существовать и действительно сущ ествует между различными тканями стебля в поперечном н ап рав­ лении. Кора постоянно стягивает, сжимает быстрее ее растущ ую древесину и, обратно, постоянно растягивается, напрягается этой последней. Доказательством этому служ ат те продольные трещины, которые обыкновенно представляет кора, вследствие внутреннего напора древесины. В том, что даже самая гл ад кая кора находится в растянутом состоянии и, следовательно, давит на древесину, не трудно убедиться. Сделаем только про­ дольный надрез ножом и увидим, что рана сделается зияющ ей, края ее широко раздвинутся; или, еще лучше, срежем кольцо коры н в ту же минуту (не давая, следовательно, ей засох­ нуть) приложим ее к тому же месту; мы заметим, что к р ая уже не сомкнутся, и никакими усилиями мы не будем в состоянии их сблизить. Значит, кора железным кольцом давит на разви ­ вающуюся древесину, и чем сильнее развивается эта послед­ няя, тем более давление, которое ей приходится выдер­ живать. Очевидно, что это давление будет постоянно увеличиваться и достигнет наибольш ей силы осенью. Под влиянием этого возра­ стающего давления клеточки древесины будут принимать все более и более сплюснутую форму. Справедливость этих соображений вполне подтверждается на опыте. Еслр с весны искусственно увеличить давление на древесину, налож ив на дерево лигатуру или железный обруч, то в течение всего года в этих местах получим клеточки, подобные осенним; если ж е, наоборот, летом и осенью ослабить давление коры и для этого сделать в ней продольные надрезы, то в течение всего годич­ ного периода будем получать в этих местах клеточки, подобные весенним. Таковы , следовательно, изменения формы клеточки,
Рост которые могут быть вызКл. ваны чието механичесI кими причинами х. Пр Не можем ли мы сде­ Пр. лать еще шаг далее, объ\Вк. яснпть себе самый меха­ Вь низм роста, объяснить се­ t " " Т ? 3 бе, почему вообще клеточ­ П лазм олиз ка растет и почему этот Фиг. 64 рост может приним ать под влиянием внеш них деятелей то или иное направление. Основной м еханизм роста клеточек ботаники объясняю т себе так. Вследствие хими­ ческих изменений белкового вещества протоплазмы в ней п ояв­ ляю тся вещества, более жадно притягивающ ие к себе воду; в клеточке появляю тся капли водянистого сока 2, — так назы ­ ваемые вакуоли. Эти вакуоли сплываю тся в одну общую, кото­ р ая оттесняет всю протоплазму к стенке (фиг. 64—1 , Вк). Тогда протоплазма принимает форму мешочка — так назы вае­ мого первичного мешочка (фиг. 64 — 1, Пр). В эту вакуолю (как в наш прибор, фиг. 47) под влиянием растворенны х в ней веществ будут осмотически проникать новые и новые коли­ чества воды, и так как клеточка представляет нам глухой пузырь, то это увеличение объема клеточного сока будет давить на стенку и заставлять ее раздаваться — расти. В это же время протоплазма продолж ает выделять по своей наруж ной, прилегающей к стенке поверхности новые количества клет­ чатки. Что клетчатка вы деляется протоплазмой, доказы вается следующим изящ ным опытом. М ожно разрезать под м икроско­ пом живую клеточку и выпустить в воду часть протоплазмы ; 10, 1 Обнаружено еще другое любопытное влияние чисто механических воздействий на рост тканей. Движения древесных стволов, вызываемые ветром (как это показал в начале X I X столетия знаменитый английский ученый ІІайт, открывший и действие силы тягкести на рост), а также искус­ ственные натяжения растущих частей (как показали некоторые современ­ ные немецкие ботаники) способствуют развитию механических тканей. Таким образом, эти ткани развиваются особенно успешно именно тогда, когда в них оказывается надобность. 2 См. лекцию II, фиг. 15.
эта протоплазма, как всякая ж идкость в свободном состоянии, принимает форму ш ара и через несколько времени выделяет на своей поверхности клетчатку, — превращ ается в новую кле­ точку. К райне любопытно, что этой способностью образовать клетчатку обладаю т только те части плазмы , которые зак л ю ­ чают в себе ядро. Таким образом устанавливается гл у б о к ая связь меж ду процессом роста клеточек и ядром. Т ак ая же связь образования клетчатки с протоплазмой и ядром наблю дается и при нормальном росте клеточек, причем утолщение стенок может быть равномерное или неравномерное, т. е. или на всей внутренней поверхности, или на ее части, и это зависит от по­ ложения протоплазмы и ядра. На основании сказанного процесс роста сводится к следую ­ щему. Смесь веществ, которую мы называем протоплазмой и которая, главны м образом, состоит из белков, п ревращ аясь химически, распадаясь, дает начало, с одной стороны,веществам, растворяю щ имся в клеточном соке и осмотически привлекаю ­ щим воду, — отсюда увеличение вакуоли и растяжение обо­ лочки. С другой стороны, вследствие того же распада прото­ плазмы , выделяется клетчатка, т .е . тот строительный материал, из которого выводятся стенки растущ ей клеточки. Если наше объяснение верно, то, обратив условия, мы должны получить явление, обратное росту, т. е. вместо увеличения — умень­ шение размеров клеточки и, главным образом, ее вакуоли и растянутого ею первичного мешочка. Это заклю чение, дей­ ствительно, оправдывается н | следующем простом опыте. Если увеличение объема клеточек, а, следовательно, и целых органов зависит от поступления воды, вследствие п ритяж ен и я ее раствором вакуоли, то, наоборот, окруж ив клеточку или целый орган раствором, который будет отнимать воду у ваку­ оли, мы вызовем ее сокращение. И, действительно, поместим под микроскопом живую клеточку в раствор сахара или соли более концентрированный, чем тот, которы й находится в кл еточ ­ ном соке, и мы увидим, что объем клеточки уменьш ится (фиг. 64— 1 и 2), а когда стенка, как состоящ ая из твердого вещ ества, не будет уже более в состоянии сокращ аться, первичный мешо­ чек отстанет от стенки и, благодаря своей эластичности, будет следить за дальнейшим уменьшением вакуоли (фиг. 64—2) и,
наконец, стянется в правильный ш арик (фиг. 64—3). Это сокра­ щение первичного мешочка для краткости обозначают терми­ ном — плазмолиза. Очевидно, мы в праве заключить, что основ­ ной механизм роста — явление, противоположное плазм о­ лизу х. Если мы не имеем под рукой микроскопа, то можем убедиться в справедливости сказанного еще проще. Возьмем сочный стебель какого-нибудь травянистого растения или цветочную стрелку, измерим точно их длину и полож им в раствор обыкновенной поваренной соли, содерж ащ ий 5 % соли. По прошествии некоторого времени измерим снова их длину и убедимся, что они значительно сократились, следова­ тельно, представили явление, обратное росту. Перенесем их в воду, и они вернутся к первоначальным размерам и будут продолжать ж ить и расти; следовательно, произведенный над ними опыт, не причинив им никакого вреда, позволил нам проверить наше объяснение механизма роста. Если увеличение давления сока на стенку будет чем-нибудь задерж ано, если, например, клеточка по мере всасывания воды будет тратить ее на испарение, тогда образую щ аяся из протоплазмы клетчатка будет продолж ать отлагаться с внут­ ренней стороны нераздающейся стенки, вызывая ее утолщение. Эта утолщ енная стенка, в свою очередь, еще менее поддается давлению сока и еще более задерж ивает рост клеточки. Таким образом объясняется указанны й выше факт, что задерж ка роста соломины идет рука об р у к у с утолщением стенки. В то же время мы видим, что эта задерж ка роста органов и одно­ временное утолщение стенок их клеточек должны обнаруж и­ ваться при недостатке воды. П редставляется вероятным, что и то задерживающ ее рост действие света, с которым мы позна­ комились выш е, зависит от того, что растение под влиянием света сильнее испаряет воду, вследствие чего вызывающее рост давление сока на стенку не достигнет такого н ап ряж ен и я, как при избытке воды, в тени или темноте. 1 На фигуре 64 мы обозначили это символически стрелками. Как уже сказано выше, стенка, как состоящая из твердого вещества, понятно, не может представить обратного процесса в такой полноте, как первич­ ный мешочек. К л обозначает клетчатку, П р — первичный мешочек, В к — вакуолю.
Если, таким образом, мы можем поставить явления гелио­ тропизма в связь с испарением воды, то, быть может, тем же путем удастся объяснить и частный случай передачи гелиотропического действия в опытах Д арвина над перыш ками злаков. Вспомним, к а к энергично эти органы выделяют на своих вер­ хуш ках капли воды, — отсюда мы в праве заклю чить, что эти верхуш ки так же энергично испаряю т ее. Эта потеря воды должна покры ваться из ниж ележащ его пояса роста, а, следо­ вательно, при одностороннем освещении и рост будет неравно­ мерный, в результате чего получится искривление в сторону света. Ранее мы видели, что рост тканей может быть задерж ан не­ посредственным механическим давлением (рост древесины); теперь мы видим, что он может быть задерж ан и ослаблением внутреннего д авления, п роявляясь в том и в другом случае в большем утолщ ении оболочек. П ри одностороннем действии внешних факторов рост целых тканей будет неравномерный, вызывая искривление целых органов, но такой же неравномер­ ный рост может обнаруж иваться и в различных частях одной и той ж е клет очки, вследствие распределения протоплазмы и ядра, как мы это видели выше. И действительно, замечено, что когда отдельные клеточки искривляю тся, наблю даю тся накопления протоплазмы на вогнутой стороне. Эта сторона, вероятно, более утолщ ена и оказывает более сопротивления осмотическому давлению сока и менее растягивается. Следует еще добавить, что не одна только толщ ина оболочек играет роль в явлениях роста: химические и физические свойства кле* точной оболочки могут изменяться и делать ее более ме­ нее упругой или более или менее растяжимой. Д оказано сущ е­ ствование особого фермента, размягчаю щ его клетчатку стенки; местное образование такого фермента может влиять на н ап р ав ­ ление роста клеточки, на ее внешнее очертание. Эти факты, быть может, доставят нам, в свою очередь, ключ для объяснения другого из указанны х выше наблюдений Д арвина — его н аб лю ­ дения над обезглавленными корням и. Весьма вероятно, что уж е в самом молодом возрасте клеточек, следовательно, бли зко к вершине корн я, возникает то неравномерное распределение протоплазмы и ядра и пр., которое может иметь своим резульи л и
татом позднейший неравномерный рост и искривление целого органа. Т олько теперь мы можем вполне оценить, к ак бесконечно разнообразно может быть воздействие внешних условий на рост органа, ткани, клеточки, части клеточки и каки е сложные сочетания могут представлять все эти явления, взяты е в сово­ купности, и поймем, к ак легкомысленно поступают те, кто, прежде чем испробовать все эти возможные объяснения, ре­ шаются видеть в явлениях роста результаты какой-то психи­ ческой, сознательной деятельности растения. Но пора нам вернуться к наш ему крессу и к наш ей спарже (см. фиг. 58. Ред). Пока я говорил, мы могли заметить, как светлый зайчик упорно полз вверх по стене, — теперь он уже не при десятом, а где-то около сорокового деления. Это зависит от того, что зеркальце из полож ения тп пришло в положение rs: мы, следовательно, сами видели, как растение растет. В то же время кончик корня кресса давно выдвинулся из сде­ ланного вокруг него карандаш ом контура и значительно вы тя­ нулся. Значит, мы можем видеть не только результат этого процесса, не только ближ айш ую его причину, т. е. рост и деление клеточек, но в состоянии уловить самый процесс, т. е. то движение, которое мы называем ростом *. Таким образом, первая половина задачи, поставленной в самом начале лекции, нами выполнена. Но выполнена ли 1 Чтобы узнать, насколько растение выросло в действительности, стоит только измерить расстояние от оси блока до стены; действительный прирост, как уже сказано, будет во столько раз менее видимого переме­ щения светового изображения, во сколько это расстояние более полупоперечника блока. Понятно, что если при помощи этого прибора можно показать лицам, находящимся на конце большой залы, рост стебля в про­ межуток получаса или часа, то наблюдатель, находящийся вблизи, в со­ стоянии заметить перемещение светового луча в течение одной минуты; и действительно, этим путем удается наблюдать прирост стебля за каждую минуту, т. е. видеть движение, подобное двпя;еншо минутной стрелки.
вторая? Можем ли мы слышать, как прозябает растение? Можем ли мы, например, заставить растение какими-нибудь звуками давать нам знать, когда ему живется хорош о, когда нет, когда оно сыто, когда голодно? Следующий опыт даст нам на это положительный ответ. Под стеклянным колоколом, притертый кр ай которого плотно леж ит на матовой стеклянной пластинке (фиг. 65— А ), в искусственной белой почве 1 воспитывается растение. Но мы знаем, что один из важнейш их источников пищи растения — атмосферная углекислота. К ак же нам обес­ печить это растение под его колпаком постоянным источником углекислоты, а главное — как нам узнать, что оно действи­ тельно ею пользуется? Мы знаем, что деятельность растения и животного по от­ ношению к атмосферным газам диаметрально противополояш а. Растение поглощ ает углекислоту, выделяет кислород; животное поглощает кислород, выделяет углекислоту. Значит, если бы мы посадили под колп ак животное, то и ему и растению ж илось бы превосходно: они могли бы так ж ить неопределенное время. Но мы можем заменить животное этим прибором (фиг. 65— В), который, с точки зрения обмена газов, будет действовать совер­ шенно так же, к ак животное. Это будет, в известном смысле, искусственное животное. Вот к ак устроен этот прибор. В стек­ лянной плошке (фиг. 65— В) налита ж идкость, жадно поглощ аю­ щ ая кислород воздуха. Среди плош ки стоит стеклянная банка, через пробку которой пропущена до дна трубка стеклянной воронки и еще д р у гая двояко изогнутая трубка. На дне банки налита кислота, а в воронке леж ит ш арик из мрамора или мела. Посмотрим, что же произойдет с этим прибором, когда он будет помещен под закрыты й наглухо колокол А . Под колоколом на­ ходится воздух, значит и кислород. Этот кислород будет погло­ щаться жидкостью в плошке 2; вследствие этого объем воздуха (a) под колоколом уменьш ается, уменьш ается давление воздуха под колоколом, а если оно уменьшится, то малый объем воздуха (b ), находящегося в банке с кислотой, начнет расш иряться, станет давить на кислоту и заставит ее подняться по трубке 1 См. IV лекцию. 2 Жидкость эта не должна поглощать углекислоту, — химия пред­ лагает нам целый ряд таких веществ.
и выступить в воронку (т. е. уровень кислоты,бывш ий при/и, теперь будет при п, фиг. 65—В ). Но здесь она встретит ш арик из мрамора или мела и станет выделять из него углекислоту \ Этот углекислы й газ явится на смену поглощенному кисло­ роду и будет выделяться, пока под колпаком А не установится прежнее давление; тогда воздух в банке (Ь) сократится до п реж ­ него объема, а вместе с тем и кислота опустится от п обратно к т, и все придет в спокойствие до тех пор, пока жидкость в стеклянной плош ке, поглотив новое количество кислорода, не наруш ит вновь равновесия между воздухом под колоколом (а) и воздухом в банке (Ъ). Не в праве ли я был назвать этот прибор искусственным животным? Он дышит, поглощ ает кис­ лород и выдыхает углекислоту и приблизительно в равных количествах. В верхней части колокола на тренож нике поме­ щается растение; оно будет пользоваться освобождаемой при­ бором углекислотой и выделять обратно кислород, который снова будет поглощ аться жидкостью в плош ке прибора В . Одним словом, между растением и прибором В установится
такой же круговорот вещества, к а к меж ду растением и ж ивот­ ным. Растение под колоколом будет снабжено постоянным, периодически самодействующим источником углекислоты. Это снабжение растения углекислотой будет длиться до тех пор, пока не растворится весь шарик мрамора, т. е. дням и и неде­ лями. Таким образом, растение, не п рикасаясь к мрамору, может сглодать его до конца и употребить в пищ у его у гл еки с­ лоту х. Но для того, чтобы знать, что под колоколом все об­ стоит благополучно, т. е. выделяется и разлагается растением углекислота, прибор В снабжен еще следующим приспособле­ нием. В двояко-изогнутой трубочке (изображенной подроб­ нее на фиг. 65—С) налита кап л я ртути. Понятно, что когда вследствие расш ирения воздуха (Ъ) (фиг. В) уровень кислоты поднимается в воронке от т до и, то и в трубке уровень ртути поднимается от т ' до п' (фиг. С). В открытый конец этой тр у ­ бочки проведены два изолированные проводника, сообщающиеся с обыкновенным электрическим звонком; один проводник всегда погружен в ртуть, другой оканчивается выше и приходит в прикосновение с ртутью только тогда, когда она поднимется до п '. В этот момент электрическая цепь замыкается, и кол о­ кольчик звонит. Нетрудно так регулировать прибор, чтобы выделение углекислоты наступало только тогда, когда ее под колоколом остается уж е очень мало, и чтобы каж ды й раз одновременно с выделением углекислоты звонил колокольчик. Точно так же к а к выделение углекислоты п рекращ ается само собой, потому что кислота возвращ ается к прежнему уровню т , точно так же и колокольчик смолкает потому, что к ап л я ртути возвращ ается в прежнее положение и размыкает цепь. Но если бы по причине какого-нибудь расстройства в приборе углекислота не выделилась во-время, то колокольчик продол­ ж ал бы звонить без умолку. К сож алению , я не могу показать вам прибор в ходу по причине, уже неоднократно объясненной: действие его зависит от выделения кислорода растением, а этот процесс соверш ается только при дневном свете. Но я все же могу дать понятие о его действии. Е сли быстро охладить воздух 1 Взвешивая от времени до времени этот шарик, мы в состоянии при­ близительно определить, сколько углекислоты принято растением во столько-то дней или недель.
под колоколом (а), то произойдет такое же сокращение его объема, какое произошло бы вследствие поглощения кисло­ рода, и это сокращение, если прибор действует как следует, должно сопровождаться таким же результатом — выделением углекислоты из мраморного шарика и звонком колокольчика. Чтобы быстро охладить воздух под колоколом, я брызнул на колокол эфиром. Воздух охладился, сократился, столб кислоты смочил мрамор, он запенился, освобождая углекис­ лоту, и в ту же минуту зазвенел колокольчик; но вот действие минутного охлаждения прекратилось, все пришло в прежний порядок и колокольчик затих. Значит, действие всего прибора таково: каждый раз, что растению грозит недостаток в углекислоте, она сама собой отпускается ему из прибора В , и при этом звонит колокольчик. Если же прибор расстроился, если углекислота не выделяется, то колокольчик звонит, не переставая. Если бы за несколько минут я предложил вам вопрос: можно ли заставить растение каждый раз, когда оно проголо­ дается, мало того, каждый раз, когда ему только грозит голод, предупреждать нас о том звоном колокольчика, то вы, конечно, сочли бы это за неуместную шутку. А между тем таково бук­ вальное значение нашего прибора. Причина его действия заклю­ чается в деятельности растения, в его способности разлагать углекислоту, выделять кислород. Этой способностью мы восполь­ зовались, чтобы заставить растение извещать нас от времени до времени коротким звоном, когда его питание идет успешно, и бить тревогу, звать на помощь, когда ему грозит голод. Одним словом, мы заставляем его условными звуками сооб­ щать нам, когда ему живется хорошо, когда дурно. Итак, на поставленный нами в начале лекции вопрос мы в праве дать положительный ответ: мы в состоянии не только видеть, но даже слышать, как прозябает растение. Опыты, с которыми нам пришлось при этом познакомиться, доставили нам в то ?ке время наглядное понятие о тех уловках, о тех ухищрениях, к которым мы должны прибегать при исследова­ нии природы. Мы не довольствуемся страдательной ролью наблюдателя, а вступаем в борьбу с ней, причем экспери­ ментальное искусство предлагает к нашим услугам целый строй
снарядов п приемов. Растение немо, оно не отвечает нам, так мы заставляем его писать; оно не может говорить, — так мы его заставляем звонить, но так или иначе добиваемся ответа на предложенный ему вопрос. Напрасно многие в этом экспе­ риментальном искусстве видят почти механическую деятель­ ность, нечто низшее в сравнении с областью отвлеченной мысли. Напрасно сам гениальный Гёте не избежал этой ошибки и, усматривая какую-то двойственность, какой-то разлад между двумя путями исследования истины, между умозрением и опы­ том, вложил в уста Фауста такое мнение о природе: G eheim nissvoll am lichten Tag L ässt sich Natur des Schleiers n ich t berauben, Und w as sie deinem Geist nicht offenbaren mag, Das zw ingst d u 'ih r n ich t ab m it Hebeln und m it Schrauben. 1 Конечно, не рычаг и не тиски вымогли когда-нибудь у природы ее тайну, — вымогали ее вложенные в них зоркая мысль и упорная воля исследователя. Орудие исследования — такой же продукт творческой мысли, как и учение, которое им подтверждается: это — сама мысль, кристаллизовавшаяся, принявшая осязательную форму. Не странно ли, что, между тем как в любом почти большом городе Европы давно можно было любоваться собранием тех позорных орудий, которыми человек так безуспешно пытался выпытывать истину у себе подобных, только в настоящем году в первый раз возникла мысль собрать в одно место те славные орудия, которые человек употреблял в своей борьбе с природой, явилось желание под­ вести наглядный итог той трехвековой борьбе, в которой он победоносно исторгал у природы истину за истиной2. Не стран­ нее ли еще слышать голоса, то наивно удивляющиеся тому, что люди с развитым умом могут избрать предметом изучения 1 При свете дня, полна таинственными снами, Не даст тебе природа покров с себя сорвать, Того, что в откровеньи разуму сама не сможет передать, Не выпытать тебе у ней ни рычагами, ни тисками. г Известно, что в 1876 г. в Лондоне была выставка инструментов и приборов, употребляемых в опытных науках, с любопытным истори­ ческим отделом приборов, служивших знаменитым ученым при их ис­ следованиях.
какую-нибудь лягуш ку или травку, то открыто сетующие о том, что изучение природы, приковывая человеческий ум к материальным предметам, отвлекает его от задач более высо­ ких и заставляет его суживаться, мельчать, причем нередко обращаются тоскливые взоры в прошлое, когда будто бы ум человека исключительно сосредоточивался на предметах более его достойных? Справедлив ли такой упрек? Точно ли есте­ ствознание суживает мысль, заставляет мельчать человеческий ум? Точно ли оно менее других знаний достойно человека, когда, как мы только что имели случай убедиться, оно порой делает для него доступным то, что в доброе старое время было только уделом бессмертных богов?
УШ ЦВЕТОК II ПЛОД Воспроизведение растений бесполое и половое.— Цветок.— Существенные части цветка — яичко и цветень. — Оплодотворение. — Оплодотворение у простейших растений.— Приспособления, обеспечивающие оплодотво­ рение цветковых растений. — Значение так называемых несущественных частей цветка. — Самооплодотворение и перекрестное оплодотворение.— Значение ветра и насекомых. — Части цветка, служащие приманкой для насекомых. — Особые формы цветков, приспособленные для перекрест­ ного оплодотворения при посредстве насекомых. — Доля искусства в об­ разовании культурных пород. — Значение отбора. — Недостаточность физиологических знаний о сущности полового процесса. Разнообразные формы плода и разноска их ветром, водой и живот­ ными. — Живородящие растения. — Разбрасывание семян: желтая ака­ ция, недотрога и бешеный огурец. — Разноска плодов ветром: хохлатки и крылатки. — Разноска водой: кокосовый орех. — Разноска животными: плоды цепкие и плоды съедобные. — Омела.— Заделка в почву: лчнария цимбалярия, ковыль.— Обладает ли растение разумом? явлении роста питательные вещества, затраченные на построение твердых частей растения, достигают своего окончательного назначения. Существование растения сво­ дится, таким образом, к питанию и росту. Растение питается для того, чтобы расти, растет для того, чтобы питаться, т. е. увеличивать поверхность принимающих пищу органов. Эти два совместные процесса могут длиться очень долго, у неко­ торых растений тысячелетиями, но, тем не менее, им наступает предел, хотя, собственно говоря, мы не в состоянии объяснить себе необходимость подобного предела, мы не в состоянии по­ нять, почему бы один и тот же растительный организм не мог существовать неопределенно долгое время. В самом деле, представим себе растение, которое образовало бы надземные плети, подобно землянике, или подземные стебли, так назы­ ваемые корневища, подобно пырею: эти новые части будут разбегаться в стороны, захватывая все более и более значи- В
тельную площадь; старые части могут отмирать; при этом порвется связь между молодыми частями, они разъединятся, но, тем не менее, это будут части одного и того же растения, которое, разрушаясь с одного конца, продолжает расти с дру­ гого. Или возьмем другой пример из древесных растений. Известная индийская смоковница способна из своих далеко распростертых ветвей выпускать придаточные корни, которые, достигая земли и утолщаясь, подпирают эти ветви наподобие столбов, доставляющих им одновременно и опору и необхо­ димую пищу. Таким образом, одно дерево может покрывать целые десятины. Здесь также главный ствол мог бы разрушить­ ся, но это, казалось бы, не мешало укоренившимся ветвям продолжать свое существование неопределенное время. И подобным разрастанием еще не ограничивается способность растения к размножению; она проявляется и в другом виде. Целые части растения, например, стебли с листьями, могут принимать особую форму и в таком виде совершенно отделяться от произведшего их растения; таковы, например, луковички, появляющиеся в углах листьев лилии, или клубни, появляющиеся на подземных стеблях картофеля и в которых мы можем видеть только видоизменившиеся ветви. Все проис­ шедшие из этих органов растения мы в праве рассматривать, как отделившиеся и обособившиеся разветвления одного и того же растения, как последствия его быстрого и своеобраз­ ного разрастания. Казалось бы, этих и подобных им способов так называемого растительного размножения вполне доста­ точно для того, чтобы обеспечить жизнь одного существа на безгранично долгое время. Оказывается, что нет; оказывается, что растительная жизнь не может тянуться беспредельно в одном непрерывном направлении; время от времени она долж­ на прерывать свое течение, восходить вновь к своим истокам для того, чтобы, начиная с самого, начала, с первой клеточки, вновь пролагать тот же путь, в том же порядке последователь­ ности. Одним словом, в жизни растений, как и в жизни живот­ ных, мы замечаем необходимую смену поколений, неизменное чередование различных ступеней развития, которые мы назы­ ваем возрастом. Мало того, оказывается, что при этом перио­ дическом обновлении в образовании нового организма должно
участвовать не одно, а два существа. Это — явление брака. Брак на всех ступенях органической лестницы, начиная водо­ рослью и кончая человеком, представляет одно и то же явление; это слияние двух существований, д вух ?кизней, в ближай­ шем смысле двух клеточек в одну. В этом выводе, что для поддержания растительной жизни необходимо периодическое обновление ее путем брака, нас убеждает тот факт, что, кроме самых низших представителей растительного царства, стоящих, так сказать, на пределе орга­ низации, нам не известна ни одна растительная группа, кото­ рая поддерживала бы свое существование исключительно процессом растительного, или, как его также называют, бес­ полого размножения, которая не представляла бы рядом с этим процессом и другого, т. е. процесса полового размно­ жения и л и брака. Посмотрим, в какой же форме обнаруживается это явление брака в растительном царстве. Первоначально существование двух полов было замечено только у некоторых растений, у тех именно, которые снаб­ жены цветами, откуда и название явнобрачных, данное им в X V III столетии Линнеем, в отличие от остальных, назван­ ных им тайнобрачными. В настоящее время название тайно­ брачных растений утратило смысл, так как явление брака найдено во всех классах растений, кроме самых простейших организмов, где его, может быть, действительно не существует. Мысль, что в цветке должен совершаться тот процесс, который мы называем браком, и что результатом этого процесса являются плод и семена, т. е. молодое зачаточное растение, — мысль эта должна была возникнуть очень давно, но, как опре­ деленное. научное учение, она не насчитывает еще двух веков. На эту мысль должны были навести такие растения, у ко­ торых существуют двоякого рода цветы, размещенные на раз­ личных особях; таковы многие деревья, например, наши ивы, осины, можжевельник, такова конопля, мужские растения которой получили даже особое народное название — посконь. Все эти растения приносят и такие цветы, которые дают плод и семя, и такие, которые, заключая только тычинки, не превра­ щаются сами в плод, но необходимы для того, чтобы вызвать
это образование пло­ да в других цветах. Пер­ вым растением, обратив­ шим на себя в этом отно­ шении внимание человека, была, по всей вероятности, финиковая пальма; по крайней мере повествуют, Фив. 66 что уже на рынках В а ­ вилона и позднее у ара­ бов продавались мужские соцветия этой пальмы, которые покупателями развешивались между женскими соцветиями для их опыления, так как было замечено, что это способ­ ствовало более обильному сбору плодов. Женскими цветками мы, значит, называем такие, в которых заключается плодник, по отцветении превращающийся в плод; мужскими — называем такие цветы, которые заключают только тычинки, принося­ щие плодотворную пыль, пыльцу или цветень, и по отцветении завядают. Однако, далеко не у всех растений мужские и жен­ ские тычиночные и плодниковые цветы размещены на различ­ ных неделимых; у многих они собраны на одном и том же ра­ стении, каковы: береза, дуб, сосна, маис; наконец, у значи­ тельного большинства растений и тычинки, и плодники соеди­ нены в одном цветке, т. е. цветки обоеполые. Таков цветок, изображенный на фигуре 66. Посмотрим, чем же выражается участие тычинки в образо­ вании плода. Тычинка, как мы уже видели в первой лекции, в наиболее совершенной своей форме представляет более или менее развитую нить, на конце которой прикреплены два про­ долговатые мешочка, лопающиеся продольной щелью и высы­ пающие пыль, обыкновенно желтого цвета. К аж дая такая пы­ линка представляет клеточку, чаще всего шаровидную, с двой­ ной оболочкой: наружной — толстой и обыкновенно очень нарядной, и внутренней — более тонкой и простой. В наруж ­ ной обыкновенно бывают отверстия или иногда места, закры­ тые как бы заслоночками, которые могут отскакивать. Пестик в самой простой и правильной форме имеет вид бутылочки (фиг.. 66 и 6 7 ). Его расширенная, внутри полая
часть—за вязь— заключав т яички: одно, несколько, нередко множество, как, например, у мака. Вытя­ нутая часть — столбик — редко содержит внутри канал, обыкновенно же он сплошной, но ткань его рыхлая, губчатая; клеточ­ ки ее не плотно прикаса­ ются, оставляя промежут­ ки. Этот столбик окан­ чивается на верхушке бо­ лее расширенной частью— рыльцем, имеющим форму тупой пуговки, щитка, перышка, одним словом, самую разнообразную фор­ му. Поверхность рыльца обыкновенно покрыта ко­ роткими ворсинками и вы­ деляет липкую жидкость. Яичко, сидящее в полости завязи, если его перере­ зать вдоль, представит нам такое строение: средняя часть, так называемое яд­ ро, окружена двумя обо­ лочками, чрез которые до самого ядра проходитканал; канал этот может быть обращен или вверх, как в настоящем случае, или вниз. В верхней части ядра, т. е. ближе к каналу, обращает на себя внимание одна очень крупная клеточка, получившая назва­ ние зародышевого мешочка (фиг. 6 7 ), так как в ней, как сейчас увидим, появляется и развивается зародыш ра­ стения. Таково в общих чертах строение этих двух органов цветка: тычинки и пестика. Самые существенные их части — яичко,
подлежащее оплодотворению, и крупинка пыльцы, вызываю­ щая оплодотворение. Для того, чтобы состоялось оплодотворение, крупинка пыльцы должна прежде всего попасть на поверхность рыльца, где она легко удерживается его ворсинками и липкой жидко­ стью. Какими средствами это достигается в природе, мы уви­ дим впоследствии; при искусственной же культуре, в садо­ водстве, нередко оказывается полезным переносить пыльцу на рыльце посредством кисточки. Что же произойдет далее? Ведь от поверхности рыльца до яичка еще далеко, каким же образом влияние цветня сообщится этому последнему? Вопрос этот давно занимал ботаников и породил сначала целый ряд более или менее неудачных догадок. Полагали, что крупинки проваливаются в завязь; полагали, что они лопаются на рыльце и выпускают свое содержимое, которое достигает яичка; пола­ гали, наконец, что они действуют на расстоянии какими-ни­ будь летучими испарениями. Все эти догадки оказались бес­ плодными, пока, наконец, точное микроскопическое исследо­ вание не разрешило вопроса. Когда крупинка цветня попадает на рыльце или в какуюнибудь подходящую ?кидкость, например, в раствор сахара (но не в воду, где она обыкновенно лопается), то она начинает прорастать, т. е. через отверстие наружной оболочки выпускает внутреннюю, в виде трубки. В эту трубку переливается содер­ жимое, и она продолжает расти на вершине, достигая, таким образом, значительной длины. Вырастая с переднего конца, она нередко отмирает с заднего. Эти так называемые цветневые трубочки пролагают себе путь в рыхлой ткани столбика, путь иногда довольно длинный, как, например, у кактуса, у кото­ рого столбик имеет несколько дюймов в длину. Проникнув в полость завязи, где они попадают на входное отверстие яичка, чрез канал пробираются до ядра и прикладываются к зароды­ шевому мешочку. Цветневые трубочки попадают в канал яичка, конечно, почти случайно, но эта случайность встречается очень часто, так как число цветневых трубочек, проникающих в за­ вязь, обыкновенно значительно. Существуют, впрочем, наблю­ дения, будто цветневые трубочки, прорастая под микроскопом, направляются к кусочкам ткани рыльца и л и столбика, поме­
щенным по соседству с ними. Эта ткань действует, повидимому, и тогда, когда была предварительно умерщвлена кипячением. Новые исследования показывают, что такое же притяжение на трубочки могут оказывать и некоторые вещества, как, на­ пример, комочки диастаза, так что в этом притяжении нет повода видеть что-нибудь таинственное. В ядре, между тем, произошло следующее. В верхней части зародышевого мешка пз его протоплазмы образуются обыкновенно три клеточки. Клеточки этп лишены оболочки пз клетчатки и, следовательно, представляют нам только шарообразные комки густой прото­ плазмы с ядром; одну пз них называют зародышевым пузырь­ ком или яйцеклеткой, так как это действительно первое начало будущего зародыша растения, это, следовательно, та искомая первая клеточка, из которой, как мы сказали, состоит вначале всякое растение, не только споровое, но и семенное х. Зароды­ шевый пузырек помещается в самой верхней части зародыше­ вого мешка, так что кончик цветневой трубочки, проникшей через канал яичка до его ядра, приходит в тесное прикосно­ вение с пузырьком. Исследования последних лет показали, что самый акт оплодотворения заключается в том, что ядро, образующееся в конце цветневой трубочки, чрез ее размягченную или раство­ ренную стенку проскользает в зародышевый мешочек (стенка которого также размягчается или растворяется) и сливается с ядром зародышевого пузырька, причем крайне любопытно, что на образование ядер, как мужского, так и женского, идет половина хроматинного вещества, т. е. половинное число па­ лочек, так что образующееся чрез их слияние первое ядро заро­ дыша состоит наполовину из хроматина отцовского, наполо­ вину из хроматина материнского организма. В этом факте с особенной наглядностью выясняется, почему свойства роди­ телей сливаются в их потомстве. У простейших—не цветковых— 1 См. I лекцию. Значение двух клеточек, сопровождающих зароды­ шевый пузырек, еще не выяснено удовлетворительным образом. Заро­ дышевый пузырек теперь чаще называют яйцеклеткой или даже яйцом; но тогда выходило бы, что яйцо заключено в яичке, — во избежание этого неудобства я предпочитаю сохранить старый термин, более соглас­ ный с первоначальным представлением, что зародыш заключен в яйце.
растений, как вскоре увидим, мы в состоянии еще легче не­ посредственно убедиться в этом слиянии вещества мужской и женской клеточки. Сущность же этого явления, химизм этого процесса для нас почти неизвестен. В содержимом кру­ пинок цветня открыт фермент, и, сверх того, известно, что в эпоху опыления в цветах проявляется усиленная химическая деятельность, они жадно поглощают кислород, выдыхают углекислоту, и это дыхание сопровождается заметным повыше­ нием температуры всего цветка, в особенности же тычинок. К ак бы то ни было, результатом этого слияния является пробуждение образовательной деятельности в зародышевой клетке. Она облекается оболочкой из клетчатки, получает перегородку, превращаясь из одной в две клеточки. За первой перегородкой следует вторая, третья и т. д., — образуется многоклеточное тело, которое, разрастаясь, превращается в за­ чаточное растеньице, в зародыш, с которым мы познакомились уже в первой беседе, говоря о семени. Иногда в семени является несколько зародышей. Последний случай сравнительно редок. Несколько зародышей находится, например, в семенах апель­ сина, но происходят они, повидимому, совершенно особым образом, на описании которого здесь было бы излишне оста­ навливаться. Одновременно с развитием зародыша в других частях яичка, в зародышевом мешочке и ядре, отлагается запас питательных веществ; это будет та часть семени, которую мы назвали белком Ч Белок, как запас пищи, может быть всосан зародышем или во время нахождения семени при материнском растении, и тогда зрелое семя уж е не содержит белка, оно будет безбелковое, каковы семена гороха, бобов, пли же боль­ шая часть белка сохранится в зрелом семени, как, например, у злаков, гречихи, мака и пр. Развитием зародыша, превращением яичка в семя не огра­ ничивается влияние оплодотворения,—оно распространяется и на плодник: развиваясь и разрастаясь, он превращается в плод. Такова в самых общих чертах форменная, морфологическая, единственная нам до сих пор известная сторона этого явления
оплодотворения. Для до­ полнения картины посмот­ рим, как совершается этот процесс на другом полю­ се растительного царства, у самых простейших ра­ стений — у водорослей, например, пли у пле­ сени. Вот микроскопическая водоросль, уже нам зна­ комая спирогира, с ее характеристическими спи­ ральными лентами хло­ рофилла (фиг. 68, справа). В известный момент раз- Фиг. 68 вития этого организма со­ ставляющие его нити принимают параллельное положение, как это видно на рисунке. В некоторых клетках со­ держимое собирается в круглые или овальные клубки, и в то же время на двух смежных клеточках образуются взду­ тия стенки. Эти бугорки растут навстречу, сталкиваются, разделяющая их перегородка всасывается, исчезает, п тогда содержимое двух клеточек сливается в одну массу, причем совершенно безразлично, перельется лп содержимое из левой нити в правую пли наоборот. Образовавшаяся таким образом округлая масса получает оболочку и превращается в спору, которая, освободившись, может прорасти и дать начало новому организму, новой нити спирогиры. Здесь мы, следовательно, встречаем процесс оплодотворения в крайне простой форме: две клеточки сливаются, чтобы дать начало одной, которая и служит для воспроизведения орга­ низма. В еще простейшей форме встречаем мы это явление в следующем микроскопическом грибке — плесени. Он со­ стоит из одной тонкой, очень разветвленной трубочки (фиг. 68, слева), в которой нигде мы не замечаем поперечных пере­ городок, — значит, весь организм состоит из одной клетки. В некоторых местах этой клеточки появляются короткие ветви,
вытягивающиеся навстречу друг другу. Когда они прикоснутся, конец каждой ветви отделяется перегородкой и вздувается, перегородка, разделяющая их между собой, исчезает, и содер­ жимое, сливаясь, образует одну клетку — спору. Таким образом, простейшие споровые растения, так же, как и цветковые, показывают, что явление оплодотворения заключается в соединении содержимого двух клеточек, и даже у споровых растений это явление обнаруживается с большей очевидностью, так как мы непосредственным наблюдением легко убеждаемся в этом слиянии двух клеточек. В описанных про­ стейших случаях мужская и женская клеточки с виду нисколько не отличались, хотя при более тщательном изучении их строе­ ния удалось подметить и в них различия, но в других более сложных случаях у споровых растений мужская клеточка отличается совершенно и по виду, и по свойствам от женской. Между тем как женская неподвижна, мужская движется напо­ добие какого-нибудь микроскопического животного, проникает в орган, заключающий женскую клеточку, и, сливаясь с ней, как бы растворяясь в ней, вызывает ее оплодотворение Ч Экспериментальным путем мы еще более убеждаемся в дей­ ствии цветневой пыли на яичко. Во-первых, мы знаем, что если рыльце не будет опылено, то цветок завянет, не принеся ни семян, ни плода; далее, заставляя непосредственно под микро­ скопом цветневые трубочки действовать на вынутые из завязи яички, можно было заметить, что только в том случае, когда первые приходили в соприкосновение с последними, обнаружи­ валось последствие оплодотворения. Наконец, всего убедитель­ нее доказывают участие мужского элемента опыты искусствен­ ного получения помесей. Если пестики какого-нибудь цветка опылять цветнем, взятым не из того же самого цветка, а пз другого, отличающегося от него, например, окраской лепестков, то можно получить растение с цветами пестрыми, т. е. представ­ ляющими и цвет лепестков того цветка, пестик которого опло­ дотворен, и цвет лепестков того цветка, из которого взята цветочная пыль. Очевидно, влияние мужской клеточки отрази­ лось на происшедшем вследствие оплодотворения растении. 1 В 1 8 9 7 г. такие подвижные клеточки найдены и в Цветаевых тру­ бочках семенных растений.
Для осуществле­ ния необходимого опыления растения снабжены множест­ вом любопытнейших приспособлений. Ос­ тановимся на несколь­ ких примерах. Вот од­ но, незамечательное по своей внешности, растение (Рііеа), раз­ водимое в наших оранжереях ради следующей любопыт­ ной особенности. Ко­ гда оно цветет и усея­ но множеством своих маленьких, невзрач­ ных цветков, стоит его спрыснуть водой, чтобы заметить стран­ ное явление: на по­ верхности растения то там, то сям, как бы вследствие неболь­ ших взрывов, начнут взвиваться небольшие облачка пыли. Явле­ ние это объясняется так: тычинки этого растения, закручен­ ные внутрь цветка и очень гигроскопичес­ кие, быстро, как пру­ жины, расправляются и выбрасывают пыль из своих лопнувших пыльников. Таким
образом, разбрасываемая во все стороны пыль легко попадает и на рыльца. Приведем еще пример, но на этот раз остановимся на рас­ тении, живущем в совсем другой среде, — на растении водяном. Всем любителям комнатных аквариумов знакома самая обыч­ ная обитательница их — валиснерия; у этой валиснерии ты­ чинки и пестики находятся в разных цветках, а эти последние размещены на различных растениях (фиг. 6 9 ). К ак мужские, так и женские цветки развиваются под водой. Но оплодотворе­ ние под водой невозможно; садовники, например, знают, что дождь во время цветения препятствует оплодотворению, так что при таких условиях не завязывается плод, получается пу­ стоцвет. Для того, чтобы оплодотворение валиснерии могло совершаться на воздухе, это растение снабжено следующим довольно замысловатым приспособлением. Женские цветки (слева) сидят почти на дне на очень длинных, закрученных тесной спиралью, ножках. Ко времени цветения эти ножки начинают раскручиваться и расти и, таким образом, выносят женские цветки на поверхность воды. К этому же времени и мужские цветки (справа), также развивающиеся на дне, отрываются от своих стебельков и всплывают на поверхность воды. Плавая между женскими цветами, они раскрывают свои пыльники и рассыпают по ветру свою пыль, причем часть ее, конечно, попадает и на рыльца. Когда миновал период цветения, цветочная ножка женского цветка вновь закручи­ вается, увлекая оплодотворенный цветок на дно, где и проис­ ходит дальнейшее развитие плода. Для нас теперь вполне понятно значение в жизни растения главных частей цветка — крупинки цветня и яичка; понятны и только что описанные приспособления, клонящиеся к тому, чтобы способствовать взаимодействию этих органов. Но затем рождается вопрос: какое же значение имеют остальные части цветка? К чему служат чашечки? К чему этот плодник, только затрудняющий доступ цветня к яичкам? К чему яркие, нередко причудливой формы, лепестки? К чему этот аромат, распростра­ няемый цветами, и, наконец, эта сладкая, похоя^ая на мед, жидкость, которую выделяют на дне своих венчиков знакомые нам с детства кашка, глухая крапива и множество других цветков? Постараемся найти ответы на все вопросы. Понятнее
всех значение чашечки и плодника. Первая, подобно наруж ­ ным чешуйкам листовых почек, охраняет во время развития внутренние, более важные органы цветка, второй играет такую же роль по отношению к заключенным в нем яичкам. В только что упомянутых опытах оплодотворения яичек, освобожденных от завязи, исследователь встречал значительное затруднение в борьбе с мелкпмп паразитными организмами, этими бакте­ риями, о которых приходится слышать так много страшного по поводу причиняемых ими заразных болезней. Но какое же средство употребляем мы, когда желаем сохранить органические вещества от гниения, от заражения бактериями? Мы сохраняем их в герметически закрытых сосудах или, по крайней мере, ограждаем их от доступа зародышей этих организмов, нося­ щихся в воздухе, затыкая горлышко сосудов ватой. Полость завязи и предоставляет нам именно такой, со всех сторон гл у­ хой, сосуд, в котором яичко и семя развиваются вполне со-' хранно от носящихся в воздухе зародышей паразитных гриб­ ков. Можно возразить: если крупинки цветня, попадая на поверхность рыльца, прорастают и их трубки достигают яичка, то почему бы и бактериям, носящимся в воздухе, не развиться на рыльце и не достигнуть яичка? Тот же наблюдатель, которо­ му мы обязаны только что приведенным объяснением значения завязи, объяснил и специальное значение рыльца. Крупинки цветня, развиваясь вне цветка (под микроскопом), так же, как яички, страдают от бактерий; для того, чтобы отделаться от их нападений, он попробовал слегка подкислять ту жидкость, в которой прорастал цветень. Оказалось, что эта слабокислая реакция, безвредная для крупинок цветня, препятствовала раз­ витию бактерий. Испытав реакцию рылец, он нашел, что она кислая. Таким образом рыльце, пропуская цветневые тру­ бочки, повидимому, устраняет доступ в завязь бактериям. Но для чего служат растению его яркие лепестки, его запах и медоносные железки? С первого взгляда значение их исключи­ тельно эстетическое. В былое время, когда человек считал
себя центром мироздания, когда даже солнце ходило вокруг него, конечно, не затруднялись допустить, что все это суще­ ствует для услаждения его взоров, его обоняния и вкуса. Но с развитием естествознания подобная точка зрения все более и более утрачивала свое значение. С другой стороны, ботаники, не усматривая непосредственной пользы во всех этих частях, давно привыкли называть их несущественными и, прибегая к поэтической метафоре, видели в них только брачный наряд растений. Оказалось, что и то и другое воззрения одинаково неверны. Оказалось, во-первых, что все эти органы существуют не для человека, а для насекомых и прежде всего для самого ра­ стения; а, во-вторых, что они очень существенны, часто дайте необходимы для растения, что без них и так называемые су­ щественные части не достигали бы часто своего назначения и, наконец, что они полезны постольку именно, поскольку они ярки, пахучи, сладки, т. е. поскольку они могут служить приманкой для насекомых. Объясним, в чем дело. Нравы и законы как церковные, так и гражданские большей части народов, кроме находящихся на низшей ступени разви­ тия, осуждают, запрещают, даже преследуют браки в близких степенях родства. Медики и физиологи пытались доказать справедливость этого распространенного воззрения статисти­ ческими данными, и, действительно, существует немало фак­ тов, доказывающих, что близкое родство между родителями вредно отражается на здоровье детей. В настоящее время мы почти не нуждаемся в подобных доказательствах, так к ак целый ряд исследований доказывает, что этот закон имеет более широ­ кое приложение, что он касается не одного человека, не одного животного царства, но равно и растительного, что это за­ кон общий для всего органического мира, и нигде не убеж­ даемся мы в нем с такой наглядностью, как именно над ра­ стением. Нам известны несомненные факты, указывающие, что опло­ дотворение пестика цветнем, взятым из того же цветка, оказы­ вается менее удачным, дает менее здоровое потомство, чем опло­ дотворение цветнем из другого цветка. Мало того, существуют растения, у которых самоопыление абсолютно бесплодно; такова, напрхімер, хохлатка (Corydalis) — одно пз наших
ранних весенних расте­ ний.• Существуют неко­ торые растения с двоя­ кого или троякого рода цветками, таковы: пер­ воцвет (фиг. 7 0 ), дербен­ ник, различные виды льна и пр. У этих цвет­ ков пестики и тычинки представляют различ­ ную величину, и притом длинные пестики встречаются в одном цветке с короткими тычинками (фиг. 7 0 — А) и наоборот (В). Ока­ зывается, что для успешного оплодотворения нужно перенести на рыльце пыль из тычинки соответственной величины, следова­ тельно,— всегда из другого цветка *. Существуют растения, у ко­ торых оплодотворение цветнем другой породы, даже другого ви­ да, оказывается плодотворнее самоопыления. Наконец, наблюда­ тели, заслуживающие полного доверия, описывают случаи, в ко­ торых самоопыление действует ядовито, поражая пестик: рыльце представляется как бы спаленным, и цветок завядает, не при­ нося плода, между тем как цветень, взятый из других цветков, вызывает оплодотворение. Таким образом, многочис­ ленные факты убеждают нас, правда, только эмпирически, в существовании общего закона, по которому перекрестное оплодотворение полезно, самооплодотворение сравнительно вредно для организма. Раз мы допустим существование этого закона, для нас тотчас станет ясно значение множества особенностей в строении цветка, иначе непонятных. Число фактов, накопившихся в ботаниче­ ской литературе в подтверждение того положения, что строе­ ние цветков приспособлено к их перекрестному оплодотворе­ нию, в особенности при посредстве насекомых, чрезвычайно велико. Остановимся здесь только на самых выдающихся чертах этого учения. В доказательство справедливости взгляда, что яркие пок­ ровы, запах и медоносные железки имеют целью привлечение 1 В средине изображены крупинки цветня формы А к В ; они оказы­ ваются различной величины.
насекомых, которые, перелетая с цветка на цветок, способст­ вуют перекрестному оплодотворению, можно привести следую­ щие соображения. Во-первых, все эти части существуют только в период опыления и потом исчезают. Во-вторых, мы отличаем такие растения, у которых опыление совершается при посред­ стве ветра, и такие, у которых оно совершается при посред­ стве насекомых. У первых цветы всегда мелки, невзрачны, не имеют ни ярких покровов, ни запаха, ни меда. Такова большая часть древесных растений: сосна, береза, осина и пр. Зато они образуют громадную массу цветня; облака этой желтой пыли, падая на землю или поверхность воды, породили даже суеверные поверья о серных дождях. Замечательно также, что подобные растения цветут обыкновенно ранней весной, когда неразвившиеся листья не могут препятствовать распро­ странению цветневой пыли. Но понятно, что такая трата, по всей вероятности, дорого­ стоящего растению материала, неизбежная при опылении при посредстве ветра, должна быть крайне невыгодна для рас­ тения. Д ля него, очевидно, выгоднее производить менее пыли и вернее обеспечить ее перенесение на рыльца других растений. Эта экономическая цель, очевидно, осуществляется при содействии насекомых. Побудительной причиной, приманкой для посе­ щения цветков служат насекомым медоносные железки, так называемые нектарники; средством для привлечения — яркая окраска, размеры цветка и его запах. Доказано, что пчелы обладают способностью различать цвета и что, смазывая ме­ дом различно окрашенные поверхности, можно приучить этих насекомых к ассоциации впечатлений известного цвета с при­ сутствием меда. Перекрестное оплодотворение достигается разделением полов в цветке, причем тычиночные и пестичные цветки могут быть распределены на одном и том же растении или на различных; в цветах же обоеполых это достигается неод­ новременным развитием тычинок и пестиков, причем само­ оплодотворение становится невозможным. Но особенно убеди­ тельны те многочисленные случаи, в которых все части цветка по своему строению и расположению оказываются прилажен­ ными к форме и ухваткам посещающего насекомого так, что оно, перелетая с цветка на цветок, неизбежным образом должно
в одном прикоснуться к пыльнику, а в другом — тем же самым местом к рыльцу. Ограничимся не­ сколькими примерами. Многие цветы вместо обыкновенного, правиль­ ного, лучистого располо­ жения своих частей пред­ ставляют так называемое симметрическое, т. е. та­ кое, при котором мы от­ личаем правую и левую сторону, верх и низ. При­ мером этого могут служить так называемые двугубые ф иг. ц цветы (фиг. 7 1 — 2 ) .Эта фор­ ма, очевидно, удобна для насекомых; нижняя губа служит как бы платформой или балкончиком, на который оно удобно садится, когда желает запустить свой хоботок в трубку венчика, на дне которой находится сладкая жидкость. Но при этом оно трется спинкой о пыльники (фиг. 7 1 — 1 и 2 , т), а перелетая на другой цветок, опыленной спинкой трется о рыльце (р ). Самоопыление в этом случае невозможно, потому что рыльце развивается позже тычинок, следовательно, может получить цветень только из другого цветка. Этого еще мало; у одного губоцветного растения, у обыкновенного шалфея, мы встречаем еще следующее замысловатое приспособление (его цветок изоб­ ражен на фигуре 7 1 — 1 ). Тычинки представляют ту особен­ ность, что пыльник прикреплен на оконечности длинной попе­ речной части, которая подвижно соединена с нитью (на фигуре 7 1 —1 изображен цветок, расколотый по длине, и в нем одна тычинка т, на фигуре 7 1 —3 отдельно обе тычинки). Нижние концы этих поперечных частей загораживают вход в трубку венчика, на дне которой заключается, как уже сказано, слад­ кая жидкость. К ак только насекомое просунет в трубку свой хоботок, оно толкнет эти нижние концы поперечных перекла­ дин, которые, как рычаги, придут из положения 3 (фиг. 7 1 )
в положение 4 , при этом пыльники ударяются о спинку насекомого (фиг. 7 1 —2 , т) и осыпают его своим цветнем. Еще замечательнее способ оплодотворения в группе так называе­ мых орхидных расте­ ний, у которых опло­ дотворение без участия Фиг. 72 насекомых было бы в большей части случаев невозможно, и их цветы были бы обречены на постоянное бес­ плодие. Цветы у этого семейства отличаются своими причудли­ выми формами, почему его экзотические представители и раз­ водятся так охотно в оранжереях. Из наших дикорастущих представителей этого семейства достаточно упомянуть о ноч­ ной фиалке (Platanthera), белые, сильно пахучие цветы кото­ рой в июне носят у нас везде по улицам. Представим себе подобный цветок, у которого ощипаны все лепестки (фиг. 7 2 ), кроме одного нижнего, имеющего форму губы и при основании вытянутого в глухую трубочку, так называемый шпорец (фиг. 7 2 —гип) г. Пестик и тычинка этого цветка также совершенно своеобразны: пестик состоит из длинной, закрученной завязи (3 ), наверху которой, прямо, без столбика, сидит рыльце, имеющее форму липкого пятна у самого входа в трубку шпорца (р). Тычинка не имеет нити, а состоит из одного пыльника (п), сидящего непосредственно по соседству с рыльцем. Этим не ограничиваются особенности этого растения. Цветень не имеет формы рассыпчатой пыли, а собран в каждой из двух долей пыльника в комочек, вытянутый в ножку, снабженную на конце очень липкой пуговочкой (фиг. 7 2 — 2 ). Вследствие того, что цветень сам не рассыпается, понятно, что, несмотря на близкое соседство, он без посторонней помощи не мог бы 1 Фиг. 72 представляет цветок орхидеи, у которого удалены все ле­ пестки, кроме губы, которая расколота пополам, чтобы показать вход в шпорец и положение рыльца.
попасть даже на рыльце того же цветка, не говоря уже о дру­ гих. Эту помощь и оказывает насекомое. Садясь на губу (г), оно запускает хоботок в трубку шпорца, на дне кото­ рого обыкновенно, как это особенно хорошо видно у ноч­ ной фиалки, выделяется сладкая жидкость; при этом на­ секомое неизбежно прикасается к л и п к о й пуговочке, выстав­ ляющейся из пыльника, п, улетая с цветка, уносите собой всю пыльцевую массу. Это устройство цветка до того точно и действует так безошибочно, что нельзя просунуть в шпорец иголку или щетинку по направлению, показанному стрелкой (фиг. 7 2 — 1), не вынеся на ней пыльцевую массу, как по­ казано на фигуре 7 2 — 3 . Первоначально эта масса пыли имеет вертикальное положение, но через несколько минут наклоняется вперед (фиг. 72 — 3 ). Т о ж е самое должно про­ исходить и с пыльцевой массой, прильнувшей к насекомому. Перелетев на другой цветок, повторив там тотже прием, оно должно упереться пыльцевой массой как раз в липкую поверхность рыльца (р) и оставить там часть цветня. Доказательством тому, что в действительности все проис­ ходит как описано, служат насекомые, пойманные во время посещения пми цветов, на хоботке или головке которых оказываются прильнувшие массы цветня, иногда в значитель­ ном числе. Значит, оплодотворение подобных цветов будет совершаться не иначе как при содействии насекомых и будет всегда полезное для растения, перекрестное оплодотворение; понятно, какое значение имеет для жизни растения именно такая, а не иная форма всех частей его цветка. Приведем еще один разительный пример, в котором все части цветка также, повидимому, приспособлены к той же цели, к перекрестному оплодотворению при содействии насекомых. Это растение — кирказон (Aristolochia). Его бледножелтые цветы представляют трубчатый, при основании шарообразно вздутый, на вершине несколько расширенный и косвенно сре­ занный венчик (фиг. 7 3 ). Длинная, заключающая множество яичек завязь (фиг. 7 3 ), непосредственно, без столбика, перехо­ дит в сидячее, лопастное рыльце. Под самым рыльцем, сросшись с пестиком, расположились тычинки, также сидячие, т. е. лишенные нитей. Узкая трубка венчика усеяна жесткими
волосками, обращенными, как показано на рисунке, вершиной внутрь (фиг. 7 3 , верхний разрез) и напоми­ нающими устройство мы­ шеловок. Благодаря тако­ му положению волосков, насекомое легко заползает во внутренность цветка, но уже не в состоянии вы­ ползти, — цветок оказы­ вается для него западней, в которой оно находит уже развившиеся, готовые для оплодотворения, рыльца и еще неразвившиеся тычин­ ки. Если насекомое приле­ тело с другого цветка, то оно оставляет на рыльце пыль. После некоторого времени дозревают и ло­ паются пыльники, насе­ комые беспокойно снуют взад и вперед в своей тюрь­ ме (7 3 , верхний разрез), обсыпаются пылью, но эта пыль, попа­ дая на рылыіе, не вызывает самооплодотворения, так как рыльце уже завяло. Вскоре завядают и опадают волоски венчика (7 3 , нижний разрез), двери его тюрьмы раскрываются, и насе­ комое, напудренное цветнем, вылетает для того, чтобы на сле­ дующем цветке попасть в такую же западню. Затем наружная лопасть венчика, завядая, закрывает входное отверстие (7 3 , нижний разрез), и весь цветок, прежде имевший вертикальное положение, поникает (7 3 , верхний рисунок). Таким образом, насекомые избавляются от бесполезного посещения уже опло­ дотворенных цветов. И это приспособление действует так же успешно, как и механизм оплодотворения орхидных, так что по внешнему виду цветка можно почти безошибочно сказать, найдешь ли в нем захваченных в плен насекомых или нет.
Число этих насекомых, подвергающихся временному аресту в одном цветке, бывает нередко значительно. Следовательно, в яркой окраске венчика, в его своеобраз­ ных формах, в медоносных железках — этих так называемых несущественных частях цветка — мы, несомненно, должны видеть очень совершенные приспособления цветка к указан­ ным потребностям растения. Для того же, по всей вероятности, служит и запах; подобно цвету, ои способствует привлечению насекомых. Замечено даже, что цветы, распространяющие особенно сильный аромат ночью, посещаются ночными насеко­ мыми.Впрочем,выделение летучих ароматических веществ может иметь п другое значение для растения. С одной стороны, из­ вестно, что для цветения растения нуждаются в более или менее высокой температуре, что отчасти достигается упомя­ нутым выше повышением температуры вследствие дыхания, но, с другой стороны, известно, что в ясные, тихие ночи расте­ ния подвергаются значительному охлаждению вследствие силь­ ного лучеиспускания. Для устранения подобного охлаждения достаточно покрывать растение стеклянным колпаком, кото­ рый, задерживая испускаемые растением лучи, препятствует пзлишнему охлаждению. Но совершенно таким же свойством, как стекло, обладают и все летучие тела, подобные цве­ точным испарениям: они сильно задерживают лучистую теплоту. Для того, чтобы убедиться, как значительна эта атмосфера летучих, так называемых эфирных масел, окружающих п аху­ чие растения, стоит в тихий, летний вечер поднести зажженную спичку к сильно пахучему цветку Dictamnus, и мы с удивле­ нием заметим, как сначала этот цветок, а вслед за ним и весь усыпанный цветами кустарник охватится синеватым пламенем. Это горят пары пахучего эфирного масла, выделяемого железками, которыми покрыты цветочные органы этого ра­ стения. Следовательно, в тихие, ясные летние ночи, т. е. имен­ но тогда, когда грозит опасность от охлаждения вследст­ вие лучеиспускания, цветы бывают окружены, как бы про­ зрачным облачком, атмосферой этих испарений, кото­ рые, перехватывая излучаемую цветами теплоту, наподобие
стеклянного колпака, охраняют их от излишнего охлаж­ дения Ч Итак, к ряду разочарований, которые естествознание при­ несло самолюбию человека с той минуты, когда оно доказало, что не солнце вращается вокруг него, а он — вокруг солнца, присоединяется еще новый удар: этот пестрый ковер цветов, блещущих всеми красками радуги, разливающих тончайшие ароматы, существует не для него, царя природы, а для каких-то мошек и букашек и прежде всего для самого растения. Но, расставаясь со своими неоправдавшимися притязаниями, человек с каждым новым успехом науки только выигрывал в действительном значении. Т ак и в настоящем случае: если он должен сознаться, что цветы созданы не для него, то он спра­ ведливо может утешаться мыслью, что они в значительной сте­ пени созданы им самим. Довольно сравнить растения наших са­ дов, огородов, полей с растениями дикорастущими, чтобы согласиться с этим выводом. Довольно взглянуть на любое культурное растение, любой садовый цветок, любой огородный овощ, чтобы увидать в них направляющую руку и мысль человека. Естественные тела под влиянием предъявляемых им требований, иногда только под давлением мимолетной прихо­ ти моды, изменяются сообразно этим потребностям и прихо­ тям. Прихотливые люди требуют, например, чтобы мелкий, бледнотрехцветный, неправильный цветок анютиных глазок сделался крупным, одноцветным, почти черным и почти круг­ лым, и вот на наших глазах, словно каким-то волшебством, с каждым годом он становится крупнее, темнее, круглее. Спрашивается, каким же путем достиг человек этого резуль­ тата, как заставил он природу способствовать его целям, послушно следовать его указаниям? Путь этот очень прост, и человек давно уже ему следовал, не отдавая сам себе в том отчета, но только в недавнее сравни­ тельно время наука, завладев теми сокровищами знания, которые веками накопляла практика, выставила в настоящем 1 Известно, что можно успешно охранять растения от ночного охлаж­ дения, разводя по соседству огни так, чтобы над растениями расстилалось облако дыма, ограждающее их от излишней потери тепла чрез лучеиспу­ скание.
свете простоту и всеобщность употребляемого приема. Путь этот следующий. Из семян, полученных от одного растения, взятых из одной коробочки, никогда не выходит двух абсо­ лютно схожих растений, непременно оказываются различия. Если оставить все эти растения расти и размножаться вместе, то различия, вследствие скрещивания, легко стушуются и вы­ работается постоянная, средняя, типическая форма. Совер­ шенно иной результат получится, если форму, отличающуюся чем-нибудь от остальных, удалить, уединить; тогда в большей части случаев ее особенности передаются ее потомству. Уеди­ няя и в этом потомстве те экземпляры, которые представляют в особенно резкой форме привлекший наше внимание признак, мы с каждым поколением усиливаем и закрепляем его. Это прнѳм так называемого отбора. В садоводстве этот процесс отбора нередко применяется в самой простой и в то же время действительной форме: он состоит в истреблении, в уничтожении всех растений каждого поколения, не соответствующих имеющимся в виду целям. Повторяя операцию отбора в каждом последующем поколении и сохраняя едва уловимые мельчайшие достоинства, человек как бы лепит, черта за чертой, новую форму, осуществляет зара­ нее предначертанный идеал. Достойно замечания, что, выводя этим путем все свои усовершенствованные породы растений и животных, человек и по отношению к себе применял эти начала отбора, к сожалению, только в обратном смысле. С дав­ них пор он имеет обыкновение отбирать лучших в физическом смысле своих представителей для того, чтобы обрекать их на более или менее верную смерть, и этот опыт человечества слу­ жит доказательством, хотя и отрицательным, успешности при­ менения этого начала отбора. Таков был, например, один из результатов деятельности Наполеона I; его бесконечные войны имели последствием уменьшение среднего роста во Франции. Итак, в начале отбора человек имеет могучее средство для улучшения, для усовершенствования организмов, и простей­ шее применение этого начала заключается в истреблении орга­ низмов, не соответствующих его целям. Запомним этот вывод, так как он послужит нам впоследствии ключом для объяснения явлений, совершающихся в природе.
Подводим итог фактам, приобретенным по отношению к цвет­ ку. В основе органической природы лежит закон, на основании которого клеточка, способная давать начало таким гигантам, ’каковы веллингтонии и баобабы, считающие свое существо­ вание тысячелетиями, неспособна, однако, повидимому, к бес­ предельному размножению подобным растительным путем. Для поддержания растительных форм необходимо, чтобы они от времени до времени обновлялись посредством процесса слия­ ния двух отдельных клеточек. Значение, смысл, необходимость этого закона существования двух полов для нас совершенно темны: это только эмпирический закон, основанный на сово­ купном свидетельстве всех нам известных фактов х. Быть может, мы в праве видеть в этом законе только одно из проявлений более общего закона — закона пользы физиоло­ гического разделения труда, выражающегося в том, что отправ­ ления, исполняемые у простейших организмов одной клеточ­ кой, по мере усложнения организации распределяются между различными клетками. Быть может, клеточка неспособна в длинном ряде поколений успешно воспроизводить себя во всех своих частях, и этот труд распределяется между двумя клеточками, из которых каждая вырабатывает только извест­ ную часть будущего организма и, взятая в отдельности, уже неспособна к дальнейшему развитию. Но в чем заключается различие между этими двумя клеточками, какой элемент раз­ вития вносит с собой каждая, — все это вопросы будущего. Одно только вытекает из фактов, что с усложнением органи­ зации возрастают внешние различия и степень родства между половыми клеточками. Повторяю, по отношению к вопросу о значении полов мы еще ходим во мраке, и лучше воздержаться 1 Достойно замечания, что морские водоросли представляют один любопытный, не имеющий аналогии во всей остальной органической при­ роде, пример полового акта не между двумя, а между тремя клеточками, так что одна из них, играющая роль оплодотворяемого элемента по отно­ шению к другой, играет роль оплодотворяющего элемента по отношению к третьей. Этот, хотя совершенно одиноко стоящий, но тем не менее вполне достоверный факт, а равно и отсутствие полов у самых простых организ­ мов, должен нас удержать от слишком широких обобщений, от метафизи­ ческих теорий о существовании какой-то органической полярности и т. п.
от всякого объяснения, чем вдаваться в туманные, не имеющие под собой фактической почвы, гипотезы. Деятельность цветка, главным образом, сводится к образо­ ванию семени, т. е. зародыша, заключенного в измененное и разросшееся яичко. Однако, этим образованием семени дело ограничивается только у небольшого числа семянных растений, например, у наших хвойных и у тропических саговиков, листья которых, под названием пальм, часто кладут вместе с венками на могилы. Если мы растреплем шишку ели или сосны, то в углу каждой чешуйки найдем семечко, снабженное летучкой; это хорошо известно белкам, которые очень ловко их добывают, отламывая и отбрасывая чешуйки и остающийся сухой стер­ жень шишки. Эти растения ботаники так и называют голосемян­ ными и считают их простейшими из цветковых растений, так как у них нет ни завязи, ни цветочных покровов, что и подтвер­ ждается геологией, показывающей, что эти голосемянные древ­ нее более совершенных покрытосемянных. Тот орган, в кото­ ром, как мы знаем (лекция I), обыкновенно заключены яички,— пестик, или плодник. Когда оплодотворенные яички превра­ щаются в семена, плодник превращается в новый орган — плод. Плодник, как мы также видели (лекция I) состоит из плодолистиков — одного (как у пиона, фиг. 6, стр. 4 5 ) или нескольких. Эти плодолистики, в свою очередь, не что иное, как особенным образом изменившиеся листья, по краям кото­ рых сидят яички. Иногда в состав плода входит не один плод­ ник, но и смежные части цветка. Плоды поражают, пожалуй, еще большим разнообразием, чем цветы. Они могут содержать одно или много семян, могут быть сухие, образованные одним или многими плодолистиками, растрескивающимися самыми разнообразными способами для того, чтобы рассеять семена. Могут они быть и сочными, мяси­ стыми, созревающими вместе с семенами. Те и другие могут не только опадать, но и обладать особыми приспособлениями для разбрасывания. Могут они, сверх того, не только разбра­ сываться, но и далеко разноситься, причем двигателем, их переносящим, могут служить ветер, вода или животные. іВсе это наблюдается в тех случаях, когда растение размноя?ается семенами, которых в известном смысле можно уподобить
яйцам животных; но бывают, правда, очень редкие случаи, когда растения являются, так сказать, живородящими, т. е. зародыши их развиваются на материнском растении и, отде­ ляясь от него, без перерыва продолжают свое независимое существование. В этих случаях значение плода — самое не­ значительное. Примером могут служить мангровые растения, о которых уже было упомянуто в I I I лекции. Растения эти любопытны по своему совершенно исключительному образу жизни. Они опоясывают почти все удобные в почвенном отно­ шении берега континентов и островов тропического пояса, в полосе морского прилива. При таких условиях осыпающиеся обычным образом семена уносились бы первым отливом в море. Эта опасность устраняется следующим образом. Плод и семя почти не развиваются, а служат как бы коротким промежу­ точным органом между производящим растением и быстро развивающимся зародышем. Особенно быстро разрастается часть, лежащая ниже семенодолей; она прободает стенку плода (табл. I, фиг. 1 ) и разрастается в длинный, тяжелый, на конце заостренный орган, который легко отламывается от остаю­ щихся в плоде семенодолей и, падая, вонзается в мягкий ил. Через несколько часов он уже пускает корнп и распускает бывшее защемленным между семенодолями перышко. Таким образом, его дальнейшее существование при таких, казалось бы, неблагоприятных условиях оказывается сразу обеспеченным, и жизнь зародыша продолжается без малейшего перерыва. Как и при описании цветка, мы можем здесь ограничиться только несколькими примерами разнообразнейших форм плода и его приспособлений, обеспечивающих дальнейшее сущест­ вование зародыша. Едва ли не самые невзрачные плоды встречаем мы у наших злаков; их зерна люди, незнакомые с ботаникой, принимают за семена, и действительно представляет не малый труд отличить, что в их кожуре принадлежит семени, что плоду. Только присматриваясь внимательно в лупу, можем узнать на их вершине остатки рылец. Зерновки злаков нередко также являются живородящими. Это обнаруживается как постоян­ ное явление у одной обыкновенной Роа — так и названной Роа ѵіѵірага, т. е. живородящая, — и как исключение
ТАБЛИЦА I 1 —живородящий плод мангрового дерева, 2 — летучее семя тополя, 3 — рас­ трескивающийся плод недотроги, 4 — лопающийся плод бешеного огурца, 5 — хохлатка козлобородника, 6 — летучка клена, 7 — цепкий плод ксантиума, 8 — цепкий плод еарпагофитона, 9 — мясистый сборный плод земляники, 10 — мясистый плод персика, 1 1 — рассыпание семян у линарии цимбаллярии, 1 2 — зарывание в почву плода ковыля.

в мочливз'ю погоду встречается и у наших возделываемых злаков. Гораздо сложнее формы плодов, заключающие многочис­ ленные семена: это будут так называемые листовки (как у пиона, фиг. 6, стр. 4 5 ), образуемые одним плодолистиком, или самые разнообразные коробочки, образуемые несколькими плодо­ листиками и различным образом раскрывающиеся, чтобы рас­ сыпать семена. Чаще всего они лопаются по швам, которыми срослись плодолистики, но существует и много других способов раскрывания: крышечкаияі, порами (как, например, у мака) и т. д. Иногда семена просто высыпаются, иногда они, в свою очередь, снабжены волосками, способствующими подхваты­ ванию их ветром (как у осины, тополя и т. д., табл. I, фиг. 2 ). Особенно любопытны случаи,^ когда плод не только открывается для рассыпания семян, но и сам их механически разбрасывает. Простейший случай этого явления представляют бобы (обык­ новенно неправильно называемые стручками) обыкновенной садовой (также неправильно) так называемой желтой акации. Их две створки не только расседаются, но и скручиваются со всем знакомым легким треском и выбрасывают уже созревшие семена. Особенно любопытный механизм разбрасывания пред­ ставляет часто встречающаяся у нас в тенистых местах недо­ трога. Отметим это растение, бросающееся в глаза своими изящными, покачивающимися на тонких ножках светложел­ тыми цветами в форме рога изобилия, и вернемся к нему через несколько недель, когда оно уже образовало свои продол­ говатые, на концах заостренные, зеленые плоды. Зажав быстро в кулак такой плодик, в первый раз невольно отдернешь р у ­ ку — покажется, что поймал какое-нибудь очень сильное насекомое, которое делает отчаянные усилия, чтобы освобо­ диться. Раскрываем руку и увидим пять отдельных скрутив­ шихся створок и разбросанные семена. В другой раз осторожно отщипнем только носик плода и увидим, как плод весь разле­ тится вдребезги, далеко разметав семена (табл. I, фиг. 3 ). Это один из наглядных примеров того взаимного напряжения тканей, с которым мы познакомились, говоря о росте (лекция VII). Наружная ткань уже успела потерять часть своей воды, между тем как внутренние ею еще переполнены, каждая створка
стремится изогнуться кнаружи или даже закручивается винтом, причем семена с силой разбрасываются. На Кавказе встре­ чается другое растение, так называемый бешеный огурец. Его зрелые плоды при малейшем толчке отскакивают от своей ножки и выпрыскивают из образовавшегося отверстия на значитель­ ное расстояние свое жидкое содержимое вместе с семенами (табл. I, фиг. 4 ). Механизм здесь тот же самый: напряженная наружная ткань давит на внутренность плода, как оболочка надутого каучукового воздушного шара, когда мы ее проткнем. Внешним фактором для разноски плодов, как уж е сказано, служат ветер, вода и содействие животных. Примером разноски ветром лучше всего может служить всем известный одуван­ чик и козлобородник (табл. I, фиг. 5 ). При разрастании их плодов на верхушке вырастает особый придаток — хохолок, который легко подхватывается ветром и далеко разносит эти плоды-семечки. Сходные приспособления представляют нам крылатки клена (табл. І,ф и г. 6), ясеня, березы, но они более приспособлены для плодов, падающих с высоты, и встречаются исключительно на деревьях, между тем как хохолки и сходные с ними волоски встречаются и у низкорослых растений. Вода играет роль при перемещении не только водяных растений, но и сухопутных, и, что замечательно, самых круп­ ных известных нам плодов — орехов некоторых пальм, напрпмер, кокосовой, и еще более крупных орехов пальмы лодоицеи. Орехи этой последней служат украшением ботанических м у­ зеев, и рассказывают, что первый подобный плод император Рудольф наполнил' червонцами и высыпал их привезшему его путешественнику. Орехи этих пальм, падая в море с прибреж­ ных деревьев, разносятся далеко по окраинам островов и мате­ рика. В кокосовых плодах замечательны следующие особен­ ности: наружная кожа непроницаема для морской воды, а толстыл волокнисто мочалистый слой содержит воздух, что и поддерживает орех на поверхности моря. Далее следует очень твердая скорлупа и большая полость, наполненная водяни­ стой жидкостью — кокосовым молоком. Эта жидкость состав­ ляет большой запас пресной воды для потребностей зародыша в течение его далекого морского плавания, совершенно так, как это делают моряки для дальних экспедиций.
Третий способ разноски плодов на далекое расстояние — содействие животных. Здесь следует различать два различных способа: или плод цепляется за наружные покровы животных, главным образом за их шерсть, и вместе с ними перемещается на далекие расстояния, чтобы так же случайно отстать от них, как и пристал. Таким образом многие растения также проникают в новые страны вместе с вывозимой туда шерстью животных. Вообще в этом способе переноса плодов животные прямо не заинтересованы; мало того, он нередко становится для них роковым. Простейший случай, когда цепкие плоды своими колючками (или крючками, как, например, табл. I, фиг. 7 ) прицепляются к животным и, задевая за другие пред­ меты, в другом месте отпадают. Но бывают и гораздо более сложные случаи; таковы, например, зерновки ковыля, не пери­ стого, а другого вида, так называемой тырсы; они в нижней части очень заострены, колются, как игла, а в верхней несут длинные, непушистые, а просто нитевидные ости, которые, засыхая, крутятся, обхватывая своими петлями и узлами все, с чем приходят в прикосновение. Попав в волну овцы, они крепко запутываются в ней, а острым своим концом прокалы­ вают кожу несчастному животному, причиняя ему, очевидно, большие страдания. Где овцы пасутся на пастбищах, изоби­ лующих этим растением, овчинки их теряют свою ценность, так как оказываются пробуравленными отверстиями, и бракуют­ ся как негодные для выделки кож. Сложнее плоды одного растения, гарпагофитона (табл. I, фиг. 8), встречающегося в южной Африке. По свидетельству Леббока, оно цепляется за гриву львов и, когда те неосторожно пытаются их выкусывать, впиваются своими ужасными колючками в рот, так что несчаст­ ное животное, не будучи в состоянии освободиться от него, нередко умирает голодной смертью. Едва ли эти сложные формы, причиняющие такие страдания животным, служат для разноски плодов; скорее они служат для защиты от животных. Гораздо безобиднее для животных и полезнее для растения другой способ использования плодами животных как двига­ тельной силы. К ак и при использовании насекомых цветами, он основывается на обоюдной пользе, на привлечении живот­
ных известными частями плода, годными в пищу. Таковы соч­ ные и мясистые плоды, например, земляники (табл. I, фиг. 9 ) или косточковые плоды вишни, черемухи, персика (табл. I, фиг. 1 0 ), малины и т. д. Этот способ разноски семян основан на том, что птицы или звери употребляют эти плоды в пищу и разносят на далекие расстояния, разбрасывая со своими из­ вержениями. Для того, чтобы это было возможно, необхо­ димо, чтобы мякоть плода привлекала животное, как лакомая пища, и бросалась ему в глаза, и в то же время, чтобы семена были защищены так, чтобы могли проходить без вреда через пищевой канал животного. Это осуществляется таким образом: пока семена развиваются и еще не образовали толстой защи­ щающей их оболочки, вкус плодов своим изобилием кислот и разных терпких, вяжущ их веществ не привлекает живот­ ных, да к тому же они мало заметны, так как не отличаются цветом от листьев. Но когда семена созрели и получили защи­ щающую их оболочку, в плодах накопляются сахаристые, крахмалистые и другие питательные вещества, и окраска пло­ дов бросается в глаза. Особенно распространен яркий красный или желтый цвет. Этот способ разнесения семян вместе с извер­ жениями животных выгоден для растения еще и тем, что почва в ближайшем соседстве оказывается богато удобренной. Из­ вестно, что даже агрономы предлагали разбрасывать семена, предварительно вымачивая их в навозной жиже и обволакивая минеральными удобрениями, находя такой способ распреде­ ления удобрения наиболее экономичным. Очевидно, растение предвосхитило эту мысль. У некоторых растений это прохож­ дение плодов через пищеприемник животных оказывается необ­ ходимым в связи с совершенно особым их образом жизни.Такова, например, омела: это — чужеядное растение, которое встре­ чается у нас на юге и иногда даже приносит большой вред плодовым деревьям: она может попасть в удобное условие для прорастания только при следующих условиях. Ее бросающиеся в глаза белые плоды пожираются птицами, которые, садясь на ветви соседних растений, разносят семена со своими извержениями. Семена омелы оказываются покры­ тыми крайне липким веществом (так называемым птичьим клеем), вследствие чего они плотно прилипают к стволу и,
прорастая, пускают в него корни, продолжая свой обычный чужеядный образ жизни. Но всякий знает, что человек обыкновенно не ограничивается одним разбрасыванием семян, нужно еще позаботиться об их заделке в почву. Познакомимся с двумя случаями, показываю­ щими, как справляется растение и с этой задачей. Известно одно ползучее растение (линария цимбалярия, табл. I, фиг. 1 1 ), которое растет на отвесных скалах и стенах. Плоды его имеют вид сухих коробочек, которые, лопаясь, рассыпают сухие мелкие семена. При таких условиях, казалось бы, нет ни­ какой возможности достигнуть того, чтобы семена пристали к твердой отвесной поверхности. Но плоды ухищряются, прежде чем рассыпать семена, забиться в расщелины стен, где семена находят безопасное убежище. Объясняется это очень просто: ножки плодов обладают тем, что мы, говоря о росте, называли отрицательным гелиотропизмом. Это легко доказать, выращивая растение в горшках; тогда цы заметим, что при боковом освещении цветочные головки загибаются к свету, а плодовые — от него. При такой обстановке это не имеет для растения никакого значения, но когда оно растет на отвесной стене, то каждый раз, когда плодовые ножки будут перемещаться через щель, они будут загибаться в нее и т. д. Наконец, едва ли не самое замечательное явление представ­ ляет механизм зарывания в землю зерновок настоящего, пери­ стого ковыля, этой красы наших южных степей. Они продол­ жаются на вершине в длинную ость, на конце переходящую в красивое перо (табл. I, фиг. 1 2 ), которое легко подхваты­ вается ветром и несет плод далеко по степи. Нижний конец снабжен очень острым крючковатым, вонзающимся в землю придатком. Затем пускается в ход следующий сложный ме­ ханизм. Очень гигроскопическая в нижней, голой своей части ость изгибается двумя коленами, благодаря чему перо очень скоро принимает почти горизонтальное положение. Только тогда, но не ранее, обнаруживается другое движение — скру­ чивание вертикальной нижней части ости. Вращаясь вокруг вертикальной оси, неро рано или поздно упирается в какуюнибудь соломинку или стебель окружающей травы, и тогда дальнейшее скручивание оси, получившей точку опоры, начи­
нает ввинчивать острую зерновку, как пробочник, в землю, причем покрывающие плод жесткие волоски, торчащие вверх и немного в сторону, еще более закрепляют зерно, как на якоре. Можно было бы подумать, что при наступлении влажного состояния окружающей атмосферы зерно будет тем же поряд­ ком вывинчиваться обратно из почвы, но так как оба процесса повторяются в той же последовательности, то перо прежде вы­ свободится, станет вертикально и затем начнет вращаться на своей оси, не увлекая в этом движении зарывшуюся зерновку. Другими словами, зерновка будет ввинчиваться при закручи­ вании, но не будет вывинчиваться при раскручивании и малопо-малу зароется глубоко в землю. Успех этого процесса, оче­ видно, зависит от порядка последовательности двух движе­ ний: изгиба ости и ее вращения. Едва ли во всей деятельности растения найдется какое-нибудь явление, носящее такую печать разумности, предусмотрительности или, как философы любят говорить, целесообразности. В последнее время народилась целая школа таких ботаников-философов, утверждающих на основании подобных слу­ чаев в/жизни растения, что мы должны приписать ему созна­ тельную деятельность, признать, что оно чувствует и даже рас­ суждает и соответственно с этим направляет свою деятель­ ность х. На это можно ответить: вот вам пример наиболее ра­ зумного действия, но происходящего в органе, заведомо мерт­ вом — сухом. Очевидно, разумность эта — только каж ущ аяся, и для нее нужно искать другого объяснения, помимо вообра­ жаемой сознательности растения, его будто бы сходства с живот­ ным или даже человеком. Какое объяснение дает современная строгая наука таким фактам, мы увидим в последней лекции, а пока займемся вопросом, в чем заключается действительное, а не выдуманное сходство растения и животного и в чем их различие. 1 В Германии она представлена ботаником Франсе, изложившим свое учение о душе растения в двух объемистых роскошно иллюстриро­ ванных томах, у нас акад. Фаминцыным и Бородиным и в особенности проф. Половцевым, пытающимся в рвоем учебнике внушить ученикам, что растение чувствует и мыслит.
IX РАСТЕНИЕ И ЖИВОТНОЕ Ходячие понятия о различии между растением и животным. — Спо­ собность растения к движению. — Движения микроскопические: прото­ плазмы, зооспор, живчиков. — Движения органов высших растений под влиянием внешних условий (теплоты, света). — Раздражительные ор­ ганы. — Механизм этих движений. — Самопроизвольно движущиеся ор­ ганы. — Польза различных движений для растения. Внутреннее сходство процессов движения у растения и у животных. — Сходство процессов питания.— Сходство процесса дыхания. — Дыхание и брожение.— Сходство явлений раздражительности и анестезии у животных и растений. — Обладает ли растение сознанием? — Различие между животным и растением не качественное, а количественное, не ка­ тегорическое, а типическое. — Итоги опытной физиологии не исчерпы­ вают задачи этой науки. предшествовавших лекциях мы ознакомились с тремя отправлениями растительного организма: питанием, ро­ стом и воспроизведением, которое с известной точки зре­ ния можно рассматривать как частный случай роста. При поверхностном взгляде на природу, имея в виду только те формы и те явления, которые встречаются на каждом шагу, мы легко можем притти к заключению, что этими тремя от­ правлениями исчерпывается вся жизненная деятельность ра­ стения. Эта мысль выразилась в том определении растительной жизни, которое сложилось, вероятно, с незапамятных времен: растение живет (т. е. растет, питается), но лишено движения; иногда еще поясняют: произвольного движения. В этом отсут­ ствии движения, самодеятельности мы видим существенную черту, отличающую растение от животного: недаром и обратно о человеке, жизнь которого ограничивается чисто раститель­ ными процессами, мы говорим, что он прозябает. Но справед­ В
ливо ли такое общее суждение о растении? Более широкий взгляд на растительное царство, более близкое знакомство с растением вскоре убеждают нас в поспешности такого обоб­ щения: мы с удивлением открываем, что явления движения не только не отсутствуют, но даже очень распространены в ра­ стительном мире. Прежде всего обратимся за показаниями к микроскопу. Будем наблюдать при его помощи целую, неповрежденную клеточку в эпоху ее полного развития и при возможно естест­ венных условиях. Для этого выберем волоски, покрывающие в виде пушка поверхность стеблей и листьев или молодых корней и состоящие из одной клетки или одного ряда клеток, или же осторожно вырежем острой бритвой ломтик из листа или стебля водяного растения, например, валиснерии х, такой тонкий, чтобы он был прозрачен, но чтобы при всем том рас­ сматриваемые клеточки не были поранены. Водяные растения удобны именно потому, что все наблюдения под микроскопом производятся в воде, следовательно, клеточка остается в есте­ ственной среде. Если все условия соблюдены, температура не слишком низка и клеточки не повреждены, через несколько минут на наших глазах обнаружится одно из самых любвпытных явлений, какое может представить органический мир. Сок клеточки или, вернее, та составная часть ее содержимого, которую мы назвали протоплазмой 2 и которая в виде слоя густой жидкости выстилает внутреннюю поверхность стенок или же в виде струек перебрасывается через полость клетки, наполненную более жидким соком, — эта протоплазма сначала медленно, затем быстрее и быстрее начинает двигаться в каж ­ дой клеточке 3. Движение это особенно ясно заметно в тех случаях ( как у валиснерии), где в протоплазме плавают яркозеленые зернышки хлорофилла: можно видеть, как эти зерныш­ 1 Растение, которого узкие тесьмовидные листья можно видеть в лю­ бом комнатном аквариуме, а цветы в период оплодотворения представляют любопытные явления, описанные в предшествующей лекции (фпг. 69). 2 См. лекцию II. 3 Не следует упускать из виду, что движение это увеличено микро­ скопом; в действительности оно очень медленно, обыкновенно не скорее движения минутной стрелки обыкновенных карманных часов.
ки, увлекаемые быстрым током протоплазмы, несутся вдоль одной продольной стенки клеточки, заворачивают по попереч­ ной стенке, спускаются по другой продольной, вновь завора­ чивают по другой поперечной стенке, чтобы вернуться к точке своего отправления, и затем вновь и вновь повторяют свое круговое странствие. Это быстрое вращательное движение протоплазмы можно наблюдать в одной и той же клеточке по целым часам и даже дням. В таких клеточках, в которых про­ топлазма образует общую сеть струек, движение не ограни­ чивается круговым током вдоль стенок, а замечается и в тон­ ких струйках, пересекающих полость клетки; движение можно заметить в любом волоске, в знакомых нам волосках традес-' канцип (фиг. 1 5 ), в жгучих волосках крапивы, а также в клеточ­ ках мякоти плодов, как, например, в тех крупных, свободных, видимых простым глазом клеточках, из которых состоят самые зрелые, рассыпчатые части арбуза. Стоит взять иглой несколько таких клеточек и, положив их под микроскоп, в каждой из них увидим это любопытное явление струйчатого движения протоплазмы. Таким образом, протоплазма описанных клето­ чек находится в постоянном движении, и движении притом самостоятельном, так как оно не вызывается никакими внеш­ ними физическими деятелями, хотя эти деятели, как, например, теплота, электричество, могут изменять, т. е. ускорять или замедлять, или даже вовсе прекращать его. Нам известно так много примеров этого движения и в таких разнообразных случаях, что становится в высшей степени вероятным, что дви­ жение свойственно протоплазме всех клеточек, по крайней мере в известный период их существования. Это движение протоплазмы иногда обнаруживается в еще более любопытной форме и в таких размерах, что становится видимым даже невооруженному глазу. Есть группа организ­ мов, до того своеобразных, что долгое время не знали, куда их причислить — к растениям пли к животным: да и теперь еще некоторые ученые помещают их в особое третье царство нерастений и неживотных, но справедливее их отнести к простей­ шим растениям, именно к грибам. Они называются слизистыми грибами, потому что в течение значительной доли своей жизни представляют не что иное, как накопление протоплазмы без
всякого строения, без кле­ точных оболочек, следова­ тельно, имеют вид слизи бесцветной, буроватой или яркожелтого цвета. Орга­ низмы эти появляются на поверхности гниющего де­ рева, тлеющих листьев и т. д.; особенно хорошо известен один подобный организм, появляющийся и на кучах корья на ко­ жевенных заводах. К ак ви­ дно на акварелях А . Н. Фиг. 74 Строганова г, это неболь­ шие массы желтого цвета, не имеющие никакой определенной формы, а пронизывающие гниющий пень в виде тонких прожилок или собирающиеся на поверхности в виде разнообразно ветвящихся струек или более сплошных, округло-бугорчатых с поверхности скоплений (табл. II и III). Стоит прикоснуться к ним пальцем, чтобы убедиться, что это — только густая жидкость, вроде сметаны. А если чем-нибудь отметить положение и запомнить форму этих полу­ жидких масс (так называемых плазмодиев), то, к немалому удивлению, заметим по прошествии небольшого промежутка времени, что они значительно переместились и изменили свое очертание. Присматриваясь пристальнее к одному тон­ кому разветвлению плазмодия или, еще лучше, наблюдая его под микроскопом, мы непосредственно убеждаемся в его движении. Эти веточки или струйки выпускают из себя отроги, 1 Любопытно сравнить эти художественные акварели с акварелью Франсе, о котором упоминалось в предшествовавшей лекции. На первой таблице первого тома своей пресловутой, изданной с необыкновенной роскошью, книги «Das Leben der Pflanzen» он так сам изображает слизи­ стый гриб: на вывороченном корне дерева виднеется какое-то пятно, ве­ личиной с добрую половину тут же пробегающей лисицы и окрашенное в серо-зеленый цвет. Невольно закрадывается сомнение, не принял ли ученый автор лишайника за слизистый гриб. Видно разглагольствовать о душе плазмодия гораздо легче, чем изобразить его тело.
ТАБЛИ ЦА Слизистый гриб на гниющем пне березы. Воспроизведение акварели А . Н. Строганова с натуры и фотографии автора

в которые переливается протоплазма из сосед­ них частей; образовав­ шийся отрог вскоре втя­ гивается обратно в об­ щую массу, появляется другой, протоплазма приливает к нему; та­ ким образом, то стяги­ ваясь, то расплываясь, плазмодий ползет во все стороны (фиг. 74 Фиг. 7 5 и 75 , внизу), но преиму­ щественно по одному какому-нибудь направлению, весь переползает с места на место, на значительное расстояние, выползает на свет, вползает вверх на встречающиеся предметы, например, на подставленную ему бумагу или стекло, — словом, странствует до тех пор, пока не наступит для него период размножения. Тогда он превращается в неопределенной формы лепешки, величиной иногда в целую ладонь. Эти лепешки снабжены тонкой, очень хрупкой, легко проламывающейся коркой, под которой оказывается тончайшая пыль, напоминающая пыль, которая поднимается из-под ног, когда раздавишь зрелый дождевик. Пыль эта в обоих случаях состоит, главным обра­ зом, из мельчайших клеточек, служащих для размножения этих грибов, — это их споры. Споры нашего слизистого гриба, прорастая, сбрасывают оболочку и вскоре обращаются в микро­ скопические массы, постоянно меняющиеся в своей форме, — в комочки протоплазмы (фиг. 7 4 ), которые представляют в малых размерах то же ползучее переливчатое движение, ко­ торое только что описано у целых плазмодиев, что и понятно, так как сами плазмодии, т. е. заметные для невооруженного глаза скучения протоплазмы, образуются через слияние гро­ мадного числа микроскопически малых комочков, происшед­ ших из спор (фиг. 7 5 ). Мы видим, следовательно, что протоплазме, этой основе всякой клеточки, растительной или животной, присуще свое-
образное, пока еще не достаточно объясненное движение и притом не­ зависимо от того, будет ли она заключена в обо­ лочке или будет совер­ шенно свободна, как в плазмодиях слизистых грибов х. Описанными случая­ ми не исчерпываются явления движения, про­ являемые растительной клеточкой. Мы до сих пор познакомились с од­ Фиг. 76 ним родом движения — текучим движением бес­ форменных масс; познакомимся теперь с быстрыми посту­ пательными движениями целых клеточек. Споровые растения представляют нам бесчисленные примеры подобного явления. Выберем на удачу несколько примеров, останавливаясь преи­ мущественно на растениях, попадающихся на каждом шагу. Подберем, например, мертвую м у х у и бросим ее в стакан с во­ дой. Не пройдет двух — трех дней, как мы заметим тончай­ ший белый пушок, образующий как бы сияние вокруг всего тела мухи (фиг. 7 6 ). Это — плесень, т. е. микроскопический грибок. Рассматривая под микроскопом лучисто расположен­ ные веточки его, мы на концах многих из них замечаем продол­ говатые мешочки, наполненные бесцветными крупинками (фиг. 7 6 ). Если оставить в капле воды под микроскопом несколько подобных мешочков и от'времени до времени заглядывать в мик­ роскоп, то почти наверно уловим момент, когда один из них у нас на глазах лопнет при своей верхушке и выпустит наруж у 1 Существует вполне удовлетворительная попытка физического объ­ яснения этих движений. Мы, к сожалению, не можем остановиться на ней, так как для этого потребовалось бы длинное отступление в область физики; скажем только, что, смешивая две жидкости, можно получить под микроскопом совершенно такие же формы и движения.
находящиеся в нем крупинки. Крупинки эти столпятся у отвер­ стия; тогда можно заметить, что на переднем приостренном конце у каждой находятся две реснички. Но пройдет несколько мгновений, и вся кучка дрогнет, сначала некоторые, а затем одна за другой и все крупинки закопошатся, закрутятся и разбегутся во все стороны, потрясая своими ресничками, кото­ рые теперь уж е трудно заметить; и долго еще потом они суе­ тятся, пробегают через все поле микроскопа, сталкиваются, толкаются о встречные предметы или, отскакивая от них, уносятся в другом направлении. Движение это невозможно отличить от движения инфузо­ рий; оно до того противоречит ходячим понятиям о неподвиж­ ности растения, что первые наблюдатели подобных явлений отказывались верить своим глазам, что это тела растительного происхождения, и полагали, что это животные, развившиеся в растении. Эти подвижные клеточки по прошествии некоторого времени останавливаются, прорастают и дают начало новому организму, — это, следовательно, споры. Для того, чтобы напомнить их сходство с животными, их так и называют — зоосп орам и т. е. животноспорами, или, лучше, подвижными, блуждающими спорами. Познакомимся еще с одним примером зооспор из другого класса растений — из класса водорослей. На подводных предметах, в прудах, речках и канавах, а иногда на поверхности очень сырой почвы попадается яркозеленая водо­ росль, состоящая из одной трубчатой, очень сильно ветвящейся клеточкп. Если летом оставить такую водоросль в стакане с водой, то каждое утро заметим любопытное явление: на поверх­ ности воды, на краю стакана, обращенном к окну, к свету, появится узкая яркозеленая полоска. Если стакан повернуть так, чтобы зеленый край был обращен от света, то заметим, что зеленая полоска исчезает и вскоре появляется снова со стороны, обращенной к свету; можно повторять опыт несколько раз с одинаковым успехом; ясно, что это зеленое вещество способно двигаться и движется по направлению к свету. По­ смотрим, из чего же состоит это зеленое вещество и откуда оно взялось. Положив каплю воды с этим зеленым веществом под микроскоп, увидим, что она кишит снующими по всем направлениям зелеными клеточками (фиг. 7 7 —/, верхняя).
Клеточки эти лишены оболочки, они состоят из комка протоплазмы, усеянного на всей по­ верхности мерцающими ресничками. Обратимся теперь к самой водорос­ ли и посмотрим, какое отношение имеет она к этим движущимся зеле­ ным клеточкам. На кон­ цах ее зеленых трубочек мы заметим булавовид­ ные вздутия, наполнен­ ные более темной и г у ­ стой зеленой массой (фиг. 7 7 —I). Если бу­ дем следить несколько времени за таким взду­ 'Г & Фаг. 77 тием (нужно только на­ блюдать рано утром, так как позднее, днем, этого явления уже не происходит), то увидим, что зеленая масса собирается в круглый или, вернее, эллиптиче­ ский комок, выползает из раскрывающегося на вершине мешоч­ ка и начинает двигаться (7 7 —/). Это, следовательно, крупная зооспора, образовавшаяся из протоплазмы нашей водоросли. Движения, которые нам представляют споровые растения, не ограничиваются зооспорами. В предшествовавшей главе мы видели, что у этих растений встречается ясное различие по­ лов, но для примера, ради простоты, мы нарочно выбрали такие случаи, в которых и мужские, и женские клеточки не­ подвижны и приходят в соприкосновение посредством сраста­ ния. Но в громадном большинстве случаев мужская клеточка обладает подвижностью и, таким образом, проникает до жен­ ской, заключенной в особом органе. В сравнительно редких случаях и мужская и женская клеточки подвижны, подобно описанным зооспором: при своих движениях они сталкиваются, слипаются и, наконец, сливаются в одну общую массу, в одну
7 Слизистый гриб (то ж е, что на таблице II, увеличенный). А. Н. Строганова с натуры и фотографии автора Воспроизведение акварели ТАБЛИЦА III

клеточку, в спору. Вообще же у водорослей, мхов, у папорот­ ников, хвощей и плаунов подвижность свойственна только мужской клеточке, которая притом принимает своеобразную форму, чаще всего форму спирально закрученного волоска или змейки, снабженной иногда ресничками. Эти так называемые живчики, пли антерозоиды, одарены двойным движением: они быстро продвигаются в поступательном направлении и в то же время вращаются вокруг своей оси. Таким образом, оплодо­ творение, обеспеченное у семенных растений сложными прис­ пособлениями, способствующими перенесению неподвижной цветочной пыли на рыльце, здесь достигается подвижностью самих клеточек, живчиков Ч Увидать живчиков всего легче у мхов. Если весной сорвать стебелек так называемого к ук уш ­ кина льна, т. е. того крупного мха, который образует круглые, мягкие, как подушки, зеленые кочки в наших лесах и болотах, и подавить невзрачные буроватые шишечки, которые в это время можно заметить на конце многих стебельков, то заметим неболь­ шие беловатые капли; в каждой такой капле кишат миллионы живчиков. На прилагаемом рисунке (фиг. 7 7 —II ) изображено оплодотворение женской клеточки одной морской водоросли, встречающейся и в Балтийском море, так называемого фукуса. Эта клеточка сама по себе неподвижна, но вокруг нее кишат жив­ чики, которые нередко облепляют ее сплошным слоем и тогда увлекают ее в своем движении. Итак, растительный мир, наблюдаемый в микроскоп, оказы­ вается полным движения: движется протоплазма в бесчислен­ ных, хрустящих у нас на зубах, клеточках арбуза; движутся мириады зооспор, кишащих в каждой зацветшей луж е, дви­ жутся в каплях ночной росы живчики мхов и папоротников, пролагающих себе путь к женской клеточке, чтобы оплодо­ творить ее. Но не встречаем ли мы явлений движения и в более заметной форме в тех органах и у тех растений, которые мы можем наблюдать невооруженным глазом и которые невольно представляются уму, когда мы произносим слово «растение»? Не трудно убедиться в существовании и подобных явлений, 1 Как было замечено в предшествующей лекции, в цветневых тру­ бочках некоторых растений найдены живчики; важное значение этого факта мы будем в состоянии оценить в следующей лекции.
хотя они более редки, чем явления первой категории. Они осо­ бенно ясно выступают в растениях, обитающих теплые страны или наши теплицы, и это понятно, — всякого рода движения растений ускоряются с повышением температуры: так, напри­ мер, движение протоплазмы можно по произволу ускорять или останавливать, подвергая наблюдаемые клетки нагреванию или охлаждению. Говоря о движениях органов высших растений, должно ясно различать двоякого рода движения: одни — медленные, постепенные, которые, подобно росту, мы замечаем только по их последствиям и которые обыкновенно зависят от влияния из­ меняющихся внешних условий, и другие — быстрые, порыви­ стые, как движения животных, вызываемые, как эти последние, внешним раздражением или происходящие без всякого раздра­ жения, будто самопроизвольно. К первой категории относятся явления так называемого сна растений, т. е. те изменения в положении листьев и частей цветка в различные часы дня и ночи, которые в большей или меньшей степени обнаруживаются почти у всех растений, но у некоторых проявляются в особенно резкой форме. Если вы взглянете на поле, засеянное красным или пурпуровым клеве­ ром, днем и вечером, в сумерки, то заметите, что оно представит совершенно различный вид: днем его поверхность будет гораздо ровнее, потому что тройчатые листочки лежат почти гори­ зонтально и всей своей обращенной к небу поверхностью улав­ ливают падающий на растение свет; напротив, в сумерки вся поверхность поля представляется как бы взъерошенной, и, присматриваясь к отдельным листочкам, мы видим, что все три лопасти листа приподняты кверху и обращают к небу уже не плоскость, а ребра; две боковые лопасти прижаты одна к другой, а третья — к их ребру. Листья других растений при ночном положении опускают свои пластинки, и тогда можно, пожалуй, подумать, что они поникли, как у завядающих ра­ стений; здесь же они, напротив, приподняты; следовательно, ясно, что мы имеем дело не с завяданием, а с совершенно осо­ бым механическим явлением. В еще более развитой форме обнаруживается явление сна в органах цветочных. Так, например, рано утром или под вечер
мы не замечаем тех желтых головок одуванчика, которые так пестрят днем наши садовые лужайки. Это зависит от того, что головки эти открываются днем под влиянием света; в очень пасмурную погоду они и днем могут оставаться закрытыми. Другие цветы, напротив, закрываются днем; таково, например, очень обыкновенное у нас растение козлобородник, с похожими на одуванчик, но более крупными желтыми цветочными го­ ловками; они открываются рано утром, а часам к 1 0 — 1 1 уже вновь закрываются. Эти явления очень занимали ботаников в прошлом столетии, предлагали даже составить так называемые часы флоры, т. е. определять время дня по раскрыванию и за­ крыванию различных цветов. Не трудно убедиться, что явле­ ния эти зависят от действия света и теплоты. Особенно удобны для того цветы так называемого крокуса, которые в таком изобилии можно видеть в цветниках и в комнатах. Его крупные цветы открываются днем, закрываются ночью, но то же самое явление можно вызвать попеременно, затемняя или освещая их, или перенося из теплого помещения в холодное и обратно. Перемена температуры в 5 — 1 0 градусов заставляет их откры­ ваться и закрываться через несколько минут. Объяснить все подобного рода явления мы можем неравномерным ростом или напряжением тканей верхней и нижней или наружной и внут­ ренней частей движущегося органа. Мы видели, например, что свет задерживает рост, следовательно, под его влиянием наружные части будут задержаны в росте, внутренние их обго­ нят и будут стремиться выгнуть наруж у, цветок раскроется; но теперь большему освещению будут подвергаться эти внут­ ренние (или верхние) части; наружные (или нижние), затенен­ ные в свою очередь, опередят их в росте, цветок закроется. Сходные с этим рассуждения можно применить и к влиянию колебаний температуры. Такова сущность этих явлений; в конечном результате они могут быть сведены к неравномерному росту, и, действительно, они обыкновенно наблюдаются в органах, еще не завершивших своего роста Ч Не таковы движения другой категории, которые происходят быстро, почти моментально вслед за вызвавшим 1 Некоторые случаи этих явлений, впрочем, более сходны с явления­ ми следующей категории, т. е. зависят от присутствия особой ткани, в
его раздражением или даже без всякого внешнего толч­ ка, как бы самопроизвольно. Познакомимся с несколькими примерами подобных явле­ ний. Начнем с самого обык­ новенного случая, наблю­ даемого у растения всем зна­ комого, у барбариса. В сре­ дине желтых, несколько напоминающих маленькие розы, цветков этого растения помещается пестик с сидячим рыльцем (р, фиг. 7 8 ) х, окруженный шестью тычинками. Тычинки в спо­ койном состоянии имеют положение, как показано при тп слева. Но стоит только прикоснуться иглой к основанию нити (как это показано на фигуре), и тычинка мгновенно приходит в движение и принимает положение тп справа, т, е. приклады­ вается пыльником к рыльцу. В таком положении она остается несколько времени, но потом, мало-по-малу, возвращается в нормальное положение для того, чтобы при малейшем раз­ дражении снова приложиться к рыльцу. Движение при раздра­ жении хотя в несколько иной форме свойственно также тычин­ кам василька, чертополоха, артишока и других растений. Опи­ санные движения касаются если не микроскопических, то все же довольно мелких органов и потому не производят такого поражающего впечатления, как движения раздражительных листьев разводимой в оранжереях недотроги — мимозы. Н уж ­ но видеть озадаченный вид человека, ничего не слыхавшего об этом растении, когда он увидит в первый раз, как при малей­ шем раздражении оно начинает складывать и опускать свои листья, чтобы вполне понять, как глубоко коренится в нас основанное на ежедневном опыте убеждение, что растению не свойственно движение. В спокойном состоянии лист мимозы которой изменяется содержание воды, а, следовательно, и напряжение кле­ точек. В этих случаях, понятно, явление наблюдается и на вполне вырос­ ших растениях. Таковы, например, явления сна листьев. 1 Фигура 78 изображает схематический разрез цветка барбариса: л обозначает положение лепестков, m u m — тычинки, р — пестик с си­ дячим рыльцем.
имеет вид, показан­ ный на фигуре 79 (вправо). Это так на­ зываемый сложный лист; его главный че­ решок несет четыре веерообразно расто­ пыренные черешка, из которых каждый, в свою очередь, несет значительное число попарно расположен­ Фиг. 79 ных листочков. Сто­ ит только прикоснуться к такому листу или как-нибудь иначе раздражить его, и в нем немедленно обнаружится движение. Листочки начнут попарно приподниматься и скла­ дываться, как крылья спокойно сидящей бабочки; растопы­ ренные четыре черешка сомкнутся, и, наконец, главный чере­ шок поникнет, упадет, как подсеченный; весь лист получает вид, изображенный на фигуре 79 (слева). Чем выше окружаю ­ щая температура, тем быстрее совершается это движение. По миновании раздражения лист мало-по-малу принимает преж­ нее положение, но при новом раздражении повторяются те же явления. Здесь мы уж е, очевидно, имеем пред собой стремительное движение, вызываемое внешним импульсом и поразительно напоминающее движение животного, старающегося уклониться от беспокоящего его внешнего прикосновения. Можем ли мы дать какое-нибудь объяснение этому явлению? И да и нет. Мы в состоянии указать на ближайший механизм двшкения, но мы пока еще не в состоянии объяснить сущность возбужде­ ния, вызываемого раздражением и, в свою очередь, вызываю­ щего движение. Движение это совершается в тех местах, где листочки примыкают к черешкам, где черешки примыкают к общему черешку и, наконец, где этот последний примыкает к стеблю. Во всех этих местах, так называемых сочленениях, находятся особые утолщения или подушечки. Эти подушечки образованы тканью очень сочной; клеточки ее переполнены
соками, и вследствие этого части эти находятся в напряженном состоянии. В момент раздражения они вдруг теряют напряжен­ ность или даже обнаруживают ее в обратном направлении. Так, например, напряжение ткани нижней половины поду­ шечки, образующей основание главного черешка, поддержи­ вает его в горизонтальном или даже в несколько приподня­ том положении, как на фигуре 79 (вправо). Но в момент раздра­ жения эта половина подушечки утрачивает свою напряжен­ ность, делается вялой, неупругой; она не в состоянии уже под­ держивать черешка, и он падает или даже, вернее, пригибается книзу сохранившей свою упругость верхней половиной поду­ шечки. Таким образом, верхняя и нижняя половинки поду­ шечки находятся в постоянном антагонизме. В спокойном со­ стоянии напряжение нижней половины берет верх, — черешок приподнимается; в момент раздражения, когда напряжение нижней половины утрачивается, перевес оказывается на сто­ роне верхней половины, и она пригибает лист вниз. В тех ме­ стах, где отдельные листочки прикрепляются к черешкам, происходит обратное явление: верхняя часть подушки (пред­ ставляющаяся здесь в виде беловатого бугорка величиной с просяное зерно) всегда более напряжена, чем нижняя, вслед­ ствие этого листья оттопырены горизонтально или даже слегка пригнуты вниз. Но в момент раздражения эта верхняя поло­ вина утрачивает свое напряжение, листочки, остающиеся только под влиянием напряженной нижней половины, припод­ нимаются и попарно прижимаются друг к другу. Итак, при­ чина движения заключается в быстрой, почти мгновенной утрате напряжения в ткани одной из половин подушечки: из упругой она вдруг делается вялой, вследствие чего нарушается равно­ весие между двумя половинами органа, находящимися в анта­ гонизме, и часть листа движется в соответствующем направле­ нии. Но как объяснить себе эту внезапно наступающую вя­ лость, эту утрату напряжения? Микроскоп обнаруживает, что ткань, обладающая этой странной способностью утрачивать свое напряжение, состоит из клеточек со стенками более тон­ кими, чем стенки клеточек той части органа, которая находится с ней в антагонизме, и притом клеточки этой раздражительной ткани чередуются с промежутками, наполненными воздухом.
В момент раздражения промежутки эти наполняются жидко­ стью, в чем весьма легко убедиться. Стоит только не спускать глаз с утолщенной подушечки при основании черешка, и мы увидим, как в самый момент движения словно какая-то тень пробежит по этому месту, оно сделается вдруг заметно темнее. То же самое, и еще резче, обнаруживается, если осторожно вдруг схватить обеими руками несколько пар листочков так, чтобы раздражить их, но не дать им захлопнуться; тогда мы заметим, что утолщенные подушечки, которые мы только что сравнили с просяными зернами, лежащие у основания каждого листочка, изменятся в цвете, из матово-белых сделаются прозрачно-зеленоватыми. Как только мы опустим пальцы, листочки захлопнутся. Отчего же происходит это мгновенное изменение цвета? От той же причины, по которой на белой поверхности снега, пропускной бумаги или матового стекла появляется темное пятно, когда мы плеснем на них водой. Белизна во всех этих случаях зависит от отражения света бесчисленными мел­ кими, граничащими с воздухом поверхностями, но как только воздух заменится водой, такого отражения уже не происходит, тела становятся более прозрачными и потому менее светлыми. Впрочем, прямой опыт подтверждает справедливость такого объяснения: стоит сделать легкий надрез на нижней стороне подушечки главного черешка, и мы заметим, что в момент дви­ жения пз надреза выступит капля. Если сделать такой же над­ рез на листе, уж е поникшем вследствие раздражения, то капля воды не выступит. Эта вода, выжимаемая из клеточек и занимаю­ щая межклеточные пространства ткани, со временем всасывается или испаряется, клеточки вновь переполняются водой, ткань вновь становится напряженной, впредь до первого раздражения. Итак, в конечном анализе, причина занимающего нас явле­ ния сводится к быстрому выталкиванию воды из переполнен­ ных ею тонкостенных клеточек раздражительной ткани, вслед­ ствие чего эта ткань также быстро утрачивает свое напряже­ ние. Но почему же раздражение имеет следствием выталкивание воды, и какая сила заставляет клеточки переполняться водой? На этот вопрос мы пока еще не в состоянии дать ответа, но весьма возможно, как увидим далее, что мы имеем здесь дело с явлениями электрическими.
Переходим к другому примеру. В болотах Се­ верной Америки в конце прошлого столетия найде­ но растение, представляю­ щее явление движения в еще более поразительной форме. Это так называемая мухоловка (фиг. 8 0 ). Верх­ няя часть листа имеет фор­ му и исполняет роль кап­ кана. Стоит прикоснуться чем-нибудь к тем волоскам, которые торчат на его по­ верхности, стоит какомунибудь насекомому забресть или неосторожно опуститься на такой лист, и обе половинки капкана почти мгновенно захлопы­ ваются и уже не выпуска­ ют своей жертвы. Чем бо­ Фиг. 80 лее беспокоится пойман­ ное животное, тем крепче сжимаются стенки его тюрьмы. Исход этой борьбы между растением и животным всегда один — смерть животного. В мимозе и особенно в мухоловке мы видим примеры расте­ ний, способных обнаруживать движения при самом незначи­ тельном внешнем раздражении; но вот еще растение, в кото­ ром движения совершаются как будто помимо всякого внешнего раздражения Ч Это десмодиум или гедизарум — растение ро­ 1 Так думали до самого недавнего времени, и защитникам учения о душе растения эти произвольные, волевые движения доставляли большое утешение, но теперь и это утешение у них отнято одним физиком-индусом. (Джагадис Хундер Бооз — автор исследований над раздражимостью и движениями у растений. Подробное изложение его работ см. в статье К. А. «Главнейшие успехи ботаники в начале X X столетия», т. V III на­ стоящего издания. Ред.).
дом пз Ост-Индии и принадлежащее к так называемым мотыльковым, сле­ довательно, сродни нашему гороху, клеверу и др. Представим себе, что пз трех листочков, составляющих тройчатый лист клевера, один верху­ шечный очень вытянулся в длину, а два боковых очень плохо разви­ лись, так что они гораздо мельче третьего, — таков будет лист десмоднума, изображенный на фигуре 8 1 . фигОстановимся в жаркий, ясный день против этого растения, нередкого в наших теплицах. Не простоим мы и минуты, как уже заметим то там, то сям, между его листьями, как бы легкое вздрагивание. Сосре­ доточиваем свое вниманре на первом любом листочке, ко­ торый привлек иаше внимание этим неожиданным движе­ нием, и немедленно убеждаемся в действительности одного из самых поразительных явлений, представляемых раститель­ ным миром. Положим, первоначально оба маленьких листочка имели горизонтальное положение; вдруг один из них быстрым движением, как бы скачком, изменяет его, он уже не горизон­ тален, а образует значительный угол с горизонтом; еще и еще порывистое движение — и вот он приподнялся и стоит верти­ кально. Между тем, противоположный листочек таким же рядом порывистых движений, как бы внутренних толчков, опустился вниз. Затем роли их меняются: поднявшийся вверх таким же образом начинает опускаться, а опустившийся — под­ ниматься. Это движение длится неизменно, точно под влиянием какой-то внутренней пульсации, пока растению достаточно светло и тепло; понизится температура, — промежутки между каждым движением станут длиннее, и, наконец, движение уже не будет порывистое, а медленное, непрерывное, так что, только обращая внимание на взаимное положение листочков, можно заметить, что оно постоянно изменяется. Наконец, если температура понизится примерно до 2 0 ° С, движение вовсе прекратится, растение окоченеет; но стоит его пригреть, и оно снова пойдет махать своими маленькими листочками.
При изучении всех этих явлений движения невольно пред­ ставляется вопрос: какое же значение имеют они для растения? Очевидно, что значение чуть не в каждом случае будет раз­ личное. Значение движения спор и живчиков, движения тычи­ нок барбариса и т. д. понятно: оно необходимо пли только по­ лезно для оплодотворения и расселения растений. Сон цветов, т. е. смыкание их покровов на ночь, вероятно, сохраняет их от вредного ночного охлаждения; в таком же смысле, вероятно, влияет и сон листьев. Складываясь или обращаясь вверх ребром, листья в положении сна представляют сравнительно малую поверхность излучения и, таким образом, избегают излишнего охлаждения, становятся менее подвержены так называемым утренникам, при которых нередко случается, что растения замерзают (именно вследствие лучеиспускания), несмотря на то, что термометр еще не опускался до 0 °. Польза от движений листа мухоловки очевидна, — они выражаются самым названием, так как мы увидим далее, что это растение и еще многие другие действительно питаются пойманными насекомыми. Польза движений раздражительных листьев ми­ мозы менее понятна, да, кажется, никто и не задавался вопросом разъяснить себе эту пользу. В этом отношении можно предло­ жить разве только более или менее вероятные догадки. Кому случалось видать действия сильных ливней и града, тот, ко­ нечно, видал, как иногда они обивают листву на наших деревьях. Тем более должны были бы страдать такие нежные органы, как листья мимозы, от тропических гроз, если бы первые же выпавшие капли не заставили их собирать свои растопырен­ ные листочки и прижимать их к стеблю. Таким образом, эти листья поступают подобно тростнику в басне, сносящему бури, которые сражают дуб. Повторяю, это только догадка, справед­ ливость которой можно проверить лишь наблюдением на месте произрастания этих любопытных растений. Ещ е труднее объяс­ нить себе значение постоянного движения листочков десмоди­ ума; разве допустить, что этим они отпугивают вредных насеко­ мых, которые польстились бы на их лакомую, сочную листву ? 1 1 То же объяснение, быть может, справедливо и для мимоз; по край­ ней мере мне случалось наблюдать, что мимозы в наших теплицах, прежде чем успеют пожелтеть, погибают от каких-то белых вшей, поселяющихся
В таком случае оказалось бы, что своей способностью к дви­ жению растение воспользовалось для двух совершенно проти­ воположных целей: или для того, чтобы отделываться от врагов, или для того, чтобы ловить и пожирать их. Оставим пока в стороне эти догадки 1 и займемся вопро­ сом: в праве ли мы видеть в описанных движениях растений явления, сходные с движением животных, или между этими двумя категориями явлений можно установить какое-нибудь существенное различие? Что касается движения протоплазмы, то оно не представляет решительно никакого различия в обоих царствах природы. То же можно сказать и относительно дви­ жения зооспор и живчиков: и здесь между движением организ­ мов растительных и животных нельзя указать никакой раз­ ницы, — доказательство, что первые наблюдатели отказы­ вались верить своим глазам и принимали подвижные органы растений за животных. Иначе представляется дело, когда мы сравниваем движения высших растений и животных. Во всяком случае в растении мы не встречаем той, специально служащей для движения, ткани, не встречаем способного к сокращению мышечного волокна. Но едва ли на этом различии в строении можно осно­ вывать коренное различие в самых явлениях. Сличение бли­ жайших условий, определяющих и сопровождающих движения высших растений и животных, скорее указывает на сходство, чем на различие этих явлений. Мы знаем, например, что у жи­ вотных процесс движения тесно связан с дыханием; сокращаю­ щийся мускул поглощает более кислорода, выделяет более углекислоты, чем мускул покоящийся, и в этом окислительном процессе мы должны, вероятно, видеть главный источник той энергии, которая затрачивается при мускульной деятельности. Представляет ли нам растение явления, сходные с дыханием при самых сочленениях листа, что возможно, конечно, только тогда, когда лист утратил раздражительность. Ткань сочленений должна служить особенной приманкой для насекомых, так как она богата сахаристыми веществами. 1 Почти все эти объяснения, которые я высказывал сорок лет тому назад как догадки, подтверждены позднейшими исследованиями и при­ няты почти всеми ботаниками.
животных? Мы уже неоднократно имели случай в том убедиться. При прорастании семян, при развитии почек, особенно во время цветения, растительные органы жадно поглощают кислород, выделяют углекислоту, причем температура их заметно повы­ шается. И в течение всей своей жизни все части растения пред­ ставляют это явление, но только зеленые части при действии света гораздо энергичнее разлагают углекислоту, выделяют кислород, так что этот процесс скрывает, маскирует одновре­ менно совершающееся дыхание х. Но находится ли это дыхание в связи с движением? Опыт показывает, что находится, хотя природа этой связи еще для нас не ясна. Если мы прекратим доступ кислорода к растению, то с этим прекратятся и все явления движения, — протоплаз­ ма перестанет двигаться, тычинки барбариса, листья мимозы утратят свою раздражительность, и только более или менее долгое пребывание в атмосфере, содержащей кислород, вновь вызовет эти явления. Следовательно, движения растений и движения животных находятся в связи с дыханием. Продолжаем далее наше сравнение. М ускул в момент сокра­ щения нагревается; его температура повышается, хотя на незна­ чительную, но тем не менее измеряемую величину; то же заме­ чено относительно растения. Прикладывая к подушечке листо­ вого черешка мимозы очень чувствительный термометр, так называемый термоэлектрический столбик, можно было показать, что в момент движения температура повышается. В мускулах как в состоянии покоя, так и в состоянии напряжения наблю­ дается присутствие электрического тока. Если цепь, в которую входит чувствительный гальванометр, замкнуть (соблюдая предосторожности) мускулом лягушки, то заметим, что стрелка гальванометра отклонится, в цепи обнаружится ток. Такой же ток, только более слабый, обнаружится, если вместо мускула ввести в цепь лист мухоловки. Этим еще не ограничивается сходство. Если мускул заставить сократиться, то в момент сокращения замечается ослабевание тока, стрелка гальвано­ метра откачнется назад: это так называемое отрицательное колебание тока. То же явление повторяется и с мухоловкой:
в момент движения, в момент захлопывания половинок листа ток ослабевает, обнаруживается отрицательное колебание. Далее, в мускуле между моментом раздражения и моментом сокращения проходит очень малый, но измеримый промежуток времени: это так называемый период скрытого возбуждения; такой же промежуток, только более значительный, замечается между моментом раздражения и моментом движения листа х. Итак, движения мухоловки не только по внешним прояв­ лениям, но и по внутренним, совершающимся при этом процес­ сам сходны с движениями животного. Правда, движения расти­ тельных органов, как мы видели, в наилучше изученных слу­ чаях сводятся к выталкиванию воды из переполненных ею клеточек раздражительной ткани, между тем как движение животного является результатом сокращения, изменения фор­ мы самого мускула; но ведь сокращение мускула не есть эле­ ментарное явление; не сведется ли оно в конечном результате к перемене во взаимном расположении элементарных твердых частиц и жидкостей, образующих вещество мышцы? 2 Таким образом, падает эта главная преграда, разделяющая животный мир от растительного; движение не есть исключи­ тельный удел животного, оно встречается п у растения. Но если это различие не выдерживает критики, то нельзя ли найти какое-нибудь другое? Переберем последовательно все те осо­ бенности жизни организмов, в которых полагали видеть исклю­ чительный признак представителей того или другого царства. Начнем со способа питания. Обыкновенно говорят: растение питается простыми неорганическими веществами, углекисло­ той, водой, солями; животное питается сложными органи­ ческими соединениями. Говоря вообще, это верно, но тем не менее правило представляет многие исключения. Например, весь обширный класс грибов представляет растения, могущие 1 Любопытно, что наши ученые (Фаминцын и др.). защищающие учение о душе растения, это самое любопытное сходство между растением и животным проглядели. 2 Это мое предположение теперь высказывается и у физиологов. Возможно, что переполнение клеточек водой, ее внезапное выталкива­ ние, присутствие тока и его колебание, — что все эти частности процесса движения растительных органов найдут себе общее объяснение в явле­ ниях электродиффузии. Здесь, конечно, не место вдаваться в подробности.
питаться только сложными органическими соединениями, по­ тому эти организмы и могут жить только на почве, богатой перегноем, разлагающимся органическим веществом или, нако­ нец, как паразиты, на других организмах. Но не одни только грибы питаются готовой органической пищей; есть чужеядные растения и между высшими представителями растительного царства; иные из них, лишенные зеленого цвета, как, например, повилика (Cuscuta), присасывающаяся к нашим полевым растениям, к хмелю и пр., живут исключительно на счет своей жертвы; другие, как омела, нападающая на дубы, фруктовые и другие деревья, хотя и способны к самостоятельному выра­ батыванию пищи, но, по всей вероятности, пользуются в зна­ чительной степени и веществами, выработанными растением, на котором живут. Мало того, исследования последних лет, в особенности же труды Дарвина, познакомили нас с целым рядом растений, снабженных зелеными органами, но в то же время питающихся животной пищей и притом принимающих ее совершенно так же, как животные. Это так называемые насекомоядные растения. Познакомимся с несколькими приме­ рами; знакомая нам мухоловка представляет одпн из самых разительных. Если лист мухоловки поймал насекомое, то он обыкновенно не раскрывается прежде, чем высосет из насеко­ мого все, что может, оставив только нерастворимый остов. Тот же опыт можно повторить, заменив м уху куском мяса, сырого или жареного, или круто сваренным яичным белком; листочек тотчас плотно захлопнется и, когда откроется, от доставленной ему пищи не останется и следа. М ухоловка, как мы сказали, водится в болотах Северной Америки, но и в наших болотах встречается растение, которое сродни мухоловке, но достигает того же результата, т. е. питается насекомыми, бла­ годаря несколько иному приспособлению. Это так называемая росянка (Drosera); ее маленькие листочки покрыты особого рода волосками, выделяющими на своей верхуш ке капли густой липкой жидкости, которые обыкновенно принимались за росу, откуда и название растения. Насекомое, неосторожно опустившееся на лист, прилипает к нему, и тогда в листе обнару­ живается в высшей степени любопытное явление движения: со всех сторон волоски наклоняются в одну точку, где лежит
попавшееся в западню насекомое; при этом железки, находя­ щиеся на концах волосков, начинают обильно выделять свой сок, который способствует растворению твердых питательных веществ и переводит их в такое состояние, в котором они могут легко всосаться клеточками волосков. Когда вся пища всосана, волоски расправляются и вновь готовы оказать такой ?ке прием новому пришельцу. Не менее любопытны крупные своеобраз­ ные листья Nepenthes, Saracenia, Cephalotus, обитающих более низкие широты, и мелкие листочки пузырчатки (Utricularia), встречающейся в наших реках и прудах. У первых трех часть листа превращается в большой кувшинчатый орган, у Cephalotus еще прикрытый крышечкой, у пузырчатки же мелко рассеченные подводные лпстья снабжены подобными же маленькими органами. Давно уже было замечено, что кув­ шинчатые органы содержат жидкость, но прежде полагали, что эта вода, и только в последнее время убедились, что эта жидкость имеет свойства растворять твердые органические вещества, служащие для питания. Более внимательное иссле­ дование кувшинчатых органов обнаружило в них весьма слож­ ные приспособления для улавливания насекомых; в них есть и части, выделяющие лакомый для них сок и, следовательно, служащие для приманки, и гладкие поверхности, по которым насекомое невольно скользит в свою западню, и, наконец, жесткие волоски, обращенные, как проволоки в мышеловке, острием внутрь и препятствующие насекомому выбраться из этой западни. Но какого же рода будет это вещество, выделяе­ мое растением, как совершается это растворение твердой пищи, и представляет ли оно что-либо общее с тем, что мы на обык­ новенном языке называем перевариванием пищи в животном организме? Тщательные исследования обнаружили, как мы уже отчасти видели это и ранее \ поразительное сходство между этими двумя процессами. К ак в желудочном соке животного растворение белковых веществ происходит под влиянием особого фермента — пеп­ сина., так и здесь во всех выделяемых насекомоядными расте­ ниями жидкостях исследователи обнаружили присутствие
такого же фермента; как там пепсин действует только в присут­ ствии небольшого количества свободной кислоты, так и здесь в момент раздражения можно ясно обнаружить появление кислой реакции сока 1 . Итак, в процессе питания мы не можем найти верного кри­ терия для отличия растения от животного: грибы, паразиты и в особенности насекомоядные растения представляют нам полную аналогию с питанием животных. В самом деле, если бы, сопоставив все, что нам известно об этих последних, мы описали воображаемый организм, ловящий своими щупаль­ цами насекомых, проводящих их во внутреннюю полость своего тела, покрытую железистым слоем; если бы мы сказали далее, что этот железистый слой выделяет сок, растворяющий белко­ вые вещества, и затем всасывает эту пищу, то всякий, конечно, подумал бы, что мы имеем в виду гидру или полипа, п, однако, все черты этого описания заимствованы у самых несомненных типических растений. Но если питание растений бывает сходно с питанием живот­ ных, то, может быть, наоборот, питание животных никогда не представит нам явления питания на счет неорганических веществ, которое свойственно растениям. И этого нельзя утвер­ ждать, так как способность разлагать углекислоту, как мы виде­ ли, присуща известному органу — хлорофилловому зерну, а мож­ но указать на несколько несомненно животных организмов, содержащих хлорофилл 2. Переходим к другому различию, основанному на процессе дыхания. Когда газовый обмен, совершающийся в растении и имеющий результатом разложение углекислоты и накоп1 В последнее время начали высказываться сомнения, действительно ли это всасывание органических веществ может служить в пользу расте­ нию. Посетив истекшим летом Дарвина, я имел случай видеть некоторые, еще не опубликованные, опыты знаменитого ученого, доказывающие зна­ чение описанного процесса как питания. Большая дерновина росянки воспитывалась им под стеклянным колпаком для устранения насекомых и притом так, что половина растений получала мясо, а другая нет. В то время, когда я их видел (в июле), растения, получавшие мясо, были уже значительно крупнее и здоровее на вид. — П римеч. к 1 -м у изданию . 2 Впрочем, этот хлорофилл принадлежит, по всей вероятности, посе­ лившимся в животном организме водорослям.
ленне углерода, несправедливо сравнивали с дыханием, тогда выставляли на вид такую антитезу: дыхание животного заключается в поглощении кислорода и выделении углекислоты, дыхание растения — в поглощении углекислоты и выделении кислорода. Но мы уже знаем, что разложение углекислоты нельзя сравнивать с дыханием, что это питание — своеобразное питание воздухом; знаем также, что рядом с этим процессом совершается и другой — настоящее дыхание, но что заметить этот последний процесс можно, только наблюдая или незеленые органы, или зеленые органы в отсутствие света, когда обрат­ ного процесса разложения не происходит. Конечно, этот процесс дыхания растений покажется нам очень неэнергичным, если мы сравним его с дыханием млекопитающего или птицы. У по­ следних количество выделяемой углекислоты очень велико, и результат этого процесса — повышение температуры над тем­ пературой среды — очень заметен, тогда как растение по боль­ шей части пассивно принимает температуру окружающей среды. Но если мы сравним дыхание растения с дыханием так называемого холоднокровного животного, например, лягушки, или даже с дыханием млекопитающего, находящегося в состоя­ нии оцепенения (например, во время зимней спячки), то уви­ дим, что дыхание в том и другом случае ни по количеству газо­ вого обмена, ни по избытку температуры организма над темпе­ ратурой среды не будет уже так резко отличаться от дыхания растения. Здесь сам собой представляется вопрос: принадлежит ли вообще дыхание к числу безусловно необходимых отправлений растительного организма? Мы видели, что все явления движе­ ния прекращаются в отсутствие кислорода; долгое время пред­ полагали, что и рост клеточек невозможен без кислорода, но потом оказалось, что на смену дыханию может появляться другой химический процесс, сходный с ним по своим резуль­ татам. Процесс этот называется брожением и состоит в распа­ дении с а х а р а — глюкозы — на спирт и углекислоту. Существо­ ванием этого процесса обусловливается производство спирт­ ных напитков, т. е. виноделие, пивоварение, винокурение и пр. Во всех этих случаях брожение происходит вследствие разви­ тия в бродящих жидкостях особого микроскопического орга-
низма — бродильного или дрожжевого грибка пли попросту дрожжей. Клеточки дрожжей растут и размножаются и без кислорода. Процесс брожения, существенно отличающийся от дыхания тем, что при нем не происходит поглощения кисло­ рода, сходен с ним в том отношении, что в обоих случаях про­ исходит выделение углекислоты и теплоты Эта теплота, вероятно, и доставляет организму необходимую для его разви­ тия энергию. Брожение является как бы суррогатом дыхания. Но процесс этот далеко не так выгоден для растения, как дыха­ ние, так как при той же трате сахаристого вещества освобож­ дает гораздо менее тепловой энергии. Первоначально процесс брожения считался исключительно свойственным дрожжевому грибку, но позднее оказалось, что любое растение, любой ра­ стительный орган, заключенныі”і в атмосферу, не содержащую кислорода, начинает выделять углекислоту, не поглощая кис­ лорода, а в то же время образует спирт, т. е. начинает разла­ гать свои запасы сахаристых веществ — начинает бродить. Понятно, что для дрожжевого грибка, бродящего на счет саха­ ристых веществ, находящихся в той жидкости, в которой он развивается, брожение не может быть так вредно, как для высших растений, которые при брожении непроизводительно разрушают свое собственное вещество. Этим обстоятельством, а также накоплением спирта в клеточках — дрожжи выде­ ляют его в окружающую жидкость — вероятно, объясняет­ ся, почему высшие растения не могут поддерживать своей жизни процессом брожения; в отсутствие кислорода в них прекращаются все движения и самый рост, а если они будут долго выдержаны в этой атмосфере, то окончательно погибают. Следовательно, брожением можно поддерживать сущест­ вование только низших организмов, и то ненадолго, так как и они, оказывается, от времени до времени нуждаются в дыхании; организмы же высшие не выдерживают брожения и на самый 1 Только при дыхании углекислота образуется на счет кислорода воздуха, а при брожении — на счет кислорода, заключенного в самом сахаре. Здесь происходит нечто подобное горению трута или пороха; и тот и другой, как известно, могут гореть без воздуха на счет кислорода се­ литры, входящей в их состав.
короткий срок. По счастию, при естественных условиях, в природе, они и не подвергаются этой опасности. Они начинают бродить только тогда, когда будут помещены в искусственную спертую атмосферу, когда будут, например, заключены под стеклянный колпак, из-под которого удален кислород , — сло­ вом, когда начинают задыхаться. Организму нельзя просто сказать: не живи. Он или живет, или умирает, но пока он не умер, он цепляется за жизнь и, не находя необходимого усло­ вия существования в окружающей среде, обращает свои силы на себя самого и в этой внутренней ломке истощается и поги­ бает. Но устраните только эту удушающую атмосферу, дайте ему вздохнуть свободно, снимите во-время этот колпак, и бро­ жение прекратится само собой; патологический процесс брожения сменится физиологическим процессом дыхания, ра­ бота разрушения заменится работой созидания; здоровая, нор­ мальная жизнь вступит в свои законные права, а с ней явятся и ее неизменные спутники — движение и развитие. Значит, дыхание представляет необходимое условие суще­ ствования организмов, как животных, так и растений. О невоз­ можности установить различие между двумя царствами на основании присутствия или отсутствия двпжения уж е достаточ­ но говорено, остается обсудить еще один вопрос: способно ли растение к произвольному движению? Прежде чем ответить на этот вопрос, следует условиться, что разуметь под выраже­ нием произвольное движение или вообще произвольное явление? Если разуметь под ним явление беспричинное, то таких явлений наука не может допустить и в сфере животной жизни; если же разуметь явление, вызванное внутренними, скрытыми, неиз­ вестными причинами, то в таком смысле мы должны пока на­ звать произвольными движения протоплазмы, живчиков, листьев десмодиума, так как все эти движения происходят без видимого внешнего побуждения, под влиянием внутренних, присущих организму сил г. Но если растение способно двигаться, то не может ли оно и чувствовать? Если под чувствительностью разуметь отзывчивость к раздражению, т. е. раздражитель­ ность, возбудимость, то мы должны признать эту способность 1 См. на стр. 280 примечание о движении десмодиума.
и за растением. В самом деле, если человек, которого мы колем, щиплем, щекочем, никаким движением не отзывается на эти раздражения, мы заключаем, что он лишился чувств; но как только он начинает отвечать какими-нибудь движениями на эти инсульты, мы говорим, он пришел в чувство х. Если руково­ диться этим признаком, то, очевидно, что мимоза, мухоловка и др. одарены чувствительностью, так как они отзываются на всевозможные раздражения, будет ли то укол или легкое прикосновение, обжог, электрическое сотрясение или хими­ ческое действие. Особенно замечательны случаи, где растение отзывается не на все раздражения в одинаковой степени, а как бы с разбором; так, например, от прикосновения азотистых органических веществ движения волосков росянки совер­ шаются быстрее, и выделение растворяющего сока энергичнее, чем от прикосновения частиц неорганического вещества, не могущего служить пищей. Если бы это было животное, мы бы сказали: у него текут слюни, оно жадно набрасывается на лако­ мый кусок. Если растение обладает чувствительностью, то, быть может, мы в состоянии лишать его этого свойства, делать его бесчувственным ко всякому раздражению? Опыт показы­ вает, что мы, действительно, в состоянии это сделать; мало того, мы достигаем этого при помощи тех же средств, которыми приводим в бесчувственное состояние человека. Заставляя растение вдыхать пары эфира или хлороформа, мы можем ане­ стезировать его точно так же, как анестезируем человека во время тяжкой хирургической операции. Для этого стоит только горшок с мимозой покрыть стеклянным колпаком и под этот колпак положить губку, смоченную эфиром или хлороформом. Пробыв несколько времени под колпаком, мимоза утратит спо­ собность к движению; как бы мы ее ни раздражали, она не станет складывать своих листочков, но, простояв несколько времени на воздухе, не зараженном вредными парами, она вновь приобретает свою чувствительность, свою раздражитель­ ность. Чтобы опыт удался, нужно только не оставлять растения слишком долго под влиянием анестезирующего вещества, 1 Известно, впрочем, что обратное заключение не верно; действием некоторых ядов можно отнять у животного способность реагировать дви­ жением на раздражение, не лишая его способности чувствовать.
пііаче оно более уже не поправится, а погибнет безвозвратно. Но то же оправдывается и над человеческим организмом: к со­ жалению, нередки случаи смерти от неосторожного применения хлороформа. Часто указывали на присутствие нервной системы как атрибут животного, но ведь она встречается не у всех животных, а, с другой стороны, если у растений подтвер­ дится (предполагаемое некоторыми учеными) существование известных путей, по которым раздражение сообщается быстрее, чем по другим, то и в них придется признать нечто, по крайней мере физиологически, соответствующее нервам. Так, например, у мимозы раздражение передается особой системой трубок, путем гидростатического давления Ч Такой аппарат всего луч­ ше можно уподобить воздушному звонку. Понятно, что в дей­ ствительности здесь нет никакого сходства с нервной системой. Еще один последний вопрос: обладает ли растение созна­ нием? Но на этот вопрос мы ответим вопросом же: обладают ли им все животные? Если мы не откажем в нем всем живот­ ным, то почему же откажем в нем растению? А если мы откажем в нем простейшему животному, то скажите, где же, на какой ступени органической лестницы, лежит этот порог сознания? Где та грань, за которой объект становится субъектом. Как выбраться из этой дилеммы? Не допустить ли, что сознание разлито в природе, что оно глухо тлеет в низших существах и только яркой искрой вспыхивает в разуме человека? Или, лучше, не остановиться ли там, где порывается руководящая нить положительного знания, на том рубеже, за которым рассти­ лается вечно влекущий в свою заманчивую даль, вечно убе­ гающий от пытливого взора беспредельный простор умо­ зрения? 2 1 Новейшие исследования показывают, что явление сложнее. 2 В последнее время несколько ботаников (у нас академики Корж инекий и Фаминцын) выступили сторонниками учения о психической деятельности растений. Замечу только, что в защиту этого воззрения не выставлено ни одного фактического довода. В пользу его, как и за чет­ верть века тому назад, когда я высказывал эти мысли, можно приводить только соображения метафизического, но не научного характера. Замечу также, что объяснять сравнительно немногосложные явления раститель­ ной жизни простым уподоблением их несравненно более сложным явле­ ниям психической жизни животных и человека —<■ значит извращать тот
Итак, ни в жизни животного, ни в жизни растений мы не могли найти ни одной черты, исключительно свойственной тому или другому, ни одного признака, по которому любой орга­ низм можно было бы отнести к тому или другому царству. Значит, между растением и животным не существует различия? И, однако, это различие слишком очевидно, оно слишком вкоренилось в нашем уме, чтобы от него можно было так легко отказаться. Здравый рассудок, опирающийся на ежедневный опыт, стоит на своем. Что бы ни говорили, а дерево останется деревом, и лошадь — лошадью, между ними лежит целая бездна. К ак согласить это противоречие: то есть очевидное разли­ чие, то его нет? Выход прост, и противоречие понятно. Оно основано на логической ошибке, вследствие которой отвлечен­ ной идее, созданию своего ума, человек придает реальное суще­ ствование. Ошибка эта, к сожалению, очень распространена и не мало вредила успехам естествознания. Дело в том, что нет ни растения, ни животного, а есть один нераздельный органи­ ческий мир. Растение и животное — только средние величины, только типические представления, которые мы слагаем, отвле­ каясь от известных признаков организмов, придавая исключи­ тельное значение одним, пренебрегая другими, почти забывая о них. К тому же эти понятия сложились в такое время, когда были известны только самые крайние, резкие представители этих групп. Пока сравнение касалось дерева и лошади, ника­ кое недоразумение не было возможно, но дело представи­ лось в совершенно ином свете, когда пришлось принять во вни­ мание всю совокупность живых существ. Тогда пришлось убедиться в единстве органического мира, пришлось убедиться, что все наши рамки или деления— только произведение нашего ума, правда, одно из величайших его произведений, без которого он никогда не справился бы с хаосом единичных форм. Поль­ зуясь этим логическим приемом, мы не должны, однако, забылогический ход, которым до сих пор двигалась наука, всякое знание (примеч. к 5-му изданию). См. заключение V III лекции стр. 264, а также мою брошюру «Столетние итоги физиологии растений», стр. 46— 52 (примеч. к 9-му изданию). (В настоящем издании см, т. V. Ред.)
вать его настоящую цену, не должны отождествлять отвлечен­ ные понятия, типы, с реальной действительностью. Но если в органической природе и не существует такого дуализма, если мы не видим более в растении и животном двух абсолютно между собой различных категорий существ, а только два типических представления, тем не менее, раз в уме нашем сложились эти два типа, мы должны постараться дать их характеристику, указать на те признаки, которым мы даем предпочтение, которые связываем с понятием о растении. Едва ли и в настоящее время можно предложить более крат­ кую и удачную характеристику, чем та, которая выразилась в старом изречении, что «растение растет, но лишено произволь­ ного движения». Посмотрим, какой более определенный смысл должны мы придавать этому изречению. Движение животного, как и всякое движение, подчиняется общим механическим зако­ нам. Особенность животного заключается в том, что очаг действующих в нем сил лежит в нем самом; отсюда его независи­ мость от внешних условий. Источник этих сил, как известно, кроется в том процессе окисления, который, совершаясь повсе­ местно в его теле, обнаруживается в дыхании и является причи­ ной того тепла и движения, которые в общей сложности харак­ теризуют животное в отличие от растения. Я говорю в общей сложности, потому что мы только что видели достаточно доказа­ тельств, что эти процессы встречаются и в растении, но только в нем они отступают на второй план, совершенно заслоняются другими преобладающими процессами. Мы видели еще ранее х, что под влиянием света в зеленых частях растений постоянно совершается явление, совершенно обратное окислению, именно разлоя?ение углекислоты, сопровождающееся накоплением уг­ лерода. Этот процесс почти в двадцать раз энергичнее дыхания растения, так что, например, на один фунт сгорающего в расте­ нии углерода вновь образуется двадцать фунтов: растение тратит на свои потребности примерно только одну двадцатую всего отлагающегося в нем углерода, отсюда — то накопление ве­ щества, то громадное увеличение массы, которое нас поражает в явлениях роста. Тогда как в животном, достигшем полного /
развития, устанавливается известное равновесие между при­ ходом и расходом вещества, у растения рост, т. е. накопле­ ние вещества, идет почти вплоть до смерти *. Но это накопле­ ние вещества вполне зависит от солнца, отсюда — полная зави­ симость растения от внешних условий, его страдательная роль, так резко отличающая его от самостоятельной деятельности животного. Различие растения и животного, следовательно, не каче­ ственное, а только количественное; в обоих совершаются те же процессы, но в одном преобладают одни, в другом — другие. Если в результате, в итоге, оказывается окисление, трата ве­ щества и проявление энергии, мы имеем перед собой тип живот­ ного; если, наоборот, в итоге оказывается раскисление, накоп­ ление вещества, поглощение энергии, мы имеем перед собой тип растения. Животное и растение разделили между собой труд: животное расходует то вещество и ту энергию, которые запасаются растением; в свою очередь растение необходимую для него энергию получает от солнца. Животное зависит от растения, растение зависит от солнца. Таким образом, мы восходим до самого общего представле­ ния о жизни растения, до понятия о его значении, о его роли в органическом мире. Это роль посредника между солн­ цем и животным миром. Растение или, вернее, самый типичный его орган — хлорофилловое зерно — представляет то звено, которое связывает деятельность всего органического мира, все то, что мы называем жизнью, с центральным очагом энер­ гии в нашей планетной системе. Такова космическая роль ра­ стения. Кѳгда нашему воображению представляется тип зеленого дуба, летом шумящего своей роскошной листвой, зимой обна­ женного, окоченевшего, страдательно переносящего все коле­ бания внешней температуры, — дуба, год за годом, в течение веков увеличивающего свою органическую массу, но в то же время неподвижно прикованного к одному месту, когда вслед 1 Сравнение это, впрочем, не вполне точно. За особь в растении пра­ вильнее считать отдельный побег, который имеет ограниченный рост, целое же растение, например, дерево, представляет сложный организм, подобный, например, кораллу, растущему неопределенное время,
за тем нам представляется картина стрелой мчащегося рысака, от которого среди зимы столбом валит пар, но который зато зимой и летом истребляет массы сена и зерна; когда мы узнаем далее, что эти противоположные внешние явления — только необходимые последствия преобладающих в том и в другом случае химических процессов, — тогда для нас становится ясной антитеза между яшвотным и растением. Но когда вслед за тем мы пожелаем окинуть одним общим взглядом не только типических представителей, но все растения, всех животных, во всех их отправлениях, то невольно убеждаемся в неверности подобной антитезы. Это противоречие исчезает, все вновь ста­ новится понятным, как только мы допустим, что поток органи­ ческой жизни, когда-то, во тьме времен, пролагавший себе путь по одному широкому руслу, затем разбился на две ветви, так что теперь, стоя при их устьях, мы видйм как бы два неза­ висимых течения и, только восходя к их отдаленному истоку, только стараясь обнять одним взглядом оба течения на всем их протяжении, приходим к убеждению, что это только два рукава одного общего могучего потока жизни. & Этим завершается наш обзор жизненных отправлений расте­ ния. Мы познакомились со строением разных органов его, узнали их значение и, таким образом, разрешили двоякую задачу, постоянно представляющуюся физиологу: дан орган — найти его отправление; дано отправление — найти соответ­ ствующий ему орган. Мы убедились, в каком совершенстве каж ­ дой отдельный орган исполняет свое отправление, как приспо­ соблен он к своей среде, как необходимо и согласно взаимодей­ ствие различных органов, имеющее результатом общую жизнь растения, как поразительно взаимодействие некоторых орга­ низмов, даже принадлежащих к различным царствам органи­ ческой природы, как гармонично, наконец, взаимодействие этих двух царств природы, взятых в целом. Познакомившись со всеми этими фактами, мы, кажется, в праве заключить,
что дошли до конца своего пути. Но тут-то именно, на этом кажущемся пределе, физиолог начинает смутно сознавать, что его задача не исчерпана, что из-за всех этих частных вопро­ сов всплывает один общий, всеобъемлющий вопрос: почему все эти органы, все эти существа так совершенны, так изу­ мительно приспособлены к своей среде и отправлению? Чем поразительнее факт, чем совершеннее организм, тем неотвязчивее вопрос: да почему же он так совершенен? К ак, каким путем достиг он этого совершенства? Неужели стоило сделать такой длинный путь для того, чтобы в конце его услышать лаконический ответ: не знаю, не понимаю и никогда не пойму. Правда, естествоиспытатель охотно быть может, охотнее и от­ кровеннее других исследователей, всегда готов сказать: не знаю; но зато тем настойчивее хватается он за первую возмож­ ность объяснения, тем ревнивее охраняет он те области зна­ ния, куда успел уже проникнуть хотя бы слабый луч света. В какой степени наука может в настоящем случае удовле­ творить естественную пытливость ума, какой ключ может пред­ ложить современное естествознание для объяснения этого основного свойства органического мира, — его совершенства, его гармонии или целесообразности, — этими вопросами мы займемся в следующей и последней лекции.
ОБРАЗОВАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ФОРМ Целесообразность органических форм может быть объяснена только историческим процессом их образования. — Палеонтология, морфология и эмбриология согласно свидетельствуют о родовой связи организмов. Противоречие этого заключения с господствовавшим убеждением в по­ стоянстве видов. — Точно ли виды неизменчивы? — Логическая ошибка, в которой коренится это убеждение. Почему исторический процесс ведет к совершенствованию? — Теория Дарвина. — Борьба за существование и естественный отбор. — Как объ­ ясняется отсутствие переходных форм. — Чем приходится довольство­ ваться при объяснении частных случаев целесообразного приспособле­ ния. — Аналитический и синтетический путь, пройденный читателем.— Общее заключение и цель всего курса. конце последней лекции мы пришли к заключению, что каждый мыслящий человек, присматривающийся к явлениям органической природы, а тем более естество­ испытатель, вникающий в них глубже, выносит убеждение, что органический мир в целом и в частностях представляет одну общую черту, которую мы стараемся выразить словами: совершенство, гармония, целесообразность и т. д. В свою оче­ редь это убеждение влечет за собой невольное желание, непре­ одолимую потребность — найти объяснение для этой наиболее выдающейся особенности живых существ. В былое время есте­ ствоиспытатель, достигнув в своем исследовании природы этой стадии, считал, что его путь окончен, что самый факт этого совершенства, этой гармонии есть явление первичное, элементарное, не подчиняющееся дальнейшему анализу науки, и, смотря по складу своего ума, или смолкал, или предавался лирическим излияниям на эту благодарную тему. Но, рядом В -год
с подобным воззрением большинства, уж е давно раздавались в науке одинокие и смелые голоса, требовавшие, чтобы и к этому общему свойству органических существ наука отнеслась так же, как она относится к частным явлениям: не доволь­ ствуясь простым засвидетельствованием факта, но стараясь дать этому факту рациональное объяснение, вывести его как частный случай из других более общих законов; не доволь­ ствуясь эмпирическим знанием, что таков он есть, но стремясь к дедуктивному заключению, что таковым он должен быть. Какие же могут быть эти общие законы, исходя из которых мы в состоянии вывести как необходимый результат пора­ жающее нас совершенство органического мира? Разъяснению этого вопроса мы посвятим эту последнюю, заключительную, лекцию. До сих пор при объяснении частных явлений растительной жизни мы всегда старались свести их к более общим, более нам понятным физическим и химическим законам, и в большей части случаев нам это удавалось вполне или отчасти. Ни разу не приходилось нам прибегать к той таинственной жизненной силе, на применение которой были так тароваты физиологи былых времен; мы не доказывали несостоятельности этой жизненной силы с ее неопределенными атрибутами и неуло­ вимой сферой деятельности; мы даже не пытались опровергать ее существование, — для нее просто не нашлось места в нашем изложении, — и мы ни разу не имели повода в том раскаи­ ваться. Но теперь рождается вопрос: приложим ли этот способ объяснения ко всем фактам растительной ж и з н и ; в с о с т о я н и и л и мы, например, одним влиянием физических сил объяснить возникновение тех поразительных целесообразных форм, с ко­ торыми мы познакомились особенно в двух последних лекциях? Можем ли мы, например, какими бы то ни было комбинациями действующих в данный момент физических сил объяснить себе образование цветка шалфея, так изумительно во всех своих подробностях приспособленного к тому, чтобы посещающие его насекомые содействовали полезному для растения перекрест­ ному оплодотворению? Или можем ли мы влиянием тех же дея­ телей объяснить, почему листья мухоловки или росянки обла-
дают всеми неооходимыми механическими и химическими свойствами, делающими их такими совершенными орудиями для ловли и пожирания насекомых? Очевидно, нет. Очевидно, все эти формы или, вернее, именно их целесообразность, ни­ каким образом не могут быть объяснены как необходимый ре­ зультат взаимодействия тех веществ и сил, под влиянием ко­ торых сложился рассматриваемый организм. Но если мы не можем объяснить этих форм, исходя из условий их существо­ вания, то не в состоянии ли мы найти объяснение каким иным путем? Когда историк или публицист, изучая жизнь какого-ни­ будь народа, встречается, в известный момент его существова­ ния, с каким-нибудь явлением, которое прямо не вытекает ни пз современных нравов, ни из современных условий быта, или когда он встречается с очень совершенными, выработан­ ными формами правления или общежития, — он прибегает для объяснения их к причинам историческим. Не находя го­ тового объяснения в настоящем, он ищет его в прошлом. Спраши­ вается: не в праве ли мы применить тот же прием к объяснению явлений, совершающихся в природе? Когда нам представляется орган, поразительно прилаженный к своему отправлению, когда мы видим организм, поразительно гармонирующий с ок­ ружающей средой, и когда мы не в состоянии объяснить их возникновение действующими на каждый единичный организм современными причинами, то не в праве ли мы допустить, что это совершенство осуществилось не вдруг, а достигнуто медленным процессом исторического развития, причем дея­ тели этого изменения были такие же физические силы, как и те, которые действуют и в настоящий момент? Не в праве ли мы допустить, что физические деятели, которые не могут целесо­ образно изменить известный единичный организм, в состоянии вызвать это явление, действуя на длинный ряд поколений? Для того, чтобы допустить такое толкование природы, мы, очевидно, должны доказать два положения: во-первых, что органический мир имеет историю, и, во-вторых, что этот истори­ ческий процесс неуклонно, неминуемым, роковым образом ведет к совершенствованию. Если это нам удастся, если мы успеем убедиться в справедливости этих двух положений,
тогда, очевидно, мы получим искомый общий ключ, объясняю­ щий совершенство органических существ. # Имеет ли растение историю? Мы уже неоднократно, мимо­ ходом, высказывались за положительное разрешение этого вопроса, но еще не имели случая взвесить всю совокупность доводов, говорящих в пользу подобного разрешения. Ответ на этот вопрос, конечно, прежде всего принадлежит геоло­ гии. В первой лекции мы уже видели, что растительность зем­ ного шара теперь не такова, какова она была в предшество­ вавшие геологические эпохи, и что притом чем древнее, чем отдаленнее от нас рассматриваемая эпоха, тем проще органи­ зованы ее представители. Ранее появляются хвощи, папорот­ ники, плауны, — все растения споровые; позднее выступают и семенные растения и из них сначала более простые хвойные и позднее всех самые сложные, самые совершенные по органи­ зации — двудольные, которые теперь преобладают на нашей планете. Следовательно, с течением времени к типам, уже су­ ществовавшим, присоединялись новые типы растений, осилив­ шие их своей многочисленностью, и притом к простейшим — более сложные. К ак мы уже видели в первой лекции, этот основной геоло­ гический факт может быть объяснен двумя противоположными гипотезами: или новые типы созидались заново, совершенно независимо от прежде существовавших, или они произошли от них путем изменения и, следовательно, находятся в прямом, кровном родстве с ними. Я называю эти оба воззрения гипоте­ зами, и этого нельзя достаточно часто повторять ввиду того, что защитники первого взгляда с замечательной самоуверен­ ностью и настойчивостью прилагают это выражение только ко второму воззрению, забывая, что и защищаемый ими взгляд— такая же гипотеза, толкование, даже совершенно произвольное толкование, а не простое заявление факта. Постараемся оценить относительное достоинство этих двух гипотез, посмотрим, которая из них более согласна с дей-
ствительностью, объясняет большее число фактов, встречает менее противоречий, одним словом, более удовлетворяет тем условиям, которые мы должны предъявлять всякой научной гипотезе. С первого взгляда мысль, что одно растение могло произой­ ти от другого, дуб от березы, роза от лилии, представляется чем-то странным, чем-то таким, что ум не легко схватывает. Но не страннее лп еще должна показаться мысль, что семено­ доля, лепесток, тычинка, пестик произошли из так мало схо­ жего с ними листа? А тем не менее в первой лекции, говоря об учении о метаморфозе, мы должны были притти к заключе­ нию, что все эти органы, столь разнообразные по форме, строе­ нию и отправлению, не более как результаты превращения одного основного органа — листа. И пришли мы к этому выводу на основании следующих соображений. Во-первых, на основа­ нии существования нечувствительных переходов; так, напри­ мер, в цветке кувшинки мы видели целый ряд органов, — не то лепестков, не то тычинок, — но примыкающих, с одной сто­ роны, к лепесткам, а с другой — к тычинкам, так что решитель­ но нет возможности сказать, где кончается один орган, где начинается другой. Вторым доводом, говорящим в пользу взаимного превращения одних органов в другие, служат так называемые уродливости, т. е. такие случаи, где один орган случайно принимает форму другого, так, например, пестик пиона, появляющийся в виде красного лепестка с сидящими по краям яичками; особенно убедительны те случаи, когда это превращение вызывают искусственно, как, например, в мах­ ровых цветах, у которых тычинки превращены в добавочные лепестки, или в опытах над превращением наружных чешуек листовых почек в настоящие листья. Но если подобные сооб­ ражения вынуждают нас допустить возможность превращения одного органа в другой, совершенно с ним несходный, то тем скорее мы должны допустить возможность таких переходов между одинаковыми органами различных растений; если мы допускаем, что тычинка произошла из листа, то уже гораздо легче допустить, что лист одного растения мог произойти из листа другого растения, цветок одного — из цветка другого; и вынуждают нас к тому те же самые доводы — существование
переходов и так называемые уродливости, т. е. внезапные отступления. Остановимся на каком-нибудь примере. Говоря о цветах, мы имели случай познакомиться с цветками аптеч­ ного шалфея, замечательного по своим приспособлениям к пе­ рекрестному опылению при помощи насекомых. Постараемся , показать, какими последовательными ступенями этот замысло­ ватый цветок шалфея мог образоваться из совершенно, пови­ димому, несходного с ним цветка правильной, лучистой формы. Шалфей принадлежит к семейству губоцветных растений, названных так потому, что венчик у них почти всегда более или менее двугубый: к этому семейству, например, относятся богородичная трава, мята и др. С этим семейством губоцветных во многих отношениях сходно семейство так называемых «бу­ рачниковых», — таково единогласное мнение всех ботаников. Представителем этого последнего мы можем выбрать хоть, например, «незабудку». Всякому известно, что голубой венчик этого цветка при основании образует короткую трубку, а на вершине — отгиб, разделяющийся на пять равных округлен­ ных зубчиков. Если мы заглянем внутрь этой трубки, то за­ метим пять одинаковых желтых пыльников, приросших своими нитями к этой трубке (фиг. 8 2 ) х. Спрашивается, можем ли мы допустить, чтобы из этого правильного, звездообразного цветка незабудки, с его пятью тычинками, мог образоваться двугубый цветок шалфея с его двумя своеобразными тычинками? Если нам удастся показать на других представителях этих двух се1 Фигура 82: 1 — венчик незабудки, 2 — венчик синяка, 3 — вен­ чик норичника, 4 — венчик богородичной травы, 5 — венчик шалфея. Все венчики расколоты вдоль нижней губы и развернуты. Венчик шалфея, сверх того, надрезан вдоль верхней губы.
мейств ряд промежуточных форм между взятыми крайними случаями, то мы сделаем это допущение в высшей степени веро­ ятным. Во-первых, следует заметить, что не все цветки в семей­ стве бурачниковых так правильны, как цветы незабудки: у синяка, например, венчик является уже несколько симмет­ ричным, т. е. в нем можно отличать верх и низ, хотя он еще не представляет ясной двугубости (фиг. 8 2 —2); в то же время его пять тычинок уже различаются по своей величине, особенно верхняя (фиг. 8 2 —2 , т) значительно менее остальных. С дру­ гой стороны, и не все представители семейства губоцветных имеют ясно двугубый венчик: пример — мята, цветы которой почти правильны. Следовательно, переход правильного вен­ чика в двугубый мог совершиться постепенно. Обращаемся к тычинкам: у бурачниковых их пять, у губоцветных четыре, две нижние побольше, две верхние поменьше (фиг. 8 2 —4 , п, п). Что же стало с пятой? Когда в организме отсутствует орган, о существовании которого можно заключить по анало­ гии с другими организмами, то мы обыкновенно замечаем одно из двух явлений: или он преобразовался в другой орган, под­ вергся метаморфозу, или он исчез, атрофировался, а на его счет развились другие, ближайшие органы. Существование подобной компенсации, подобного соотношения в развитии частей было подмечено Гёте, которому, как мы видели, наука обязана и учением о метаморфозе. Если у губоцветных исчезла одна, именно верхняя тычинка (та самая, которая у «синяка» уже менее других, фиг. 8 2 —2 ,т), то что же явилось ей на смену? Мы замечаем, что исчезновение этой тычинки совпадает с силь­ ным развитием верхней губы, и можем предположить, что ты­ чинка превратилась в лепестковидный орган, который, срос­ шись с двумя верхними лепестками, образовал верхнюю губу. Это не должно нас нисколько удивлять, потому что превра­ щение тычинки в лепесток и срастание частей цветка — явле­ ние очень обыкновенное. Доводом в пользу такого объяснения может служить тот факт, что у цветков мяты, где двугубость венчика слабо выражена, действительно нередко сохраняется и пятая тычинка. Пример других растений сделает это заключе­ ние еще более убедительным. Совершенно в таком же взаимном отношении, в каком состоят бурачниковые и губоцветные
растения, находятся и два других семейства, так называемые «пасленовые» (пример — картофель) п норичниковые (пример — «мытник», «дигиталис» и пр.). У первых — цветок правильный, тычинок пять; у вторых — цветок двугубый, тычинок четыре. Но здесь, именно у норичника, самым несомненным образом убеждаешься, что верхняя, пятая тычинка превратилась в ле­ песток и срослась с двумя верхними лепестками (фиг. 8 2 — 3 , т). Мы можем, следовательно, себе объяснить, каким обра­ зом правильный с пятью тычинками цветок «незабудки» может постепенно превратиться в двугубый цветок с четырьмя ты­ чинками, свойственный большинству губоцветных. Но у шал­ фея всего две тычинки, проследим, что сталось с двумя осталь­ ными. Присматриваясь к расколотой по длине трубке венчика этого растения, мы находим несколько выше двух развитых тычинок, — как раз на том месте, которое занимают две малые тычинки у остальных губоцветных, — две едва заметные, выро­ дившиеся атрофированные тычинки (фиг. 7 1 , фиг. 8 2 — 5 , п, п). На счет этих неразвившихся тычинок, согласно выска­ занному выше правилу Гёте, остальные две приняли более значительные размеры и то своеобразное строение, с которым мы уже знакомы (фиг. 7 1 ). В свою очередь и своеобразная форма его двух тычинок представляет в различных видах шалфея различные степени усложнения, так что она была достигнута не сразу, а рядом последовательных изменений. Описание этих переходных форм потребовало бы, однако, слишком много времени и пояснительных рисунков Ч Совер1 Говоря о цветке, мы пришли к заключению, что все значение этого сложного тычиночного аппарата шалфея состоит в том, чтобы содейство­ вать перекрестному оплодотворению при содействии насекомых; но это перекрестное оплодотворение, очевидно, достигалось бы еще полнее, если бы цветы сделались раздельнополыми, т. е. в одних цветах заклю­ чались бы пестики, в других — тычинки. В таком случае в женских цве­ тах этот сложный и постепенно выработавшийся тычиночный аппарат оказался бы излишним, и, действительно, не у аптечного шалфея, который нами описан, а у другого вида — у полевого шалфея — вместе с обоепо­ лыми цветами встречаются и женские, и в них можно проследить, как этот вамысловатый аппарат, ставший бесполезным, мало-по-малу атрофи­ ровался, проходя в обратном порядке почти те же фазы, через которые должен был пройти при своем образовании.
шенно подобным же рядом рассуждений могли бы мы объяс­ нить, как другой, еще более причудливый цветок орхидеи мог произойти из правильного цветка, подобного, например, лилии. Морфология, или сравнительная анатомия растений, полна подобных примеров: можно сказать, она вся состоит из них. Итак, если учение о метаморфозе поясняет, каким образом рядом нечувствительных переходов различные органы одного и того же растения могли произойти одни из других, то сравни­ тельно-анатомическое изучение одинаковых органов различ­ ных растений приводит к подобному же заключению, что одна растительная форма могла произойти из другой, потому что какое значение придадим мы иначе этим, на каждом шагу встречающимся зачаточным или, вернее, выродившимся орга­ нам, которые постоянно указывают на существование перехода между несходными формами. Еще более утверждает нас в этом убеждении изучение орга­ низмов в зачаточном состоянии. Все данные эмбриологии сви­ детельствуют, что сходства, аналогии, ускользающие, неуло­ вимые на вполне развитых организмах, становятся ясными при изученпи их истории развития. Так, например, в растительном царстве нет более глубокого, более коренного различия, чем между растениями споровыми и семенными; казалось бы, что между этими двумя полуцарствами лежит пропасть, через которую невозможно перешагнуть. И, однако, Гофмейстеру удалось «перекинуть мост» через эту пропасть. Изучение истории развития высших споровых и низших семенных растений обнаружило существование связи между этими группами и даже указало, каким путем должен был совершиться этот переход. Мы видели ранее, что самые типические из споро­ вых растений, например, папоротники, оплодотворяются жив­ чиками, а семенные растения— пыльцевыми трубками. На осно­ вании своих обширных исследований Гофмейстер предсказал, что у известных цветковых растений в цветневых трубочках найдутся живчики, и через двадцать лет после его смерти это предсказание блистательно оправдалось. Точные науки, астро­ номия, физика, химия, гордятся такими пророчествами. Про­ рочество Гофмейстера — самый блестящий пример в области
морфологии *. Голосемянные, куда относятся наши хвойные, образуют связующее звено между двумя иолуцарствами расти­ тельного мира, у них и были найдены живчики; но мы уже ви­ дели, что геология совершенно независимо от этого вывода истории развития и гораздо ранее его указывала, что такова была хронологическая последовательность появления этих групп на земле 2. Вспомним еще один из результатов предше­ ствовавшей лекции, что невозможно установить физиологи­ ческой границы между растением и животным; вспомним, наконец, что начало всякого организма — клеточка или просто комок протоплазмы — сходно у всех живых существ, и мы необ­ ходимо придем к заключению о единстве органического мира, о непосредственной, родственной связи всего живого на земле. Ввиду такого согласного и разнообразного свидетельства всех отраслей биологической науки может показаться стран­ ным, даже непонятным, что заключение это могло встретить противников, еще встречает их и теперь. Для того, чтобы выяснить происхождение разногласия между учеными по этому вопросу, мы должны на время остановиться на несколько, быть может, скучных технических подробностях, без которых, однако, источник этого разногласия остался бы непонятным. Изучающий органическую природу очень скоро выносит убеждение, что организмы представляют различные степени взаимного, как принято выражаться, сродства. Для выражения этих степеней сродства при систематическом опи­ сании организмов их соединяют в группы все более тесные и для обозначения этих групп пользуются преимущественно тер­ минами, которыми обозначают степени родства, каковы: се­ мейство, колено, род и пр. Самую тесную группу, образован­ ную существами, наиболее между собой сходными, — группу, составляющую как бы собирательную единицу, из которой слагаются другие группы, Линней назвал видом. Из видов 1 Тем более странно, что в своем подробном изложении этого вопроса проф. Бородин («Процесс оплодотворения в растительном царстве») нашел возможным даже не упомянуть имени гениального ученого. 2 Недавнее открытие одного английского ботаника Д. Скотта под­ твердило и с палеонтологической точки связь между папоротниками и теми голосемянными, у которых найдены живчики, — новое торжество Гоф­ мейстера.
слагаются роды, из родов семейства и т. д. Так, например, фиалка и анютины глазки представляют два вида линнеевского рода Viola; две ольхи — черная и серая — два вида рода Ainus; осел и лошадь соединены в один род Equus; волк и соба­ ка — в один род Canis и т. д. Установление видовых групп было громадным успехом в науке: оно доставило возможность создать строго систематическую классификацию организмов. Но, установив эту собирательную единицу их системы, эту видовую группу, — систематики, не столько сам Линней, сколько его последователи, стали утверждать, что вид есть действительно что-то незыблемое, не изменяющееся ни в про­ странстве, ни во времени, что виды всегда были и будут та­ кими, какими мы их застаем на земле, что не может быть и речи о превращении одного вида в другой, и что, следовательно, учение о единстве происхождения всех организмов немыслимо. В самом деле, до сих пор мы указывали на данные, приобре­ тенные учением о метаморфозе, сравнительной анатомией, эмбриологией, палеонтологией, свидетельствующие о воз­ можности перехода форм одного семейства в формы другого (например, бурачниковых в губоцветные), о возможности пе­ рехода между споровыми и семенными растениями, о невозмож­ ности провести границу между растительным и животным миром и т. д. Но какой же смысл могут иметь все эти факты, если справедливо, что между существами наиболее близкими, между видами одного рода, невозможен переход? Если фиалка и аню­ тины глазки всегда были так же различны между собой, если они неспособны изменяться, если виды не изменчивы, то, конечно, все наши соображения о переходах между семейства­ ми, между отделами растительного царства, менаду обоими цар­ ствами разлетаются в прах. Отсюда ясно, что вопрос о единстве происхождения органических существ (а следовательно, как мы видели, и более широкий вопрос о причине их совершенства) связан с вопросом об изменчивости или, вообще, о происхожде­ нии видов, потому понятно, что произведшее переворот во всем естествознании сочинение Дарвина носит это сухое тех­ ническое название. Точно ли справедливо, как это упорно утверждают некоторые естествоиспытатели, что виды не изменчивы? Во-первых, мы
знаем, что в природе не существует двух безусловно сходных форм: растения, взошедшие из семян, взятых из одного плода, представляют различия, следовательно, о полном сходстве не может быть и речи, да о нем никто никогда и не помышлял. Мало того, мы очень хорошо знаем, что и в пределах вида можно найти более тесные группы существ, еще ближе между собой сходные. Таким образом, вид, который служит единицей для групп высших порядков, сам в свою очередь распадается на единицы низших порядков. Всякий знает, как различны по­ роды собак, как разнообразны сорта пшеницы, как много­ численны разновидности цветов, ежегодно появляющиеся в прейс-курантах садоводов. Где же это прославленное постоян­ ство вида? На это у защитников неподвижности вида готов ответ. Они говорят: «да, конечно, в пределах вида могут совершаться изменения, но этим изменениям есть граница; степень разли­ чия между разновидностями никогда не может быть так же велика, как между видами», — другими словами, путем такого изменения, каким образуются разновидности, не могут обра­ зоваться новые виды. Таким образом, вопрос о постоянстве вида сводится в сущности на вопрос о пределах изменчивости или вообще о значении разновидностей. После такого катего­ рического заявления о различии между видом и разновид­ ностью, казалось, можно было бы ожидать, что защитники неизменяемости видов обладают точным определением того и другого и снабдят верным критерием для того, чтобы мы могли знать, когда мы имеем дело с двумя разновидностями одного вида, когда с двумя самостоятельными видами. Ничуть; этого-то они и не сделали и даже не в состоянии сделать, потому что и то, и другое ускользает от определения, и мы скоро увидим тому причину. Исходя из априористического убежде­ ния, что вид не может происходить из другого вида, защит­ ники его постоянства обыкновенно руководятся правилом, что две формы, связанные переходными формами, как бы они ни были различны между собой, не могут быть признаны за самостоятельные виды. Пользуясь этим правилом, их против­ ники указывают им на примеры видов, между которыми нашлись переходные формы. Тогда они отвечают: «значит, мы ошиблись, признав за вид то, что в сущности — разновидность». Понятно,
что, вращ аясь, таким образом, в ложном круге, они остаются неуязвимыми. Утверждая, что виды неизменчивы, они каждую изменчивую форму, за отсутствием положительных признаков, отличающих вид от разновидности, всегда могут разжало­ вать в разновидность. Впрочем, было время, когда защитники неподвижности вида лелеяли надежду основать это различие между видом и разновидностью на положительном физиоло­ гическом признаке. Возникло убеждение, что все представи­ тели одного вида, все его разновидности, как бы они ни были между собой различны, могут скрещиваться между собой, образуя помеси, способные к дальнейшему размножению, что, напротив, виды неспособны образовать помеси, или если и образуют их, то они обречены на бесплодие. В этом будто бы неизменном законе усматривали даже какой-то умысел природы, которая, создав известное число видовых форм, поза­ ботилась о том, чтобы они сохранились на веки неизменными, и для этого оградила их от возможности изменяться путем образования помесей. Но, говоря об оплодотворении, мы уже познакомились с фактами, которые окончательно опровер­ гают это мнение; мы видели, что иногда оплодотворение собст­ венной пыльцой или пыльцой сходного растения бывает менее плодородно, чем оплодотворение пыльцой чужого или несход­ ного растения, что, наконец, оплодотворение пыльцой другого вида бывает иногда плодороднее, чем оплодотворение пыльцой того же вида 1 . Сознавая невозможность предложить какойнибудь положительный критерий для отличия вида и разновид­ ности, защитники этого учения любят ссылаться на известный «такт», или чутье, которым натуралист будто бы руководится при разрешении этого вопроса. Но как мало надежен этот пресловутый такт, можно всего лучше усмотреть из следующих цифр: оказывается, что пока род заключает немного видов, ботаники согласны между собой относительно их числа; но как только род заключает, например, свыше четырех видов, являются разногласия. До чего могут доходить этиразногласия,— 1 Читатели, желающие подробнее ознакомиться с этим вопросом и вообще с теорией Дарвина, найдут общепонятное ее изложение в моей книге «Чарлз Дарвин и его учение». (В настоящем издании см. т. VII. Р е д .)
видим из одного примера: в роде Hieracium ботаники насчи­ тывают — кто 2 0 , кто 3 0 0 видов. Относительно ежевики, ивы и множества других растений повторяется то же разногласие. Очевидно, они принимают за вид то, что для других только разновидность. Ввиду этих разногласий, у систематиков яви­ лось даже выражение «хороший вид» для отличия всеми призна­ ваемого, очевидного вида от вида сомнительного. Это обилие противоречий, несомненно, приводит к одному заключению, именно, что невозможно провести строгую логическую границу между видом и разновидностью, что невозможно всегда, во всяком случае, безошибочно прилагать эти понятия к дейст­ вительности. А этот вывод невольно наводит на сомнение, не вкралась ли в этот вопрос логическая ошибка, подобная той, которую мы указали в вопросе о различии между растением и животным. Может быть, ни вид, ни разновидность действитель­ но не существуют в природе как две качественно различные категории; может быть, и они только типические представле­ ния — создания нашего ума. Постараемся пояснить при­ мером. Мы ясно сознаем различие между ребенком и взрослым, ма­ ло того, мы различаем даже детей, отроков, юношей, мужей, старцев и т. д., и в большинстве случаев эти понятия вполне приложимы к действительности, иначе они не могли бы сло­ житься в нашем уме. Но из этого не следует, что они должны быть приложимы ко всякому без исключения случаю. Никому, конечно, никогда не придет в голову утверждать, что во вся­ ком данном случае можно и должно разрешить вопрос: имеем ли мы пред собой отрока или юношу, мужа или старца и т. д., и, однако, именно над подобной задачей бьются систематики, желающие разрешить вопрос, следует ли считать такой-то сомнительный вид за вид или за разновидность. Впд и разно­ видность в большинстве случаев ясно различаются между собой, но из этого не следует, чтобы это были две категории, отлич­ ные по существу; напротив, различие между ними исключитель­ но количественное; это две величины, постепенно переходя­ щие одна в другую: с одного конца мы имеем неглубокие инди­ видуальные различия, затем полуразновидности, ясные разно­ видности, породы, сомнительные виды и, наконец, настоящие,
хорошие виды 1 . Одним словом, единственный логический выход из этого полного противоречий вопроса о виде и разновид­ ности заключается в принятии формулы Дарвина: «разновид­ ность есть зачинающийся вид; вид — резкая разновидность», так же, как дитя есть неразвившийся человек, взрослый чело­ век — развившееся дитя, и по той же причине ни там, ни здесь невозможно провести резкой границы. Продолжим наше срав­ нение. Представим себе, что какое-нибудь существо, обладаю­ щее очень кратким периодом существования, могло бы задаться вопросом, происходит ли взрослый человек из ребенка или это два независимые существа. Увидать собственными глазами это превращение нашему воображаемому существу не удалось бы по краткости его существования, но тем не менее, заметив, что между грудным ребенком и стариком существует целый ряд нечувствительных переходных форм, заметив далее, что все эти существа, хотя и в ничтожной степени, но все же изме­ няются на его глазах и именно в известном только направлении, т. е. стареются, — оно пришло бы к заключению, что и дитя, которое оно видит, со временем будет стариком, и старик когдато был ребенком. Предположим далее, что на это заключение другое, подобное же воображаемое, существо возразило бы: «пока я не увижу этого превращения собственными глазами, — а этому, разумеется, никогда не бывать, — до тех пор я утвер­ ждаю и буду утверждать, что взрослый человек никогда не был ребенком». Скажите, на чьей стороне была бы истина: на сто­ роне ли того, кто всю совокупность своего опыта связывает одним строго логическим выводом, или на стороне того, кто, равно отвергая и свидетельство опыта и требования логики, упорно замыкается в какой-то псевдофилософский скептицизм? Но таково именно положение двух противоположных лагерей ученых по отношению к вопросу о виде. Жизнь не только одного человека, но и многих поколений ничтожна в сравнении с пе­ риодом времени, необходимым для образования нового вида; тем не менее те из ученых, которые отвергают постоянство вида, видя, вообще, изменчивость органических существ и принимая 1 И действительно, если в былое время систематики могли оканчивать свое деление на виде, то в настоящее время уже существует до четырех общепринятых подразделений, стоящих ниже вида.
во внимание невозможность установить различие между видом и разновидностью, необходимо приходят к заключению, что виды образовались из разновидностей, что разновидности — только, так сказать, последовательные стадии на пути к обра­ зованию новых видов. Как ни убедителен подобный способ рассуяедения, тем не менее не подлежит сомнению, что непосредственное наблю­ дение факта образования новых видов было бы, конечно, еще убедительнее. Если виды изменяются, то не могли ли они изме­ ниться за память истории настолько, чтобы дать начало дру­ гим видам? Доказать это по отношению к организмам, находя­ щимся в естественном состоянии, невозможно, так как о них не имеется данных за достаточно долгий период. Несколько легче, хотя все же сопряжено с значительными трудностями, разрешение этого вопроса по отношению к возделываемым ра­ стениям или прирученным животным, о которых имеем истори­ ческие указания. Главное затруднение заключается в труд­ ности найти доказательство, что различные, резко между собой отличающиеся породы животных или растений происходят действительно от одного вида, но, тем не менее, в некоторых случаях это удалось Дарвину вполне, в особенности относи­ тельно породы голубей. Он доказывал, что современные породы голубей, различающиеся между собой настолько, что, будь они найдены в естественном состоянии, их отнесли бы не только к различным видам, но даже к различным родам, тем не менее, несомненно произошли от одного вида голубя. Но у защитников гипотезы постоянства видов имеется в запасе еще один и очень веский довод. Они говорят: допустим, что виды происходят одни от других, но куда же делись в таком случае все тончайшие переходные формы, которые должны же были существовать? Почему они исчезли? Почему виды представляют нам обыкновенно совершенно обособленные, разрозненные группы существ? Напомним мимоходом, что факт отсутствия переходов между видами во многих случаях сомнителен, так как мы видели, что стоит только обнаружить такой переход между двумя видами, и защитники неизменяе­ мости вида скажут: значит, это не были виды. Но, тем не менее, для громадного большинства случаев этот довод сохраняет
свою полную силу; настоящие, несомненные, хорошие виды действительно не бывают соединены переходными формами, и факт этот служил главным препятствием для всех предшест­ вовавших попыток допустить происхождение видов путем изменения; все они разбивались об этот сокрушающий довод. Как относится к нему теория Дарвина, мы увидим ниже, когда познакомимся с главными основаниями этого учения, а пока заметим, что из этого самого грозного оружия своих против­ ников эта теория сделала могущественное оружие своей за­ щиты: она вполне объясняет факт отсутствия переходных форм; мало того, их существование явилось бы сильным доводом против нее. В этом заключается одно из существенных ее до­ стоинств, ее сила и преимущество перед прочими попытками такого рода. # До сих пор мы приводили доводы в защиту, а также стара­ лись отразить всевозможные возражения против допущения, что органический мир имеет историю. Согласным свидетельством всех отраслей биологической науки мы старались доказать, что то сродство организмов, которое допускают все без исклю­ чения естествоиспытатели, может быть объяснимо только их кровным родством. Значит, организмы имеют генеалогию, т. е. историю. Обращаясь ко второй половине нашей задачи, мы должны теперь доказать, что этот исторический процесс необходимо ведет к совершенствованию организмов, разумея под совершенством приспособление органа к его отправлению, организма — к обитаемой им среде. Видя, что органический мир представляет постепенную лест­ ницу существ, начиная с простейших, кончая более совершен­ ными; усматривая, что это совершенствование совпадает с хро­ нологическим порядком появления этих существ на земле, многие естествоиспытатели видели в самом факте доказательство, что органическому миру присуще стремление к совершенство­ ванию, полагали, что это свойство не подчиняется дальней-
шему объяснению; другие, хотя и пытались дать этому факту рациональное объяснение, но по большей части с малым успе­ хом. Дарвин первый указал на ближайшие причины, на те более общие законы природы, которые имеют результатом поступа­ тельное развитие, прогресс или эволюцию органического мира. Для этого он употребил прием, который с первого взгляда может показаться парадоксальным илогический смысл которого до сих пор не понимают, или, вернее, несмотря на разъяснения, не хотят понять многие из его противников. Д ля того, чтобы выяснить, каким образом путем исторического развития орга­ нический мир мог притти к той степени совершенства, которую мы в нем усматриваем, Дарвин задался прежде вопросом: как достигает подобной же цели человек, как совершенствует он свои искусственные породы растений и животных? И при­ шел к тому заключению, что главным деятелем здесь является отбор (Selec tion), состоящий, как мы видели в том, что из каждого поколения отбираются на племя только те организмы, которые вполне соответствуют имеющимся в виду целям. В самой простой и совершенной форме отбор этот заключается в истреблении всех неудовлетворительных особей; когда садов­ ник, например, желает вывести или поддержать новую разно­ видность растения, он ограничивается тем, что уничтожает все растения, не соответствующие его идеалу. Далее Дарвин ставит вопрос: не подвигается ли и природа к совершенству путем такого отбора? Обыкновенно не удается даже высказать до конца этого предположения, как уже из противоположного лагеря поднимаются преждевременно тор­ жествующие возгласы, сыплются возражения вроде следую­ щих: «Может ли быть что-нибудь общего между процессом, на­ правляемым сознательной волей человека, и действием слепых сил природы? Вы беретесь объяснить происхождение органиче­ ских форм на основании физических законов, а начинаете с того, что олицетворяете природу, приписывая ей сознатель­ ную деятельность, способность выбирать?». Не смущаясь этими возгласами, этими скороспелыми опро­ вержениями, не идущими далее слова, познакомимся с сущ­
ностью дела и тогда легко поймем мысль великого ученого. Для того, чтобы скачок не показался слишком резким, Дар­ вин прежде всего останавливается на тех случаях, которые он называет бессознательным отбором. Дикари в голодные годы бывают вынуждены истреблять часть своих домашних животных и, разумеется, сохраняют лучших из них, вследствие этого они невольно, не имея того в виду, улучшают породу. Они это делают даже против воли, потому что, если бы была возможность, то они охотно сохранили бы и менее удовлет­ ворительные экземпляры. Отбирая единичных животных, они с течением времени совершенствуют породу, но, тем не менее, по отношению к достигаемому результату действуют как слепое орудие, как бессознательная стихийная сила. Итак, можно ли допустить в природе бессознательный отбор? Для того, чтобы этот вопрос не показался слишком странным, мы можем сделать в нем небольшую подстановку, и тогда он нам представится совершенно в ином свете. Мы видели, что в наиболее простой и действительной форме процесс отбора сво­ дится на уничтожение неудовлетворительных форм. Значит, поставленный вопрос мы можем заменить другим: существует ли в природе истребление неудовлетворительных форм? Подоб­ ный процесс истребления был бы равносилен усовершенство­ ванию. На этот вопрос наука дает самый решительный, поло­ жительный ответ: да, существует в колоссальных размерах и с неумолимой строгостью. Это явление основывается на одном свойстве, общем для всех органических существ. Свойство это заключается в том, что воспроизведение организмов всегда связано с их размножением. Это факт до того общий, до того постоянный, что нередко даже употребляют одно выражение вместо другого, т. е. размножение вместо воспроизведения. Действительно, мы не знаем ни одного примера органического существа, которое бы нормально, в течение всей своей жизни производило одно только новое существо. Напротив, обык­ новенно размножение идет в быстро возрастающей геометри­ ческой прогрессии. Факт этот имеет громадные последствия, значение которых было впервые оценено Дарвином. Только дав себе труд вычислить на одном каком-нибудь примере потомство, которое произведет один организм в несколько лет, мы в со­
стоянии вполне оценить, как быстро размножаются органи­ ческие существа. Так, например, если бы сохранилось все по­ томство одного растения одуванчика, желтые цветы которого неприятно пестрят наши газоны, то через десять — двенадцать лет оно покрыло бы всю сушу на земле. Но одуванчик еще не особенно плодовит; самая обыкновенная из наших орхидей — «кукушкины слезки», по вычислению Дарвина, производит в год не менее 1 8 0 ООО семян, так что уже правнуки одного растения покрыли бы всю сушу сплошным зеленым ковром, и это еще не предел плодовитости; есть орхидные, семена кото­ рых должно считать миллионами; вспомним, наконец, те неви­ димые для глаз пылинки-споры, которые образуются на изнан­ ке листьев папоротника; каждая из них способна дать начало новому растению. Какими же последствиями должно сопровождаться это громадное размножение всех без исключения организмов, это стремление каждого из них завладеть всей землей? Резуль­ тат очевиден: большинство этих существ погибает. Можно даже сказать, что та часть, которая выживает, ничтожна в сравнении с той, которая обречена на гибель. Между пред­ ставителями каждого вновь нарождающегося поколения завя­ зывается ожесточенное состязание, из которого выходят побе­ дителями лишь немногие. Но что же определяет сохранение этих избранников? Какое обстоятельство решает в их пользу исход борьбы? Очевидно, их собственное превосходство, совер­ шенство их организации, разумея под совершенством, как уже сказано, приспособление органа к отправлению, организма — к среде. В чем будет заключаться это совершенство, мы в боль­ шей части случаев не в состоянии даже усмотреть, да и легко понять, как разнообразны и в различных случаях даже совер­ шенно противоположны могут быть свойства, доставляющие перевес в жизненной борьбе. В одном случае избранным ока­ жется растение, которое проросло ранее других, ранее их явилось на жизненный пир, успело захватить себе место; в другом случае, наоборот, окажется избранным, т. е. уцелеет, именно растение, проросшее позже остальных и, таким обра­ зом, спасшееся от поздних морозов, которые побьют его слиш­ ком поторопившихся соперников. Борьба за существование
и ее неизбежное последствие, сохранение совершеннейшего, и л и , как Дарвин выражается иносказательно, естественный отбор, представляет необходимое логическое следствие закона быстрого размножения органических существ х. И не одни только подобные дедуктивные доказательства можно привести в подтверждение факта борьбы и отбора; непосредственное наблюденпе приводит к тому же выводу. Стоит, например, взять смесь каких-нибудь цветочных семян, например души­ стого горошка различных колеров, и, собирая каждый год все семена, высевать их на ту же грядку, для того, чтобы через несколько лет заметить, что некоторые из колеров вытеснят остальные; значит, даже такой незначительный признак, как цвет (а вероятнее, какое-нибудь с ним связанное, но усколь­ зающее от непосредственного наблюдения, свойство), уже в со­ стоянии доставить перевес в жизненной борьбе. Подобный же результат обнаруживается при опытах удобрения естествен­ ных лугов. Мы видели, что азотистые удобрения и минеральные соли, содержащие фосфорную кислоту и калий,со­ ставляют бесспорно полезную, необходимую пищу каждого растения; но если начать удобрять естественный луг, содержа­ щий известный процент злаковых растений и известный про­ цент бобовых растений, то заметим, что при употреблении исключительно азотистого удобрения злаки одолевают и нач­ нут вытеснять бобовые растения; наоборот, при употреблении безазотистых удобрений перевес окажется на стороне бобовых. Оба удобрения полезны для обоих родов растений, но в различ­ ной степени, и под влиянием этого различия успех в жизнен­ ной борьбе выпадает на долю то одного, то другого. Наконец, как справедливо было замечено, стоит только вспомнить те усилия, которые земледелец должен делать, чтобы оградить своп поля от вторжения полчищ сорных трав, для того, чтобы 1 Это применение слова отбор в иносказательном, метафорическом смысле ввело (как мы уже упоминали об этом выше) многих критиков в заблуждение: они стали утверждать, что самое выражение «отбор» указывает, что Дарвин вынужден приписывать природе сознательную деятельность. Если с самого начала в такое заблуждение могли впадать только люди не очень сообразительные, то в настоящее время, после дан­ ных Дарвином объяснений, к такой уловке могут прибегать только люди, очень неразборчивые в выборе полемических приемов.
понять, какую борьбу должны были бы выдерживать и как не­ минуемо погибли бы в этой борьбе наши возделываемые расте­ ния, если бы были предоставлены своим собственным силам. Значит, факт борьбы за существование, вытекающий с очевид­ ностью математической истины из закона геометрической про­ грессии размножения живых существ, подтверждается и сви­ детельством непосредственного опыта. А эта борьба таким же логически неизбежным образом ведет к естественному отбору, т. е. совершенствованию, хотя бы ускользающему от наблю­ дения, в каждом отдельном поколении. Если мы примем во внимание свидетельство геологии о том почти неизмеримом промежутке времени, который истек со времени появления организмов на земле, то охотно согласимся, что процесс отбора, действующий с такой неумолимой строгостью и в такие длин­ ные сроки, вполне может объяснить нам как разнообразие органических форм, так и совершенство их приспособления. Итак, образование органических форм и их неуклонное приближение к совершенству может быть рассматриваемо как необходимое логическое следствие трех основных свойств, присущих организмам. Эти свойства: способность изменяться, способность передавать потомству свои изменения, т. е. нас­ ледственность, и способность размножаться, неразрывно свя­ занная с воспроизведением. Способность организмов изменяться не подлежит сомне­ нию; мы не знаем двух существ, абсолютно между собой сход­ ных, но причины, вызывающие изменения и отношения этой способности к другому фактору — к отбору, нуждаются в не­ которых разъяснениях. Исходной причиной, вызывающей в организме изменения, должно быть непосредственное или посредственное действие внешних условий, а затем уже дей­ ствие вторичных влияний, соотношения в развитии частей, упражнения органов и т. д. Однако, в большей части случаев бывает очень трудно уловить связь между изменением и вы­ звавшим его влиянием, — тогда мы называем его случайным. Но понятно, что случайных, в буквальном смысле слова, явле­ ний наука не может допустить; случайным мы называем его только, пока его необходимая причина для нас скрыта. За­ труднения, которые мы встречаем при попытках распутать
связь между изменением и вызвавшим его влиянием, зави­ сят, главным образом, от двух обстоятельств: во-первых, от того, что когда уже обнаружилось уклонение, то уже поздно доискиваться его причины, а, во-вторых, от того, что внешние влияния редко оказывают прочное действие на вполне раз­ витый организм, а вероятнее, гораздо чаще — на организмы зачаточные, еще развивающиеся, что само собой понятно, так как, чем раньше подействует влияние, тем глубже должны быть последствия. Доказательством тому, как глубоко дейст­ вуют причины, влияющие в первые моменты существования, слу­ жит, например, невозможность передачи некоторых уклонных форм иначе как путем бесполого размножения, так как влияние другого родителя в процессе полового размножения достаточно сильно, чтобы потрясти всю организацию и воспрепятство­ вать передаче желаемого признака. Одну из вторичных при­ чин изменчивости следует видеть в действии так называемого закона соотношения развития», состоящего в том, что чрезмер­ ное развитие одной части влечет за собой недоразвитие другой; организм, располагая в данный момент только известным коли­ чеством питательных веществ, по выражению Гёте, «расщед­ рившись в одном направлении, должен соблюдать экономию в другом». Наконец, однажды сложившийся орган может, повидимому, развиваться далее в силу именно своего употреб­ ления х. Изменения, возникающие под влиянием физических усло­ вий, очевидно, сами по себе безразличны; они одинаково могут быть и полезны и вредны для организма; только борьба и отбор направляют изменчивость в одном направлении, уничтожая вредные, сохраняя полезные уклонения, так что, накопляясь в длинном ряде поколений, едва заметные изменения прини­ мают, наконец, значительные размеры. Постараемся пояснить на примере, какая доля явления должна принадлежать соб­ ственно изменчивости, какая доля — последующему действию отбора. Выше мы пытались объясните себе происхождение симметрического цветка из правильного, указывая на целый ряд переходных форм, но, очевидно, это еще не объясняет 1 Не выяснено еще, какие из приобретенных путем упражнения изме­ нений наследуются, какие нет.
первоначального возникновения симметрии, первоначального уклонения от правильности. С значительной степенью вероятия можно предположить, что это превращение совершилось под влиянием силы тяжести, действующей на еще развивающиеся цветки. Мы видели *, что растущие органы изменяют направ­ ление своего роста под влиянием силы тяжести, и это изме­ нение зависит от неравномерного роста верхней и нижней части органа. То же влияние проявляется и иным образом: горизонтально простирающиеся ветви представляют неравно­ мерное развитие в верхней и нижней части; листья, распре­ деляющиеся на главном стебле равномерно на все стороны, на горизонтальных ветвях распределяются в одной горизон­ тальной плоскости и т. д. Наконец, значительное число подобных же фактов, относя­ щихся к цветам, повидимому, оправдывает такой взгляд. Замечено, что цветы одного и того же растения могут быть правильными или несколько симметрическими, смотря по тому, какое положение они занимают на цветочной осп. Так, напри­ мер, у растений с цветами правильными все боковые цветы, имеющие почти горизонтальное положение, или цветы поник­ шие нередко принимают несколько симметрическую форму, между тем как верхушечные цветы той же кисти или цветы прямостоячие сохраняют вполне правильную форму. Подоб­ ное явление можно заметить у колокольчиков, у глоксиний и пр. Наоборот, у растений с цветами симметрическими, на­ пример, у губоцветных, орхидных и др., нередко верхушеч­ ный цветок принимает совершенно правильную форму. Это явление попадается у шалфея; все боковые цветы соцветия представляют характеристическую двугубую форму, а верху­ шечный цветок порой представляется совершенно правильным. Результаты этих наблюдений в последнее время удалось под­ твердить и прямым опытом. Устраняя действие притяжения земли приемами, описанными в лекции V II, удалось искусствен­ но превращать симметрические цветы в правильные, лучистые. Итак, начальное появление продольной симметрии в цветке мы можем приписать действию силы тяжести, остальное уже будет делом отбора. Так как, с одной стороны, не подлежит
сомнению, что перекрестное опыление, производимое насеко­ мыми, полезно для растения, дает начало более могучему, здоровому поколению, а с другой стороны, очевидно, что для насекомых, посещающих цветы ради их меда, нижняя губа представляет удобную точку опоры, то понятно, что в каждом поколении будут иметь более вероятия на сохранение в жиз­ ненной борьбе те именно растения, цветы которых представ­ ляют эту двугубую форму в наиболее выраженной степени. Подобным же образом, отчасти вследствие прямого влияния тяжести, отчасти же на основании высказанного выше закона соотношения развития, сначала одна, затем и все три верхние тычинки атрофируются, а две нижние получают увеличен­ ные размеры и под влиянием отбора ту своеобразную, полез­ ную для растения форму. Из этого примера мы видим, что для объяснения происхождения какой-нибудь, хотя бы очень слож­ ной, формы достаточно показать,что первоначальное изменение могло возникнуть под влиянием физических сил (действующих редко на вполне развитый, чаще на зачаточный организм), показать, далее, существование постепенных переходных форм, доказать, наконец, — и это главное, — полезность для орга­ низма этого превращения, и тогда станет вполне понятным, что под влиянием естественного отбора подобная форма могла и должна была сложиться. Таким образом, объяснение гармонии или совершенства органического мира, предлагаемое Дарвином, не нуждается в признании за организмом , a priori, стремления к совершен­ ствованию, какого-то присущего поступательного движения; напротив, по этой теории, согласно с действительностью, изме­ нения сами по себе безразличны; они могут быть настолько же полезны, как и вредны. Но действием отбора каждое вред­ ное изменение, именно в силу своего вреда, рано или поздно обречено на гибель; каждое полезное изменение передается в следующие поколения. Общее поступательное движение, приближение к совершенству достигается пресечением всего вредного и медленным, постепенным накоплением полезного. Таким образом, совершенство органического мира не представ­ ляется необъяснимой, непонятной целью, а вполне понятным результатом достоверных, всем известных причин.
Любопытно, что к сходному заключению пришел ранее Дарвина другой мыслитель, не допускавший, однако, согласно господствовавшим в его время воззрениям, изменчивости видов. Огюст Конт в третьем томе своей «Положительной фило­ софии» высказывает следующую мысль: «Без сомнения, каждый организм находится в необходимом соотношении с определенной совокупностью внешних условий. Но из этого не следует, чтобы одна из этих двух совместных сил вызвала другую или была вызвана ею. Мы имеем дело только с равновесием двух сил, совершенно независимых и разнород­ ных. Если мы представим себе, что всевозможные организмы были подвергнуты последовательно и в течение достаточно дол­ гого времени действию всевозможных внешних условий, то для нас станет очевидно, что большая часть этих организмов необ­ ходимо должна была бы исчезнуть, уцелели бы только те, кото­ рые удовлетворяли бы основному закону указанного равновесия. По всей вероятности, подобным путем исключения (elimina­ tion) установилась и продолжает видоизменяться на наших глазах та биологическая гармония, которую мы наблюдаем на нашей планете». Сходство обоих воззрений заключается в том, что для Конта, как и для Дарвина, биологическая гармония есть ре­ зультат исключения, удаления (elimination) всего негармони­ ческого, т. е. несогласного с основными законами равновесия между организмом и средой. Конт не указал на путь, каким осу­ ществляется его исключение неудовлетворительных организмов, на эту неизбежную, роковую необходимость, и в то же время для него, как защитника неизменчивости видов, это равнове­ сие, эта гармония должна была представляться чем-то непо­ движным, достигающим предела, между тем как для Дарвина, принимающего безграничную изменчивость органических форм, это равновесие подвижное, гармония постоянно прогресси­ рующая, никогда не достигающая предела. Но если эта гар­ мония подвижная, непостоянная, то она не может быть и безу­ словной; и это вполне согласно с действительностью: абсолют­ ного совершенства мы не встречаем в природе. Самым совер­ шенным органом справедливо считают глаз, но и о нем Гельмгольтц, лучший знаток этого дела и в то же время человек, не любивший пустозвонных фраз, мог выразиться, что если \
бы он получил от оптика прибор- с такими недостатками, то вернул бы его для исправления. Мы видим, следовательно, что теория Дарвина объясняет нам причину совершенства, представляемого организмами, исхо­ дя из основных, всем известных и понятных свойств этих тел, не нуждаясь ни в одной произвольной, бездоказательной по­ сылке; в этом заключается ее громадное превосходство пред всеми прежними попытками такого рода. Другое громадное ее преимущество заключается в том, что одно из самых веских возражений, против которого прежние сторонники изменчи­ вости органических существ не могли ничего возражать, эта теория обратила в свою же пользу. Возражение это заключается в отсутствии переходных форм между настоящими, хорошими видами. В самом деле, если виды находятся в родственной связи, то между ними должны же существовать соединитель­ ные звенья, промежуточные формы. На это теория Дарвина отвечает: эти формы действительно должны были существовать, но они исчезли, и это исчезновение есть одно из необходимых последствий борьбы за существование и отбора. Прежде чем разъяснить это обстоятельство, заметим, что о переходной форме, связывающей две другие формы, нередко имеют совершенно превратное представление. Полагают, что эта форма должна быть средняя в буквальном смысле, т. е. совмещать в себе признаки двух связываемых форм, между тем как в действи­ тельности она может почти не иметь характеристических при­ знаков ни одной из двух. Нередко можно слышать возражение вроде следующего: если береза и дуб находятся в родстве, то покажите нам организм, который был бы полуберезой, полудубом. Такой организм, действительно, вероятно, никогда не существовал. Существующие теперь организмы находятся в родстве не потому, чтобы они произошли одни от других, а потому, что они имеют общих родоначальников, и весьма возможно, что, увидев настоящее связывающее звено между двумя современными формами, т. е. форму прародителя, чрез которого они находятся в родстве, мы не узнали бы ее, так как эта последняя представляла бы в весьма слабой степени или даже, может быть, вовсе не представляла бы именно характе­ ристических отличительных признаков своих двух потомков.
Поясним на примере из культурных растений. Капуста, напри­ мер, отличается замечательным разнообразием в развитии своих органов: у одних пород утолщенные листья образуют кочан; у других стебель представляет реповидное вздутие; у третьих соцветия превращаются во всем известные мясистые органы; у четвертых стебель вытягивается и деревенеет, так что из него выделывают трости; наконец, у пятых листья принимают яркую окраску и т. д. Очевидно, никому не придет в голову предположение, что родоначальник всех этих форм, следова­ тельно, действительная соединительная переходная форма между всеми ими совмещала все эти свойства. И, действительно, дико растущая, родоначальная форма капусты не представ­ ляет ни одной из этих крайностей. Таким образом, весьма возможно, что в некоторых случаях настоящая переходная форма ускользает от нашего влияния. Но, тем не менее, не подлежит сомнению, что в большинстве случаев этих промежу­ точных форм между видами в настоящее время действительно не существует, и, как только что замечено, теория Дарвина видит в этом отсутствии одно из следствий естественного от­ бора. Для разъяснения прибегаем снова к сравнению с искус­ ственным отбором. Когда начало выясняться несколько разно­ видностей капусты, то люди, их возделывавшие, очевидно, стали ценить наиболее редких, наиболее крайних представи­ телей; специалист по цветной капусте не заботился о стебле или листьях, лишь бы соцветие было покрупнее, помясистее; специалист по декоративным сортам заботился только об окраске и форме листьев; одно и то же растение не могло давать кочан и трость и т. д. Понятно, что все растения, не представ­ лявшие крайнего развития одного какого-нибудь признака, а совмещавшие в менее резкой форме несколько признаков, уже не пользовались поддержкой культиваторов, даже истреб­ лялись ими и должны были исчезнуть. Таким образом, появле­ ние более резких представителей неизбежно влечет за собой гибель представителей менее резких, вследствие чего поры­ вается связь между крайними формами, получается ряд не­ связных между собой разновидностей. Нечто подобное должно совершаться и в естественном состоянии. В природном состоя­ нии всякая новая форма может возникнуть только в таком т
случае, если она совершеннее других, а в таком случае она, очевидно, должна вытеснять, выживать эти последние. Далее Дарвин указывает, что для каждого существа полезно как можно более отличаться от себе подобных, потому что чем менее сход­ ства в потребностях двух форм, тем менее между ними будет состязания, тем легче они могут ужиться на одном месте, не вступая в борьбу. Сельским хозяевам давно известно, что нельзя долгое время производить одно и то же растение на том же поле, необходимо их сменять из года в год, — на этом отча­ сти основано плодосменное хозяйство. Но то же, что верно во времени, оказывается верным и в пространстве: сельским хозяе­ вам также известно, что с данной площади можно собрать более сена в том случае, когда растительность будет разнообразная, чем в том, когда она будет однообразная. Значит, едва ли подлежп± сомнению, что вновь сложившиеся формы должны тес­ нить, выживать со света своих менее совершенных предков, а из ряда одновременно возникших форм более вероятия на сохранение должны иметь те, которые наиболее между собой различаются. Таким образом, всякая органическая форма, изменяясь, стремится распасться на подчиненные формы, причем порываются связывающие звенья и в результате полу­ чается ряд групп, разрозненных и не представляющих непо­ средственных переходов, но, несмотря на то, несущих несомненно признаки то очень близкого, то более отдаленного сходства,— того, что прежде обозначали неопределенным термином срод­ ства, и что мы теперь называем просто родством. Одним словом, весь современный строй органического мира, с его замкнуты­ ми в себе в и д о в ы м и , родовыми и другими более крупными груп­ пами, п о д ч и н я ю щ и м и с я тем не менее законам естественной классификации, является необходимым результатом происхож­ дения организмов путем естественного отбора. На этом мы замыкаем ту длинную цепь аргументов, которые современная биология, в лице своего гениального представи­ теля Дарвина, может предлояшть для объяснения причины совершенства или гармонии органического мира. Окинем бег­ лым взглядом все, что нами было сказано по этому поводу. Если большую часть жизненных явлений мы в с о с т о я н и и раз­ ложить на их простейшие физико-химические начала, можем
их объяснить ныне действующими причинами, то для объяс­ нения почти всего, что касается формы, мы вынуждены прибе­ гать к причинам историческим. Для того, чтобы объяснить этим путем совершенство организмов, мы должны, во-первых, доказать, что они действительно имеют историю, и затем — что это историческое развитие ведет их к совершенству. Согласное свидетельство всех отраслей биологической науки — система­ тики, сравнительной анатомии, эмбриологии, палеонтологии — убеждает в единстве происхождения органических форм. Пре­ пятствием к этому допущению служило только убеждение в постоянстве видовых форм, но критика самого понятия о виде и еще более факты, касающиеся домашних пород, возникших за память человека, устраняют это препятствие. Убедившись, что вся совокупность фактов говорит в пользу, и ничто не гово­ рит против заключения, что органический мир имеет историю, мы занялись самой сущностью этого исторического процесса. Исходя из таких несомненных, не нуждающихся даже в дока­ зательстве, свойств организмов, каковы изменчивость, наслед­ ственность и быстро возрастающая прогрессия размножения, мы вынуждены были притти к заключению, что этот истори­ ческий процесс должен необходимо вести организмы к совер­ шенствованию, к тому, что Дарвин метко назвал «естествен­ ным отбором». Его теория, следовательно, не предлагает нам объяснения для той или другой специальной формы, для того или другого частного случая; она указывает, каким образом в любом данном случае должно искать это объяснение. Если мы в состоянии обнаружить первоначальную причину изме­ нения и затем указать на последовательный ряд переходных форм (как мы пытались это сделать в виде примера по отно­ шению к цветку шалфея), то происхождение самой сложной формы, под условием, чтобы она была полезна для самого организма, не представит нам более ничего загадочного, оно будет делом времени и отбора. Отсюда понятно, почему естест­ воиспытатели приветствуют в теории Дарвина учение, вен­ чающее здание современной физиологии; оно действительно представляет искомый ключ для объяснения вопроса о проис­ хождении организмов и причине их совершенства, разрешает тот вопрос, которым мы задались в начале этой лекции,
Заросль
их объяснить ныне действующими причинами, то для объяс­ нения почти всего, что кас-аі формы, мы вынуждены прибе­ гать к причинам историческим Для того, чтобы объяснить этим путем совершена гни ч с.чов, мы должны, во-первых, доказать, что они действшѵ имеют историю, и затем — что это историческое развитие * г ах к совершенству. Согласное свидетельство в» -л ■ п*й оческой науки — система­ тики. 1 !,іі «t<.( ; он, палеонтологии— убеж . 1 аі • м м <>рі ни :*>ских форм. Преим тли I ;•••(•. м и н яту «и ■ і ».гько убеждение г: г .Ml К , рорч. Н ГвКЯ • . і ЧОГО ПОНЯТИЯ О ВИДв и t ine более (»акты, касакяцигси доча-нкиі пород, возникших за память человека, устраняют это препятствие Убедившись, что вся совокупность фактов говорит в ноль.г* и ли'іто не гово­ рит против заключения, что органический мир л ■ л и горию, мы занялись самой сущностью этого исторические процесса. Исходя из таких несомненных, не нуждающихся даже в дока­ зательстве, свойств организмов, каковы изменчивость, наслед­ ственность и быстро возрастающая прогрессия размножения, мы вынуждены были притти к заключению, что этот истори­ ческий процесс должен необходимо вести организмы к совер­ шенствованию К ДОМУ RQ 1 1 ѵ ; назвал «естествен­ ным отбором,- К ч гги*> ю пат« : л іе пре ілагает нам объяснения дли той или другой специальной формы, для того или другого частного случаи; он.) уга.и«и-ѵ>т. каким образом в .'ікіГі.и .муча** должно искать -то объяснение. Если мы в состоянии обнаружить первоначальную причину изме­ н-кин н і!-\ч указать на последовательный ряд переходных форм питались это сделать в виде примера по отно­ шение «-тку шалфея), то происхождение самой сложной форм. , I : условием, чтобы она была полезна для самого органи ч не представит нам более ничего загадочного, оно будеі лсл времени и отбора. Отсюда понятно, почему естеств о и с п ы і сг, .1 приветствуют в теории Дарвина учение, вен­ чающее здание современной физиологии; оно действительно представляет искомый ключ для объяснения вопроса о проис­ хождении организмов и причине их совершенства, разрешает тот вопрос, которым мы задались в начале этой лекции,
/

* Поставив себе целью ознакомиться с жизнью растения, мы в первой лекции старались разложить это сложное явление на его элементы, показав, что растение состоит из органов, что эти органы состоят из простейших органов — из клеточек, которые, в свою очередь, представляют агрегат известных химических тел. Согласно с этим результатом анализа мы затем в обратном, восходящем, синтетическом порядке ознакоми­ лись со свойствами этих веществ, с жизнью клеточки, с жизнью органов, с жизнью целого растения и, наконец, в этой заклю­ чительной беседе — с жизнью всего растительного мира. Этим, очевидно, исчерпывается наша задача, оканчивается путь, в котором я взялся быть вашим руководителем, — путь длинный, нередко утомительный, порой скучный, но тем не менее, позволю себе надеяться, не вполне бесплодный. Если хотя для некоторых из вас, милостивые государыни и госуда­ ри, растение перестанет быть мертвым предметом, ожидаю­ щим только латинского ярлыка, или исключительно предметом эстетического наслаждения, но рядом с тем станет источником более глубокого умственного наслаждения; если, благодаря открытиям микроскопа, оно предстанет перед вами выросшим до колоссальных размеров и совершенно прозрачным, так что, заглянув в глубь его бесчисленных клеточек, вы увидите беспрерывно, подобно морскому прибою, вращающуюся про­ топлазму, это начало всякой жизни; если теми же умственными взорами вы будете видеть схоронившийся в земле корень, сосущий п гложущий частицы почвы, пробегая свой многоверст­ ный путь; если зеленый лист будет вызывать в вашем уме представление о ничтожной крупинке хлорофилла, в которой совершается величественный и далеко еще не разгаданный процесс превращения солнечного луча в ту химическую силу, которая служит источником всякого проявления жизни на нашей планете; если в цветке, с толкущимися вокруг него насе­ комыми, вы не будете видеть одну лишь затейливую форму, а невольно вспомните о чудной связи, соединяющей оба царства природы; если, наконец, заглохший уголок лесной чащи или буйная растительность полевой межи, где столпились и пере-
плелись дикие травы, то расстилая широкую поверхность своих вырезных листьев, то просовывая свои узкие былинки, то покачивая раскидистой метелкой, то обхватывая своими кольцами и взбегая по избранной жертве для того, чтоб с ее верхушки перекинуться на другую, но везде и во всем обнару­ живая одно стремление завладеть возможно большим клочком земли, возможно большей долей воздуха и света; если эта обычная, знакомая картина невольно пробудит в вас целый строй новых идей о тех законах, которые, управляя органи­ ческим миром, неизбежным, роковым образом направляют его к совершенству и гармонии; — словом, если при одном взгляде на растение в вашем уме будет возникать нескончаемый ряд вопросов, настойчиво требующих ответа, а, быть может, даже западет желание задавать эти вопросы и вымогать на них ответы у самой природы, — в таком случае, я полагаю, наше время не было потеряно, и я могу утешаться мыслью, что, доставив вам в будущем несколько минут сознательного на­ слаждения природой, успел хотя отчасти, хотя в слабой мере, уплатить тот долг признательности, который на меня нала­ гает ваше продолжительное снисходительное внимание.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 1 Агава — 166 Азотная кислота — 121, 122 А з о т — 64, 112, 115, 120, 121 Аммиак — 112, 116, 121 Анютины глазки — 309 Апельсин — 240 А рбуз — 56 * Бактерии — 124, 245 Баобаб — 167, 256 Барбарис — 276 Белковые вещества — 69, 71, 84, 102, их образование — 155, т. I, 286 1 Немалый труд составления но­ вого указателя выполнен женой моей А . А . Тим ирязевой. Белок — 84, кофейный — 84, 103 Береза — 248 Бобовые — 49, 122, 124, 319 Б об — 49 Бобы — 41, 84, 24,0 Борьба за существование — 318 Брак в близких степенях родства — 246 Брожение — 289 Бурачниковые — 304 Буссенго — 150 * Вакуоля — 222 Валиснерия — 244, 266 Веллингтония — 167, 256 Вельвичия — 166 Венчик — 46, его значение — 244 Весы, их значение — 92
Вид — 309, в. и разновидность — 310, хорошие виды — 312 Вишня — 48 Вода, количественное определение воды — 62, ее значение при про­ растании — 87, выделение воды листьями — 182, испарение воды листьями — 183 Водород — 64 Водоросли — 55, морские— 273, т. 1, 281 Волокна— 170, 172, лубяные — 178 Волоски корневые— 127, 128, 130 Воспроизведение организмов свя­ зано с размножением — 317 Восстановление — 156 Всхожесть семян — 102 Вьющиеся растения — 168 % Гарпагофитон '— 261 Гедизарум — 280 Гельмонт Ван — 62 Гелиотропизм — 207, положитель­ ный и отрицательный — 212 Гельз — 87 Гельмгольтц — 324, т. I, 276 Геология — 60 Гёте — 50, 305, 306, 321 Глюкоза — 69, 88 Годичные кольца древесины — 177, 219 Голосемянные — 257 Горение — 95, 156, т. I, 267 Горох — 84, 87, 124, 125, 240 Горчичное масло — 89 Гофмейстер -— 87, переход между споровыми и цветковыми расте­ ниями — 307, 308 Грибы — 55, 163, слизистые — 267 * Дарвин —- 58, 90, 286, 288, 309, 315— 328 Движение протоплазмы — 267, 269, 270, зооспор— 271, живчиков— 273, тычинок — 276, раздражитель­ ных листьев — 276, 280, 282, сходство движений животных и раст. — 283, произвольны ли движения — 291 Двугубые цветки — 249 Деление клеточки — 216 Дербенник — 247 Десмодиум — 280 Диастаз — 88, 99, 102 Диктамнус — 253 Диссоциация — 158 Диффузия — 73, 76, 79, 93, 101, 136, 15 1, 18 1, 193 Дуб — 175, кунцевский — 167 Дынное дерево — 91 Дыхание животных — 96, т. I, 269, семени — 95 , 98, расте­ ния — 95, 289, необходимо ли для раст. — 291 * Единица тепла — т. I, 265 * Желвачки корневые — 124 Железная соль, ее диффузия — 78 Железо — 65, 117 , 12 1 Живородящие растения — 258 Живчики — 273 Жизненная сила — 300 Жиры — 68, 71 * Завязь — 48, 242 Запасы питательных веществ — 194 Запах цветов и его значение — 253 Зародыш — 85, 237 Зародышевый мешок — 238 Зародышевый пузырь — 239 Земляника — 233 Зерновка злаков — 258 Злаки — 319 Зола — 63, 65, 1 1 3 Зооспоры — 271
Ива — 193, 235 Известковая вода — 96 Изменения организмов, причины, их вызывающие — 320 Ингенгуз — т. I, 272 Иод, с хлористым цинком — 72 Исторические причины — 301, 328 История органического мира — 60 Имеют ли растения историю — 302 История развития — 307 * Каламиты — 54 Калий — 65, 117 , 121 Кальций — 65, 121 Камбий — 177 Камелия — 46 Капуста — 326 Картофель — 306 Каучук — 172 Каштан конский — 43 Каштан на Этне — 167 Килограммометр — т. I, 265 Кирказон — 251 Кислород — 64, 95, поглощение семенами — 98 Кислоты — 65 Клевер — 274 Клейковина — 68, 90, т. I, 293 Клен — 42, 43 Клеточка — 55, 65, 77, 78, 169, 173, строение стенки кл. — 171, формы — 170, утолщение сте­ нок — 170, поры, клеточка ис­ кусственная — 76, 135 Клетчатка — 70, 71, 103 Ковыль тырса — 261, перистый — 263 Кожица — 141 Козлобородник — 275 Кокосовая пальма — 260 Коллодиум — 76 Коллоиды — 80, 90 Конопля — 97, 235 Конт — о биологической гармо­ нии — 324 Кора первичная — 178, 192, вто­ ричная — 178, 192 Корень — 51, 126, стержневой и мочковатый — 126, длина — 128, принятие твердой пищи — 132, способность выбирать пищу — 135, водоподъемная способность корня — 178, 182 Корневой чехлик — 127 Крапива — 119 Крахмал— 68, 70, 87, его обра­ зование— 153, т. I, 284 Кремнезем — 119, 120 Кремний — 65, 119 Кристаллоиды — 80 Крылатка — 260 Кувшинка — 47, 59 Кукушкины слезки — 318 Культура искусственная — 114, водная — 114 Культурные растения — 254 * Лавуазье — 62, 63 Лен — 170, 247 Леонардо-да-Винчи — 168 Лепестки — 46, 59 Лепидодендры — 54 Лианы — 169 Лилия — 46 Линария — 263 Линней — 309 Липа — 42 Лист — 136, анатомическое строе­ ние — 161, листовая мякоть — 142, значение листа — 163 Листовка — 259 Листорасположение — 168 Лодоицея — 260 Луб — 178 * Магний — 121 Маис — 84, 236
Майер Роберт — т. I, 2 76 Мак — 8 5 , 2 4 0 Мангровое дерево — 105 Мангровые растения — 2 5 8 Масла — 68, 71 Материя, закон ее сохранения — 6 2 , 155 Метаморфоз — 5 0 , 59 Микро-химические исследования— 72 Милль — ИЗ Мимоза — 2 7 6 , 2 82 Миндаль горький — '88 Мирозин — 89 Мироновая кислота — 89 Можжевельник — 2 3 5 Морфология — 3 3 Мухоловка — 9 0 , 2 8 0 , 2 8 2 , Мхи — 5 5 , 273 65, 154 Орхидные — 2 5 0 Осина — 2 3 5 Осмотические явления — 181 Ось — 51 Отбор искусственный — 2 5 5 , естественный — 3 1 9 , 32 3 316, * 2 8 4 , 286 * Найт — 222 Напряжение — т. I, 2 6 3 и 2 6 7 Напряжение тканей — 2 0 0 , попе­ речное — 221 Насекомоядные раст. — 9 0 , 2 8 6 , 287 Недотрога — 2 5 9 Незабудка — 304 Нектарники (медоносные ки) — 2 4 5 , 2 4 6 , 2 4 7 Нервы — 1 4 1 , 1 7 3 Н ить тычиночная — 47 Норичник — 3 0 4 , 3 0 6 Ночная фиалка — 2 5 0 Опыт с колокольчиком — 227 Орган — элементарный — 57 Организм — 33 Органическое вещество — 6 4 , желез­ * Огурец бешеный — 260 Одуванчик — 2 6 0 Олеандр — 1 9 2 Ольха черная и серая — 3 0 9 Оплодотворение — 2 3 8 , перекрест­ ное — 247 Опыление валиснерии — 2 4 4 , пилеи — 243 Пальмы — 1 6 7 , 1 7 6 Папоротники — 5 2 , 5 4 , 6 0 , 2 7 3 , 3 0 2 Паразиты — 1 6 3 , 1 64 Пасленовые — 30 6 Пепсин — 9 0 , 2 8 7 Пептоны — 90 Перегной — 1 1 0 , 1 3 9 Переходные формы: отсутствие их между видами — 3 1 4 , объясне­ ние этого факта — 32 5 Пестик — 4 8 , 4 9 , 2 3 6 Пестролистные растения — т. 1 , 281 Пилеа — 2 4 3 Пион — 4 5 , 4 6 , 4 7 , 4 9 , 5 9 Пирогалловая кислота — 147 Питание животных и. растений — 285 Плазмолиз — 2 24 Пластина листовая — 44 Плауны'— 5 3 , 6 0 , 3 0 2 Плач растения — 1 7 0 Плесень — 5 5 , 1 6 2 , 1 6 4 , 2 4 1 , на мертвых мухах — 2 70 Плод — 257 Плодник — 4 8 , 2 5 7 Плодолистик — 4 9 , 2 5 7 Плодосменное [хозяйство — 1 22 Плоды |акации желтой — 2 5 9 Плоды мясистые съедобные — 2 62 Поверхность листьев, ее величи­ на — т. I, 2 8 8 Повилика (Cuscuta) — 1 6 2
Поглотительная способность поч­ вы — 121 Подорожник — 166 Подушечки листовые — 277 Покрытосемянные — 257 Полегание хлебов— 120, 219 Поры окаймленные — 188 Почки листовые — 43 Предел производительности 8емли — т. 1, 289 Пристли— 63, 148, т. I, 270, 271, 273, 281 Притяжение земное, его влияние на рост — 197, стебля — 199, кор­ ня — 199 Пробка — 190 Прорастание: период прораста­ ния — 103, 104 Протоплазма — 66, движение прот. у валиснерии — 266, у траде­ сканции — 267, у слизистых грибов — 267 Пудофут— т. 1, 262 Пузырчатка — 287 Пучки сосудисто-волокнистые — 173, 175 Пыльники — 47 Пырей — 263 * Работа — т. 1 , 262 Разбухание — 87 Разделение труда между органа­ ми — 105, между частями кле­ точки — 106 Различие между растением и живот­ ным — 293, 296 Разложение углекислоты — 147, 145, 152, в солнечном спектре — т. I, 277, зависимость его от хло­ рофилла— т. I, 277 Размножение организмов в геомет­ рической прогрессии — 317 Размножение растений раститель­ ное — 234 Растения бесцветковые — 54, 59, споровые — 60 Роза — 47 Р о ст — 61, 196, 199, рост п пита­ ние — 195, рост корня и стеб­ ля — 199, 205, рост корня — 201, 207, действие света на рост— 206, 207, способ измерения ро­ ста — 208, 209, 210, действие температуры на рост — 211, рост клеточек — 221, 223 Росянка — 286 Рыльце — 48 * Самовозгорание — т. I, 268 Самоопыление — 246 Сахар виноградный — 70 Сахаристые вещества — 70 Свет — волнообразное движение — 160, разлагает углекислоту в раст. — 159, поглощение света телами— т. I, 277, действие света на рост — 207, действие на рост клеточек — 218 Селитра— <112, 116 Семена омелы — 262 Семена осины, тополя и пр. — 259 Семя — 41 Сера — 65, 119, 120 Серная кислота и сахар — 70 Семенодоли — 42, 55, 85 Сенебье — 63 Сердцевина — 176, 193 Сердцевинные лучи — 176, 193 Сила: какая сила заключается в пище — т. I, 261 и 262, понятие о силе — т. I, 262 Синяк — 305 Слоновая кость растительная — 56 Смоковница индийская — 234 Смородина — 43 Сознание, обладает ли им расте­ ние — 293 Сок клеточный — 67
Соли — 65 Солнечные машины — т. I, 2 75 и 277 Солнце — источник энергии — т. I, 2 77 Сон листьев — 2 7 4 , его польза — 2 8 2 , сон цветов — 282 Соотношение развития, закон — 321 Сорные травы, борьба с ними — 319 Сосна — 2 3 6 Сосуды — 1 7 1 , 1 7 2 , спиральные — 1 7 1 , ситовидные— 1 7 2 , млеч­ ные — 1 7 2 , 1 9 3 , разрежение воз­ духа в сосудах — 1 3 6 , значение сосудов — 1 87 Сохранение энергии — т. I, 2 6 4 Спектр солнечный — т. I, 2 7 7 Спектр хлорофилла — т. I, 2 7 9 Сциоптикон — 146 Спирогира — 2 1 4 , 241 Спора — 55 Сравнительная анатомия раст. — 307 Сродство систематическое, объяс­ няется родством — 31 5 Сродство химическое— 1 5 8 , т. I, 267 Стебель — 5 1 , его роль — 1 6 6 , ана­ томическое строение — 1 6 9 , ана­ томическое строение однодоль­ ных — 1 7 4 , анатомическ. строен, двудольных и хвойных — 17 4 Столбик — 48 Сходство между растением и жи­ вотным — 2 9 4 * Тайнобрачные растения — 23 5 Таннин и его диффузия — 78 Температура низшая, высшая и лучшая — 100 Теплота: развитие теплоты при прорастании — 100, сгорание — 1 5 6 , 1 5 7 , поглощаемая и осво­ бождаемая при химических явле­ ниях — 1 56 Термотропизм — 2 1 2 Ткань — 5 7 , основная — 1 7 3 , об­ разовательная — 17 7 Ток восходящий (воды) — 1 7 8 , его путь — 1 7 9 , его причины — 1 7 3 , ток веществ, выработанных ли­ стом, — 1 9 1 , его путь — 1 9 1 , его причины — 1 9 3 Традесканция — 66, 67 Тычинка — 46 * Углеводы — 6 9 , 7 0 , т. I, 284 Углекислота — 9 6 , выделение се­ менами — 9 6 , атмосферная — 1 3 9 , разложение ее магнием — 1 3 9 , разложение листом — 1 4 0 , 1 4 4 , 1 4 8 , 1 5 9 , т. I, 2 7 2 и 2 8 4 Углерод — 6 4 , 1 1 1 , 1 3 8 Усвоение веществ растением — 1 0 5 , 107 Устьица— 1 4 2 , 1 5 2 , 1 84 * Фасоль — 4 2 Феллингова жидкость — 7 0 , 7 2 , 88 Ферменты — 88, 8 9 , 9 0 , 2 4 0 , 287 Фиалка — 2 5 0 , 3 0 9 Физиология — 3 7 Физиология животных и медици­ на — 37 Физиология растений и земледе­ лие — 38 Фикус — 172 Финиковая пальма — 236 Формы переходные — 4 3 , 4 4 , 5 1 , 5 9 , 6 0 , 3 0 3 , 3 0 6 , 3 1 0 , 3 1 4 , 3 2 5 , 328 Фосфор— 6 5 , 1 1 9 , 12 0 Фукус — 2 73 * Хвощи — 5 4 , 6 0 , 3 0 2 Химический состав растений эле­ ментарный — 6 4 , 6 5 , ближай­ ший — 67 Х лор— 65, 1 19 , 120
Хлорофилл — 152, 153, 214, т. I, 278, 282, в'животном организме — 288 Хохлатка — 246 Хроматин — 216 * Шалфей — 249, 300, 304, 306 Шиповник — 47 * Щелочь едкая — 36 * Цветень — 236 Цветневые трубочки — 238 Цветы махровые — 47, 48 Целесообразность организмов — 299, 300 Центробежная сила, ее влияние на рост — 198 Цимбалярия (линария) — 263 * Часы флоры — 275 Чашелистик — 46 Чашечка — 46 Черешня — 48 Черешок — 44 Чувствительность, обладают ли ею растения — 292 * Эквивалент механический — т. I, 365 Эквизетиты — 54 Экспериментальное искусство, его значение — 230 Эндлихер — 167 Энергия — 156, запас энергии — 159, явная и потенциальная — т. I, 268, солнечная, утилизируе­ мая растением — т. I, 289 * Явнобрачные растения— 235 Ядро клеточное — 67, его деле­ ние — 216, ядро яичка — 237 Яичко — 48 Ясень — 42

П ослесловие к IV Т О М У СОБРАНИЯ СОЧИНЕНИЙ К. А . Т И М И Р Я З Е В А А кадемик Е сФ оВ о т ч а л

«ЖИЗНЬ РАСТЕНИЯ» К. А. ТИМИРЯЗЕВА. ОСОБЕННОСТИ И ЗНАЧЕНИЕ ЭТОЙ КНИГИ I. С У Д Ь Б А КНИГИ иэнь растения» К. А . Тимирязева имеет совершенно исключительную судьбу. Книга была создана на основе 1 0 общедоступных чте­ ний, проведенных в аудитории Московского музея прикладных знаний в 1 8 7 6 г., и издана в 1 8 7 8 г. С тех пор она не только не теряла своих читателей, но захватывала и про­ должает захватывать все более и более широкие их круги. Первые издания книги расходились, главным образом, вере­ де учащейся молодежи, но со временем круг читателей расши­ рился. У ж е в 1911 г. М. Горький отметил 1 спрос на «Жизнь растения» К . А . Тимирязева, появившийся из глубины стра­ ны, — из херсонских посадов и уральских городков (Оса). При жизни автора книга вышла девятым изданием в 1 9 1 9 г. Недавно эта книга была переведена и издана на украинском языке (1 9 3 4 ). Широкие массы трудящихся различных нацио1 «Современный мир», февраль, 1911, стр. 189.
нальностей, населяющих Советский Союз, хотят читать «Жизнь растения» на своем родном языке. Такое явление совершенно необычно в области научно-популярной литературы. Здесь даже лучшие произведения обычно скоро стареют и теряют читателей. «Жизнь растения» К . А. Ти­ мирязева, наоборот, приобретает все новых и новых читателей. Уж е один этот факт невольно заставляет задуматься над при­ чинами такого исключительного успеха этой книги. Не менее знаменательна судьба «Жизни растения» в Англии. В начале текущего столетия в этой стране усилилось внимание научных кругов к вопросам преподавания естествознания в английской средней школе. В связи с этим в 1 9 1 2 г. появился перевод «Жизни растения» на английский язык. Несмотря на то, что прошло 3 4 года со времени написания книги, издатели не нашли нужным внести в нее какие-либо изменения или допол­ нения. В своем предисловии к английскому изданию К . А. Тими­ рязев писал: «Я с радостью увидел, что не только в своем общем направлении, но и в выборе материала и в порядке изложения моя книга соответствует потребностям английской школы, — как понимает ее такой авторитет в этом вопросе, как проф. Армстронг». Выход книги был отмечен на страницах самых авторитетных специальных английских научных журналов. Рецензент широкоизвестного в медицинском мире журнала «The Lancet» писал: «Всякий человек среднего образования должен смыслить что-нибудь в биологии. Его интерес к жизни растения будет, несомненно, возбужден превосходным изло­ жением физиологии растений, предлагаемым этой книгой. Су­ ществует много книг, трактующих об этом предмете, но мало их найдется с таким изложением, как у проф. Тимирязева... Особенность книги заключается в том, что ясное изложение химических и физических фактов вводится в изложение по мере надобности, а рисунки и чертежи ее так просты, что чи­ татель сразу схватывает мысль автора». Рецензент известного журнала высших научных кругов Англии «Nature» писал: «Когда мастер своего дела снисходит до популяризации, можно ждать чего-нибудь крупного. Не
подлежит сомнению, что книга Тимирязева на целую голову, да и с плечами на придачу выше своих товарок... Она отличается широтой охвата, начинаясь анализом муки и кончаясь изложе­ нием теории Дарвина... Вполне объективная, она указывает на массу сравнительно простых опытов, которые можно показать слушателям... Книга принесет большую пользу препода­ вателям». Рецензент другого английского журнала «Science Progress in the Twentieth Century» писал: «Одни драгоценные строки автора о его желании показать, на что наука похожа со стороны, оку­ пили бы цену книги. Наши авторы учебников, как общее пра­ вило, не обладают чувством перспективы. Если бы они от вре­ мени до времени отступали назад и обозревали дело рук своих с известного расстояния, они увидали бы, какой отталкивающей внешностью оно обладает в глазах мыслящего читателя... Будем надеяться, что похвальный пример, поданный нам рус­ ским писателем, не останется без влияния; во всяком случае он показал возможность даже самые трудные задачи излагать в самой простой и привлекательной форме... Одно из главней­ ших достоинств проф. Тимирязева, что он знает, о чем можно промолчать; не гоняясь за подробностями, он в широких чертах охватывает самые разнообразные задачи». II. ОСОБЕННОСТИ КНИГИ А. Е Е ЗАДАЧИ И ИЗЛОЖЕНИЕ Необычная судьба «Жизни растения» ясно свидетельствует о том, что в этой книге есть что-то большее, чем достоинства хорошей популярной книги обычного типа. Ближайший анализ этого произведения показывает, что «Жизнь растения» была задумана и с редким мастерством на­ писана не только как популярное изложение основ физиоло­ гии растений. Содержание ее охватывает гораздо более широкий круг вопросов. Красной нитью через все изложение проходит стремление автора возбудить в читателе интерес не только к результатам, но и к самому процессу исследования, к его методологии, к увязке физиологии с земледелием и ко многому
другому, о чем речь идет ниже. Все это придает книге совершенно специфические особенности, сильно захваты ваю щ ие чита­ теля. Отсюда — исклю чительная судьба этой книги и при­ знание полной актуальности рассматриваемых в ней вопросов и д л я современного читателя. В предисловии к первым двум изданиям своих «чтений» автор охарактеризовал задачу своей кн и ги очень скромно. Он говорил только о своем ж елании дать «сочинение умеренного объема, которое знакомило бы в общедоступной форме с общими основами физиологии растений» (1878 и 1884 гг.). К ни га «предназначалась для первоначального ознакомления с предметом» (1894 г.). Кроме этого основного задания, автор говорил сначала лиш ь о «своей цели... вызвать в своих чита­ тел ях то, с чего должно начинаться всякое изучение, — любовь к изучаемому предмету», — и способствовать развитию так мало еще распространенного у нас «чувства природы» (1894 г.). Б ы ло бы, однако, ошибочно думать, что задания автора ограничивались одним только этим. То, что читатели приобре­ тали при изучении этой книги, было гораздо глубж е, шире и значительнее того, что могла дать обычная п оп у л яр н ая книга. Об этой части своих заданий автор стал говорить лиш ь много позднее, когда он имел уж е достаточно случаев убедиться, что эти цели были им не только поставлены , но и до­ стигнуты. I В предисловии к 7-му изданию (1907 г.) автор писал, что своей задачей он ставил удовлетворение появивш егося более ш ирокого спроса на кн и ги, посвященные строгому научному знанию . Главную свою задачу автор видел в том, чтобы «показать читателю , что такое опытная наука и почему она долж на быть лучш ей ш колой для жизни». «Не каж ды й читающий эту к н и гу ,—писал автор,— будет ботаником, но каждый, надеюсь, извлечет из этого чтения вер­ ное понятие о том, к а к н ау ка относится к своим задачам, как добывает она свои новые и прочные истины, а навы к к строгому мышлению, приобретенный подобным чтением, он будет рас­ пространять и на обсуждение тех более слож ны х фактов, которые — хочет ли он того или нет — ему предъявит жизнь» (1907 г.).
Руководящ им началом д л я автора этой книги была мысль, что «главное, чему мы долж ны научить наше юношество, — это умению видеть что-нибудь» (1912 г.). Автор шел и дальше. Своей книгой он стремился «подстрек­ нуть лю бознательность читающего и побудить его к дальней­ шему изучению области естествознания, одинаково важной и в теоретическом отношении и в применении к запросам жизни» (1896 г.). Н аконец, напутствуя свое последнее издание книги всего за год до смерти, авто’р писал, что наука «должна выступать с разъяснением своего истинного значения перед самим наро­ дом в п опулярной, т. е. народной форме» (1919 г.). Т аким образом, мы видим, что автор ставил себе задачей не только ознакомление читателя с результатами растительной физиологии к а к точной н ауки , но и всемерное содействие усвоению им ее методологии с целью внедрения навыков научной мысли в практическую жизнь. Нетрудно видеть, к ак были высоки, новы и необычны для п опулярной литературы эти широкие задания. В полном соответствии с этими популяризаторскими зада­ чами построено было и изложение книги. Последнее отнюдь не имеет описательного или догматического характера. Рецензент «Nature» (1912 г.) признает его чисто сократов­ ским, неизменно доказательны м, подтверждаемым массой простых опы тов1. Автор везде неизменно соблюдает строгое логическое развитие демонстраций и следует все время чисто индуктивным путем. Постепенно он доводит читателя до ясного понимания необходимости самому сделать тот вывод, который сделала наука. Б лагодаря всему этому излож ение автора, по меткой характеристике того ж е критика «Nature», «поддержи­ вает в читателе приятное заблуж дение, будто он сам создает н ауку физиологии растений». В приемах излож ения автор идет, однако, и дальш е. П оста­ вив себе заданием ознакомить читателя не только с данными физиологии, но и с ее методологией, автор ввел в книгу ряд элементов, необычных в п опулярной литературе. Он старался 1 б ы л и О п ы т ы К . А . в п р е п о д а в а н и е Т и м и р я зе в ы м . ф и зи о л о ги и р а ст ен и й в п е р в ы е в вед ен ы
дать своим читателям понятие об общем характере аргумен­ тации в области точных наук, о приемах научной критики и о способах обсуждения спорных вопросов. Всеми этими приемами излож ения автор владел в совершен­ стве. Его ученики многим обязаны ему в своих привычках от­ рицательного отношения к догматическим утверждениям и в развитии духа критики при усвоении всякого научного вывода. Свою систему изложения автор перенес в «общедоступные чтения», приспособив ее к составу слушателей. Это было ново и смело. П риводя то или другое научное положение, автор не выска­ зывает его как непреложную истину, не подлежащую дальней­ шим изменениям. Он говорит о нем лишь как о том, что обос­ новывается приводимыми ниже соображениями и опытами. При этом автор не раз прямо указывает на неполноту имею­ щ ихся доказательств и на необходимость дальнейшей разра­ ботки вопроса. «Естествоиспытатель, — писал он, — охотно, быть может охотнее и откровеннее других исследователей, всегда готов сказать: не знаю ; но зато тем настойчивее хватается он за первую возможность объяснения, тем ревнивее охраняет он те области знания, куда успел уже проникнуть хотя бы слабый луч света»1. Наконец, чтобы дать читателю представление о приемах критического отношения к научным положениям, автор исполь­ зует некоторые свои несогласия с господствующими взглядами по отдельным вопросам. По этому поводу автор писал: «Я ста­ рался во всем изложении касаться только фактов вполне до­ стоверных или общепризнанных, а в тех случаях, когда был вынужден высказать мнения, идущие в разрез с господствую­ щими воззрениями, пытался, по возможности, выражать их в такой форме, чтобы читатель сам мог быть судьей» (1884 г.). Все это вносило в «общедоступные чтения» элементы чисто научной трактовки, обычной в специальных работах, но совсем не свойственной популярному изложению. Можно было ждать, что такое нововведение будет вредить доступности книги для малоподготовленного читателя. Опыт истекающего 60-летия со дня выхода книги, однако, показал как раз обратное. Дело1 « Ж и зн ь р астен и я » , см . с т р . 298 н аст . т о м а.
витость и красота строго научной аргументации привлекали читателя и способствовали созданию совершенно исклю чи­ тельного успеха книги. Эту особенность и злож ения «Жизни рястения» отметил и рецензент «Nature»: «К ни га... поучает, что, даж е соблюдая полную строгость логической демонстрации, можно дать яркую картину живого растения». Нетрудно видеть, к ак велико воспитательное значение такой системы излож ения и какого большого мастерства она требовала от автора. * К нига создавалась во времена резкого разры ва между так называемой «чистой» наукой и ее практическим прило­ жением. Физиологии растений к а к особой научной дисциплины до тех пор еще не существовало. В те времена она составляла лиш ь часть университетского курса ботаники, по общей тра­ диции чуждавш ейся какой-либо увязки с практикой. Отделы физиологии, необходимые для понимания земледелия, входили в курсы агрономических наук. Тимирязев был первым профес­ сором, излагавш им физиологию в полном ее объеме к а к отдель­ ную дисциплину в Петровской сельскохозяйственной акаде­ мии. Р яд вопросов при этом впервые перешел из курсов земле­ делия в курс физиологии1. Это делает вполне понятным возникновение одной очень ценной для нашей эпохи и совершенно тогда новой особенности книги: частое обращение автора к фактам повседневной п рак­ тики и его указания на то, что явления растительной жизни призваны «играть такую важную экономическую роль в нашей собственной жизни» (1894 г.). 0 связи физиологии растений с земледелием, о высокой ценности этой связи и о ее прошедшем и будущем автор считает нужным говорить очень подробно в самом начале своих чтений. Кроме этих соображений, особенность книги была вызвана и другим обстоятельством. 1 р я д К . А . Т и м и р я зев х а р а к т е р н ы х н а п р а в л е н и и со эп и зо д о в н е р а з р а с с к а з ы в а л б о р ьб ы , к о т о р у ю сп е ц и а л и с т а м и -а гр о н о м а м и . ем у а в т о р у н а ст о я щ е й п р и х о д и л о с ь в ест и стат ьи в этом
«При выборе своей научной специальности — физиологии растений, — писал в своих воспоминаниях К . А. Т им ирязев,— я в известной степени руководствовался и ее отношением к зем­ леделию , определяя это отношение весьма просто: н аука при­ звана сделать труд земледельца более производительным»1. Это юношеское увлечение К . А. Тим ирязев пронес неизмен­ ным через всю свою ж изн ь. Его отраж ение мы находим и в «Жизни растения», и в ряде его лекционны х выступлений и популярны х статей. В связи с этим К . А. Т и м и рязева не раз назы вали «вдохновителем русской физиологической школы научного земледелия». В у вязке с земледелием К . А. Тимирязев видел, однако, и нечто еще более значительное. Пророчеством о каком-то далеком, не всем понятном буду­ щем звучало в те времена его указание на сближение порядка вещей в агрономии с порядком вещей в медицине. «Физиология растений, — писал он, — займет со временем такое же полоя?ение по отношению к агрономии, какое физиология человека уж е зан ял а по отношению к медицине» (1894 г .)2. Предсказание это рядом поколений читателей книги встречалось с растущим сочувствием. Но это указан ие великого ученого нашло свое ш ирокое конкретное осуществление лиш ь в Стране советов, где в условиях тесного общения мысли и работы научных иссле­ дователей с мыслью и практикой ш ироких кругов работников производства начали создаваться в процессе работы новые кон­ кретные формы этого общения. Б . О Б Щ А Я Х А Р А К Т Е Р И С Т И К А С О Д Е Р Ж А Н И Я К Н И Г И Решающее значение в создании столь длительного интереса к «Ж изни растения» сы грала прозорливость автора при выборе основных тем для своей книги, критический отбор лишь строго доказанного, глубоко проработанного и чувство меры, прояв­ ленное в подборе деталей. Автор был далек от ж елания дать исчерпывающий очерк 1 « Н а у к а 2 Э т у с т р . а к а д . 376 и д е м о к р ати я » , м ы сл ь н аст . В о т ч а л у К . и зд . А . М ., 19 2 0 Т и м и р я з е в В п е р в ы е п о ви д и м о м у г ., с т р . в ы с к а з а л о п у б л и к о в а н н ы й н е б ы л X I I , ещ е и зв естен ). в т ам Ред. п р и м е ч а н и е 18 6 8 г . (с м . д о к у м е н т 2 -е . т . I I I , п о к о й н о м у
физиологии растений во всей полноте ее содерж ания. Он поста­ вил себе задачей изложение лиш ь немногих, «общих основ растительной физиологии», не выходя из рам ок м алого объема книги. Поэтому автор прежде всего долж ен был отобрать из всего имеющегося материала только очень небольш ое количе­ ство действительно основных фактов, необходимых д л я созда­ ния цельного и законченного представления о предмете. В сочинении подобного рода необходимо было, — говорит автор, — «суметь на время отреш иться от своей обычной точки зрения специалиста» и, «так ск азать, отступить на несколько шагов и посмотреть, на что похож а наука со стороны». Главное условие успеха автор видел в «выборе этой точки зрения доста­ точно близкой, чтобы можно было рассмотреть главнейш ие подробности, но не настолько близкой, чтобы подробности вредили впечатлению целого». Очень показательно в этом отно­ шении излож ение данных, касаю щ ихся предмета работ всей жизни автора, — физиологии листа. Чрезвычайно поучительно, к а к автор отобрал все основное, отвечающее задачам общедо­ ступных чтений, в соответствующую главу своей книги, все же подробности, особенно близко связанные с его работами, вынес в прилож ение — «Растение к а к источник силы». И сходная точка зрения и отбор фактов были настолько пра­ вильными, что тематика книги сохраняет интерес современ­ ности у читателей и через 60 лет после ее создания. Истекшие годы, конечно, не могли не внести много нового в физиологию растения. Но из того старого, что было отобрано автором, ничто не потеряло ни своего ведущего значения в составе физиоло­ гии, ни своей актуальности и д л я нашего времени. Т о новое, что принес с собой прогресс н ауки , может быть усвоено из более новых книг. Но то основное старое, что и до сих пор входит в качестве исходных положений всех наших курсов физиологии и что характеризует ее к а к точную н ауку, читатель найдет в «Жизни растения» К . А. Т им ирязева в не­ превзойденном по доступности и привлекательности изло­ жении. Своими высокими достоинствами «Ж изнь растения» обязана и тому, что она явилась результатом длительной и глубокой проработки. В создание этой книги автор внес весь опыт своей
профессорской работы по изложению курса физиологии расте­ ний, который он с 1871 г. читал в П етровской сельскохозяй­ ственной академии и позднее в М осковском университете. К . А. Тимирязев любил говорить своим ученикам: «Думайте по году, пишите по строчке». Свой глубоко критический ум всего острее он направлял на собственные работы. К нему боль­ ше чем к кому-нибудь другому его ученики могли отнести слова Ф арадея: «Никто не подозревает, сколько догадок и теорий, возникаю щих в голове исследователя, уничтож аю тся его соб­ ственной критикой, и едва ли 1/ 10 всех его предположений и надежд осуществляются». Последовательный дарвинист, К . А. Тимирязев переносил идею борьбы за существование и в область духовной работы. Он постоянно говорил нам о важности отбора лучш их, «усовершенствованных» категорий мыслей, прошедших длительную борьбу за существование в голове ученого и мыслителя. Т ак создавалась и «Ж изнь растения». У ченики Тимирязева знали, сколько подготовительной работы, сколько брошенных, неудачных видоизменений было за каждым опытом, за каждым планом излож ения автора. Вот почему это долговыношенное, отобранное как лучшее, в последующих изданиях не подвергалось переработке. Автор только вносил в кн и гу мелкие поправки 1 того, что нашел «слабым, изменял то, что было или оказалось неточным», делая добавления «только самого существенного из того, что открыто нового и что заслуж ивало места на страницах крат­ кого общедоступного очерка». * Впечатление, производимое «Жизнью растения», стоит в несомненной связи с теми настроениями, которые охваты­ вали автора, когда он писал свою книгу. То, что диктовало «общедоступные чтения» Тимирязева, не было обычным желанием прочесть ту или другую популяр1 Т о л ь к о в а в ш и й р а н е е в п о 9 -м и зд ан и и чи сто а в т о р в н еш н е й д о б ави л п р и ч и н е. о т д е л о п л о д е , о т с у т с т в о ­
ную лекцию в ответ на те или другие требования момента. Эти чтения вызваны были давним, глубоко выношенным внутрен­ ним порывом лектора. К. А. Тимирязев смотрел на них как на такое ж е основное дело его ж изни, каким была его научная работа Ч Позднее автор писал, что «с первых шагов своей умственной деятельности он... поставил себе две параллельны х задачи: работать для науки и писать для народа». Он всю свою жизнь посвятил выполнению этого задания. И «Ж изнь растения» была первым глубоко до мелочей продуманным и проработанным любимым его произведением. В «Жизни растения» наш ла яркое выражение одна очень характерн ая черта К . А. Т имирязева как профессора. Его лек­ ции были всегда живой беседой с аудиторией. Отойдя от точки зрения специалиста, он старался стать на точку зрения своего слуш ателя, со всеми его не только научными, но и обществен­ ными настроениями. Эта тенденция отнюдь не вела к простому отклику на мысли студенчества. Нередко этот отклик перехо­ дил в явную борьбу с аудиторией, в упорное стремление скло­ нить внимание слушателей к высоким научным заданиям, к признанию правильности своих установок. Я ркий пример такого выступления К. А. Тимирязева мы видим в конце V чтения «Жизнь растения». Здесь мы на­ ходим отражение одного подобного эпизода на лекции К. А. Тим ирязева, подробно описанного в автобиографиче­ ской повестиВ . Г. К ороленко «История моего соврем енника»2 Все это связано еще с одной характерной особенностью' содерж ания книги. Н аписанная в эпоху общего признания апо­ литичности чистой науки, она отличалась как раз обратным свойством. Это подчеркивалось самой историей выхода в свет ее изданий. Издания книги появлялись то через 1 или 2 года, 1 (гл . а т . Н а это В . V I I I , Г . с т р . а к а д е м и и . о а в т о р сч ѳ л н у ж н ы м у к а з а т ь в сам о м н а ч а л е с в о и х чтен и й 1) . В . Г . в аем о й К о р о л 9 9 — 1 0 1 . К . А . К о р о л е н к о , сц ен ы . е н В . к о Г . . П о л н о е К о р о л е н к о Т и м и р я зе в не р а з с о б р а н и е б ы л (И зб о р ск и й п о д т в е р ж д а л со ч и н е н и й . И э д . 19 14 т о гд а — в г ., с т у д е н т о м П е тр о в ск о й п о в ест и ), в сп о м и н ая п р а в и л ь н о с т ь п е р ед ач и оп и сы
то через 7 или 10 лет, отраж ая тем самым, по словам автора, чередование периодов «стоячих вод равнодуш ия к строгой науч­ ной мысли» с периодами «благодатной грозы , освеж авш ей удуш ливую атмосферу русской жизни» (1914 г . ) 1. К . А. Тимирязев вступил в ж изнь полны й «стремления к научной истине и к этической, общественно-этической, социа­ листической правде». Он неустанно при всяком «подъеме кл ери ­ кально-метафизической реакции» выступал против нее непри­ миримым борцом. Еще в 1884 г. он звал «к установлению общения между представителями труда умственного и физического, к гарм о­ ническому слиянию задач науки и ж изни»2. Всю ж изнь К . А. Тимирязев не оставлял исследователь­ ских работ. Но он не п рекращ ал и своих выступлений на обще­ ственные темы. С самого начала О ктябрьской революции К . А. Тимирязев решительно стал на сторону Советской власти. Несмотря на свою болезнь и преклонный возраст, он принимал деятельное уча­ стие в общественной ж изн и в первых ряд ах борцов за социа­ листическую культуру и науку. Он был избран членом Москов­ ского совета, действительным членом Социалистической (ныне Коммунистической) академии и членом Государственного уче­ ного совета. У мирая, он послал горячий привет В . И. Ленину, «восхищение его гениальным разрешением мировых вопросов в теории и на деле» и выражение «веры и убеж дения, что боль­ ш евики работают для счастья народа и приведут его к счастью». * Существенно для читателя знать и то, к аков был автор «Ж изни растения» к а к научный работник, насколько автори­ тетны его суж дения. К огда создавалась «Ж изнь растения», автор ее был в полном расцвете своих сил. Перед студенчеством и публикой выступал обаятельный профессор, блестящий экспериментатор, захва­ тывавш ий аудиторию своей искренностью, силой научного 1 н а ст . 2 « Н а у к а и зд . IX и д е м о к р а т и я » , с б о р н и к с тат ей 19 0 4 — 19 1 9 то м . « О б щ ествен н ы е зад а ч и у ч е н ы х о б щ еств 18 8 4 г .» . г г ., М ., 19 2 0 г .,
эн ту зи азм а и авторитета, человек всесторонне образованны й, с глубоко оригинальным складом ума. А втор «Ж изни растения» — К . А. Тим ирязев — недавно ■вернулся и з-за границы после двухлетних зан яти й у наиболее •знаменитых профессоров того времени. Это был молодой уче­ ный, захваченны й своими исследованиями. Он у ж е защ итил “2 выдаю щ иеся диссертации, магистерскую (о хлорофилле, 1871 г.) и докторскую (об усвоении света растением, 1875 г.), начатые за границей в лабораториях творцов спектрального .(Бунзен, Гейдельберг) и газового анализов (тот же Бунзен и Б ертло (Париж ). Он весь был полон впечатлениями, вынесенными из лекций хпмика-физиолога Буссенго, химика С ен-К лер-Д евилля, фи­ зика К ирхгоф а, ботаника Гофмейстера, физиолога-физикаГельмгольтц а. Все ото были профессора, имена которых тогда при­ вл екал и к себе общее внимание и остались навсегда в истории точного знания. Они на всю ж изнь налож или на его мысль отпечаток увлечения методологией точного знания и требо­ ванием строгости методов исследования в физиологии. Т а к а я ш кола, пройденная в разрез с общепринятыми в згл я­ дами ботанических кругов, выработала из К . А. Тимирязева ботаника-физиолога, резко выделявш егося среди своих това­ рищей. Он работал с такой ж е строгостью метода, с какой рабо­ тают физики и химики. Это был исследователь, впервые внес­ ший в ботаническую лабораторию до тех пор чуж дую ей тонкую физическую аппаратуру и давш ий ценные научные результаты. Впоследствии он был избран в иностранные члены Лондонского королевского общества и состоял почетным членом целого ряда университетов Европы. В . Х А Р А К Т Е Р И С Т И К А О Т Д Е Л О В К Н И Г И ‘ В ту эпоху, когда писалась «Жизнь растения», еще не закон­ чилась борьба между виталистами и антивиталистами. Отго­ л оски этой борьбы читатель найдет рассеянными по всей книге. Но вопроса о жизненной силе автор коснулся лиш ь в 10-й. заклю чительной главе книги. И то, как он это сделал, очень -2 3 К . А. Т им ирязев, т. I V
характерно для его приемов борьбы против ненаучных метафи­ зических направлений в физиологии. Резю м ируя итоги своего курса, автор писал: «Ни разу не приходилось нам прибегать к той таинственной ж изненной силе, на применение которой были так тароваты физиологи былых времен; мы не доказы вали несостоятельности этой ж и з­ ненной силы с ее неопределенными атрибутам и и неуловимой сферой деятельности; мы даже не пы тались опровергать ее существование, — д ля нее просто не нашлось места в нашем и з­ лож ен и и,— и мы ни разу не имели повода в том раскаиваться» Здесь мы видим ярки й пример значения приема умолчания, характерность которого д л я К . А. Тимирязева отмечал, к а к мы указы вали , один из английских рецензентов. По всей книге красной нитью проходит и д ругая черта, яр к о выступаю щ ая уж е в 1-й главе. Обычно такие дисциплины, к а к ф изиология, анатом ия, морфология, принято и злагать строго обособленно. Ф изиолог не затрагивает тем анатомии и еще более морфологии и обратно. В «Ж изни растения» мы находим к а к раз обратное: тесную у в я зк у физиологии с анатомией и морфологией. Свой курс физи­ ологии автор начинает с морфологии: с обзора «внешних орга­ нов цветкового растения», с их метаморфоза и с клеточки. Рассмотрение строения последней тесно ув язан о с данными о составе растения и с физиологией клетки. П оступая так, автор подчеркивает, что распадение биоло­ гии на учение о формах, охватывающее всю внешнюю и внут­ реннюю морфологию, и учение о явлениях, о ж изни — физио­ логию — вызвано лишь необходимостью применить разде­ ление труда при изучении громадного м атериала и отчасти различием в приемах и в ц елях исследования. П о существу ж е деление это искусственно; провести его невозможно. Ф изиоло­ гия и морфология (с анатомией к ак ее частью) изучаю т одно и то ж е, только с разны х сторон. Строгое разделение их в работе явл яется расколом, грозящ им «серьезной опасностью, своего рода вавилонским смешением языков: морфолог перестанет понимать ф изиолога... каж ды й специалист зам кнется в своей 1 « Ж и з н ь р а ст ен и я » , с м . с т р . 30 0 н аст . т о м а.
области, не заботясь о том, что творится за ее преде­ лом **. Все это к а к бы написано д л я наш их дней, когд а так четко поставлен принцип необходимости охвата явл ен и й в целом. И сходя из необходимости полноты всестороннего охвата явлений, автор ввел в свой ку р с и необходимые сп равки по физике и химии. Это было важ но, ибо п одчеркивало необхо­ димость знания из химии и физики того, что н уж н о д л я пони­ мания жизненных явлений. Х арактерна последовательность дальнейш его излож ения. Автор не шел в порядке обычных глав физиологии. Он шел за привычным порядком мыслей и интересов слуш ателя. Автор начинает с процесса прорастания семени. Следуя за хорошо всем знакомыми деталями этого явления, автор последова­ тельно связы вает их с рядом самых с первого п згляда дале­ к и х физиологических данных. Х од излож ения здесь настолько характерен, что на нем необходимо остановиться особо. К . А. Тимирязев дает яркий пример той особенности и злож ения, которая «заклю чается в том, чтобы автор... сумел на время отреш иться от своей обыч­ ной точки зрения специалиста... и посмотрел, на что похожа наука со стороны» (1878 г . ) 2. Здесь с точки зрения специалиста сведены в одно и умело связаны между собой сведения из целого ряда отделов физио1 « Ж и з н ь 2 Б е р у р а ст е н и я » , п о р я д о к с м . с т р . и зл о ж е н и я 3 3 н а ст . эт о й т о м а. г л а в ы т а к и м , к а к о н р е зю м и р о в а н а в т о р о м . « С т р о е н и е п р о р а с т а н и я : сем ен и в о д а , и Х и м и ч е с к о е зн а ч е н и е с е к о м о я д н ы е р а с т е н и я . с т в е н н о е в е щ е с т в п и т а н и е в р е з у л ь т а т р а т у р а — сем ен и к — д ы х а н и я . — п р о р а с т а н и я . с т е н и я , — — п р о р а с т а н и я . М е х а н и ч е ск о е Ф е р м е н т ы . — Д и а с т а з . С а м о с т о я т е л ь н о ст ь за р о д ы ш а . д ы х а н и е . н и з ш а я , в с х о ж е с т ь . в о д ы . — я в л е н и я т е п л о т а . — ч астей М е х а н и зм — Т р и у с л о в и я з н а ч е н и е — в о д ы . П е п с и н . — з а р о д ы ш а . п ер ем ещ ен и я — — Н а ­ И с к у с ­ п и т а т е л ь н ы х р а ст ен и и . О т н о ш е н и е к и с л о р о д а в н еш н и е в о з д у х , — в ы с ш а я в о з д у х у ; П о т ер и З н а ч е н и е и — Р а з д е л е н и е у ж е в есе с е м я н . т р у д а у и у г л е к и с л о т ы , п о в ы ш ен и е о к р у ж а ю щ е й л у ч ш а я . Д о л го в е ч н о с т ь п р о я в л я ю щ е е с я в ы д ел ен и е в — — В л и я н и е О б щ ая м е ж д у п р о с т е й ш и х п о гл о щ е н и е т е м п е р а т у р ы т е м п е р а т у р ы . в о з р а с т а с ем ен и х а р а к т е р и с т и к а р а зл и ч н ы м и р астен и й » . — к а к Т е м п е ­ н а его п ер и о д а о р га н а м и р а ­ <
логии и температурные условия ж изни, и дыхание, и покоя­ щ аяся ж изнь семени и многое другое. С обычной точки зрения тут полное нагромождение отрывков из разны х отделов физио­ логии, тут нет основного характера научного излож ения, — нет его «системы». Но ж изнь показала иное. Знание н ел ьзя брать само в себе. Оно долж но помогать ориентироваться в слож ности окруж аю ­ щих нас явлений, находить в них то, что нам нуж но, управ­ л ять ими. Д ля читателя несвязанные чем-то известным, близким ему, отрывочные зн ан ия бесполезны. Система группировки знаний, выработанная в науке, нуж на специалистам. Но она чуж да и, по краткости времени для усвое­ ния, недоступна читателю, смотрящему со стороны. У него своя система подхода к вещам, диктуемая ему опытом его ж изни. К этой системе и приспособил свое изложение автор. Он в удивительно простом и коротком излож ении растолковал читателю детали сложных явлений, помог ему ориентироваться в них, предвидеть, что будет в тех или иных условиях и пр. Этим он увлек его внимание; не утомив его подробностями, он дал чувство удовлетворения от усвоения зн ан и я, поселил ж ела­ ние их расш ирить, дал сознание ценности, полезности знания. Нетрудно видеть, к а к современна так ая постановка внед­ рения знания в массы. Р едкий успех книги д ал этому яркое подтверж дение. Д алее идут главы , посвященные корню , листу, стеблю (гл. IV — V I). Система излож ения остается здесь та же: здесь тот же охват предмета в целом: форма, строение, ж изнен­ ные явлен и я со стороны химических и физических процессов, добавочные сведения из физики и химии. И везде ряд фактов из ж изни, ряд опытов, простых, показательны х, доступных для повторения; везде четкость выводов и строгость излож ения к а к в чисто научной книге. Только все коротко, везде подчерк­ нуто лишь самое основное, и при этом все освещено всесторонне. Особенно выделяются глава V и дополнительная лекция 1 X I. Они посвящены предмету работ всей ж изни автора — усвое­ нию С 0 3 и света, хлорофиллу и энергетике фотосинтеза. Здесь 1 щ е н а Д о п о л н и т е л ь н а я в I то м е н а с т . л е к ц и я и зд . X I « Р а ст ен и е к а к и ст о ч н и к си л ы » п о м е­
автор вводит читателя к ак бы в свою лаЬораторию , сохраняя редкое чувство меры и скромности. Здесь читатель имеет воз­ можность взглян уть со стороны на самую тонкую и строгую методику физиологических работ автора, на его глубокие теоретические соображения. Т ак и е встречи всегда оставляю т в читателе неизгладимое впечатление. В данном случае оно тем глубж е, что заклю чи­ тельным аккордом этой встречи является к о р о тк ая, глубоко ж и зн ен н ая фраза: «Пища служ ит источником силы в нашем организме потому только, что она — не что иное, к а к консерв солнечных лучей». С таким ж е сохранением перспектив автор обработал и от­ делы, в которы х тонкий анализ еще не успел в такой степени, как в предыдущих отделах, проникнуть во внутреннюю дина­ мику физиологических процессов. Таковы отделы роста, дви­ ж ен и я и раздражимости. Здесь нашло яркое выражение столь характерное для К . А. Тимирязева строго критическое отношение к вопросам методологии. Он был решительным врагом всяких ненаучных упрощ енных приемов толкования сложных явлений на основе проведения аналогий и признания каж ущ ейся очевидности сходства. Это положение наш ло яркое выражение в отделе раздраж имости. Здесь автор резко протестовал против объяс­ нений сравнительно несложных явлений этого рода у растений «простым уподоблением их несравненно более сложным явле­ ниям раздражимости животных». Он не допускал применения в физиологических толкова­ ниях каких-либо соображений метафизического, ненаучного характера. В связи с этим о появлявш ихся тогда работах по раздраж имости растений он писал: «В современной погоне за якобы нервным возбуждением мы потеряли из виду самый объект возбуждения и образ действия внешнего агента». Экспериментальное изучение того и другого в понимании автора к ак раз и являлось основной задачей физиологического исследования. Ф актам из области раздражимости и движений растений К. А. Тимирязев отвел много места в своей книге. Он подробно на 20 страницах говорит о движениях протоплазмы, зооспор,
ж ивчиков и раздраж имых органов высших растений. Он под­ робно описывает механизм этих движений, ход развития про­ цессов их раздраж ения и пр. Он детально рассматривает их сходства и различия по сравнению с движ ениям и и раздраж и ­ тельностью, наблюдаемыми у животных. Все, что имелось в этой области в то время, когда писалась эта книга, представляло собой результаты первы х шагов ана­ лиза этих явлений, намечавшие лиш ь их общие основные черты. Между тем на основе этих н ачальн ы х данны х тогда строились широкие выводы по физиологии раздраж ен ия. Е сли бы эти выводы основывались на результатах тщ атель­ ного экспериментального исследования этих явлений, К . А. Т и ­ м ирязев безусловно отметил бы эти данные с таким ж е внима­ нием и сочувствием, с каки м он встречал известные работы акад. И. П. Павлова по условным рефлексам. Но в ботани­ ческих работах того времени в этой области он находил «боль­ ше метафизики», чем «положительных знаний действительности». И он протестовал против такой трактовки явлений, пре­ достерегал своих читателей против внушающего опасения распространения R eizphysiologie с ее болезненными наростами, «неовитализмом» и «фитопсихологией» и стоящ им в тесной у в язке с ними «антидарвинизмом»1. Это создало К . А. Тимирязеву репутацию ученого, говоря­ щего только о физико-химических объяснениях жизненных явлений, но не признающего раздражимости. Все это, конечно, не верно. Тимирязев боролся не против раздраж имости. Ф ак­ там из этой области он уд ел ял должное внимание. Он боролся против необоснованных на опытах метафизических толкова­ ний мало изученных явлений. Ныне положение вещей в области раздраж им ости у растений сильно изменилось. С результатами новых исследований чита­ тель может ознакомиться по более новым сочинениям. Но приемы трактовки вопросов раздражимости растений по тому типу, с которым боролся К . А. Тимирязев, еще не исчезли из литературы , особенно из популярной. Б орьб а с неовита1 С л о в а гл и й с к о й р е ц ен зен та п еч ати » , с т р . ( ( S c ie n c e 25 н а с т . P ro g re ss» , т о м а . 19 12 г ., с м . « О тзы вы а п -
лизмом, антидарвинизмом и фитопсихологией не утратила и поныне своего актуального значения. И аргум ентация такого опытного и сильного борца, каким был К . А. Т им ирязев, вы­ кри сталли зовавш аяся в ярки х коротких форм улировках «Ж из­ ни растения», является и сейчас необходимой и актуальной. А кту ал ьн а и нужна она особенно для читателя, только что начинаю щ его знакомиться с физиологией. Б ы ло бы, однако, ошибочным думать, что из неж елания касаться соображений метафизического характера автор исклю ­ чил из своей книги все вопросы, на которые в точных науках пока нет экспериментально обоснованных ответов. Он действи­ тельно обходил их молчанием. Но он остановился на одном из них, самом сложном и трудном, — на вопросе о том, обладает л и растение сознанием. Х арактерен для автора тот ответ, который он дал на этот вопрос. «Но... обладают ли им все животные? Если мы не откажем в нем всем животным, то почему ж е откаж ем в нем растению? А если мы откажем в нем про­ стейш ему животному, то, скаж ите, где же, на какой ступени органической лестницы леж ит этот порог сознания?.. Не до­ пустить ли, что сознание разлито в природе, что оно глухо тлеет в низш их существах и только яркой искрой вспыхивает в разум е человека? Или, лучш е, не остановиться ли там, где порывается руководящ ая нить положительного знания, на том рубеже, за которым расстилается вечно влекущ ий в свою заманчивую даль, вечно убегающий от пытливого взора бес­ предельный простор ум озрения?»1 На этом рубеже автор и останавливается, п оказы вая, к ак велики задачи, стоящие перед человеческим познанием. Автор «Жизни растения» протестовал против соображений, лишенных опытного обоснования, когда им п ридавался х а­ рактер догматически излагаемого истолкования. Но он не­ редко сам пользовался этим приемом как вспомогательным средством исследования, к а к тем, что мы называем «рабочей гипотезой». К . А. Тимирязев указы вал на большое значение этого приема, умышленно упрощающего явления с целью нащ упать путь дальнейшего исследования и распознать стороны явления, имеющие действительно ведущее значение. 1 « Ж и з н ь р а ст ен и я » , с м . с т р . 2 9 3 н аст . т о м а . <
При этом он, однако, всегда подчеркивал временную, служеб­ ную роль таких рабочих гипотез. К . А. Тим ирязев пользовался приемом, часто употребляемым в физике: он прибегал к по­ строению моделей неясных еще явлений. П ри этом он четко отмечал, что такая схема сознательно упрощ ает естественную сложность явлений. Задачей такого приема явл яется сведе­ ние сложного естественного явления к упрощ енной его модели. В последнюю мы включаем только те стороны сложного явле­ ния, которые по нашему предположению долж ны играть веду­ щую роль в развитии явлен и я. Оттеняя упрощ енность модели, он вы яснял ее служебную роль и учил пользоваться ею, но не забывать за схемой о существовании реальной сложности фактов. В то же время он будил у читателя ж елание самому ближе разобраться в этом деле. Многие из читателей испытали, вероятно, на себе такое воздействие. З акан чи вая изложение всех обычных отделов физиологии растений, К . А. Тимирязев целое чтение- (9-е) посвятил теме «Растение и животное». Последнюю все привы кли видеть в на­ чале учебников ботаники и зоологии. В физиологии о таких вещах не говорили. В «Ж изни растения» она была разработана совсем иначе, чем принято писать в ботанических и зоологи­ ческих учебниках. Здесь нет обычного беглого всестороннего сравнения этих двух «царств живой природы». Вопрос постав­ лен лиш ь в разрезе физиологической динамики жизненных явлений. Н а протяж ении целой главы он рассматривается к ак вопрос сравнительной физиологии. В ту эпоху, когда писалась эта книга, постановка подоб­ ных вопросов была совершенно нова. Л иш ь за несколько лет перед тем она была впервые проведена в своих лекциях зна­ менитым физиологом — медиком Клод Бернаром *. В «Жизни растения» это было впервые сделано физиологом-ботаником и сделано иначе, чем у французского физиолога и независимо от н е г о 2. И поставлено это было не в университетском курсе, 1 « Л е к ц и и т а н н ы е 2 ч то в Л е к ц и и и п е р в о е ч и т а л ся о я в л е н и я х П а р и ж с к о м и м К л о д Б е р н а р а и зд ан и е в 18 7 6 ж и з н и , м у з е е г. « Ж и зн и о б щ и х е с т е с т в е н н о й в ы ш л и в с в е т р а ст ен и я » К . ж и в о т н ы м и ст о р и и в А . 18 7 8 в г ., и р а ст е н и я м , 18 7 0 г .» . т . в е. Т и м и р я з е в а . то м К у р с п р о ч и ­ ж е н :з г о д у , этот-
а в к р атк и х общедоступных чтениях для ш ирокой публики. Автор счел нужным ввести эти новые полож ения в цикл вопро­ сов, в которы х начинающий долж ен научиться разбираться с самых первых шагов ознаком ления с основами физиологии. Заклю чительны й вывод этой главы гласил, что все ж изнен­ ные процессы, каж ущ иеся столь различными у ж ивотны х и у растений, в основном едины: что различие м еж ду животным и растением не качественное, а количественное, что «в обоих соверш аю тся те же процессы, но в одном преобладаю т одни, в другом — другие»1. Т а к а я установка имела большое значение. Она объеди­ няла и приводила в систему ряд с первого взгл яд а отдаленных явлений. Она расш иряла кругозор начинающего и помогала ему ориентироваться среди всего разнообразия фактов. Сравнительно физиологический подход ко всем жизненным явлен и ям стал ныне одним из основных полож ений современ­ ной физиологии. Но ни одно из современных сочинений, могу­ щих служ и ть введением в изучение растительной физиологии, не р азъ ясн яет этого полож ения так коротко и ясно и в то же время так обстоятельно и полно, как «Ж изнь растения» К . А. Тимирязева. Чем-то совсем неожиданным в книге, посвящ енной физио­ логии, явилась ее последняя глава — «Образование органи­ ческих форм». Но эти вопросы К. А. Тимирязев ввел в свой курс к а к логическое заверш ение ряда его глав: «жизнь клетки, ж и зн ь органов, ж изнь целого растения, ж изнь всего расти­ тельного мира». В теории Д арвина он видел «учение, венчаю­ щее здание современной физиологии». «Сродство организмов, — говорит К. А. Т им ирязев, —ко­ торое допускаю т все без исключения естествоиспытатели, может быть объяснимо только их кровным родством. Значит, организмы имеют генеалогию, т. е. историю»2. «Исторический процесс» их происхождения заставляет счи­ таться с существованием «исторических причин» или, как мы называем их теперь, «исторических факторов» в физиологии. 1 « Ж и з н ь р а ст е н и я » , см . с т р . 296 н аст . т о м а. 2 « Ж и з н ь р а ст е н и я » , см . с т р . 3 15 н аст . то м а.
Все это было тогда ново. Вопросы о формах растений при­ нято было излагать в особых курсах, посвящ енны х морфоло­ гии. Т рактовка их к ак вопросов физиологических ш ла в разрез с общими взглядами морфологов. Эти две дисциплины разви ­ вались совершенно обособленно и не имели общих методов, а часто и общего язы ка. С появлением дарвинизма образование органических форм стало рассматриваться в теории эволюции. Н о и здесь поста­ новка вопросов происхождения видов к а к вопросов физиоло­ гических была нова. Д арвинизм в те времена едва начинал проникать из области общих теоретических установок относи­ тельно п орядка вещей в органической природе в область экспе­ риментальной проработки этих вопросов. Все эти установки по поводу образования форм к а к вопро­ сов о процессах физиологических не сразу привлекли к себе внимание. И эта глава книги была сочувственно встречена к ак простое изложение основ дарвинизма. Бы ло бы, однако, больш ой ошибкой, если бы так взглянули на эту главу наши современные читатели. Ее содерж ание шире. Д ля 70-х годов X IX столетия она яви лась к а к бы предвиде­ нием того проникновения физиологического эксперимента в область вопросов формообразования, которое наступило лишь много позднее х. Полного разверты вания фронта это движ е­ ние достигло лиш ь в наши времена, когда оно разви лось в ди­ намику развития с ее практическими ответвлениями — яро­ визацией и прочими видами управления циклом разви тия р а ­ стения. Д ля нашей эпохи глава эта, н аписанная физиологом дарвинистом, является классическим памятником начального периода проникновения идей эволюции в физиологию. III. ЧТО Д А ЕТ ЭТА К Н И Г А К . А. Тимирязев предназначал свою кн и гу «для чтения и первоначального ознаком ления с предметом, а не для усид­ чивого его изучения» (1894 г.). 1 С р . ч тен и й и « И ст о р и ч еск и й (18 9 0 — 18 9 1 п о зд н ее. м ет о д в г г .) . П е ч а т а л и с ь О тд ел ьн о й к н и го й б и о л о ги ю » . в и зд ан ы ж у р н а л е в 19 2 2 г . Д е с я т ь « Р у с с к а я Н а с т . о б щ е д о ст у п н ы х м ы сл ь» и зд . V I в т о м . 18 9 2 г .
Эти слова справедливы только в том смысле, что «Ж изнь растения» не предназначалась д л я роли учебника. Опыт пока­ зал , что значение этой книги было действительно совершенно иное, более широкое. Новым растущим кадрам советских научны х и п ракти ­ ческих работников небезынтересно будет зн ать, что давало чтение этой замечательной книги поколениям времен первых ее изданий. Ч ер п ая первые познания по физиологии растений из «Ж из­ ни растения», мы не только прочитывали ее много раз, но и очень пристально изучали ее. Изучение это имело, однако, совсем иной х ар ак тер , чем ш тудирование учебников. П рямым следствием догматического стиля обычных руководств явл ял ось усвоение их содерж ания в том виде, в каком оно изложено в книге. Не то было при и зу­ чении «Ж изни растения». Мы много раз возвращ ались к ее чтению по частям. Происходило это не потому, чтобы нам трудно было понять ее четко сформулированные выводы. Их мы усваивали легко и быстро. Мы возвращ ались к прочитанному по другой причине. К нига будила нашу мысль. Все фактиче­ ское, усвоенное нами, как-то само собой обрастало массой вопросов, соображений и с необычайной силой у вл екал о нас. Вдумываясь в опыты, описанные в книге, мы часто повто­ ряли, видоизменяли их. П ри этом мы постепенно привы кали мыслить конкретными образам и фактов, даваемых эксперимен­ том и окруж аю щ ей жизнью . Мы учились делать самостоятель­ ные заклю чения из собственных наблюдений над ходом явл е­ ний. П ервое, что мы усваивали из книги, — это было ясное поедставление о важности методологической стороны в науч­ ной работе. Мы отчетливо начинали различать, что в этой обла­ сти можно называть действительным знанием, и понимать, как это знание создается. Мы убеж дались, что основное здесь — точный метод, определенная постановка вопроса и правильн ая экспериментальная его разработка. Д л я нас становилось ясным, что физиолог всему этому дол­ ж ен учиться у родоначальников точных экспериментальных наук — физиков и химиков. Исследуя жизненные явления, \
физиолог долж ен ставить вопросы и работать так ж е четко и строго, с теми же точными методами, к а к работаю т физики и химики. Необходимость серьезных познаний по этим дисцип­ линам для физиолога становилась д л я нас очевидной. И не один из нас, почувствовав недостаточность своих знаний в этой области, переходил от «Ж изни растения» к штудированию нуж ны х нам отделов химии и физики, ищ а там нуж ны х све­ дений и методов исследования. В то же время из «Ж изни растения» мы выносили ясное представление и о бесконечной сложности и своеобразии ж и з­ ненных явлений, о невозможности заменять и х строгое экспе­ риментальное изучение каж ущ им ися истолкованиям и по ан а­ логии с явлениям и в животном организме или в физико-хими­ ческой модели. К нига привлекала наше внимание и к физио­ логии животны х, в которой мы искали более выработанны х методов исследования. Б ы ло очень важ но, что все мы приобретали представление о науке не к а к о чем-то законченном, застывшем в статике до­ стижений, а к ак о том, что познано далеко еще не полно, в чем очень много едва затронутого, а часто и совсем не затронутого научным анализом. Мы могли ясно понять всю необходимость дальнейш ей разработки ряда вопросов и п олучали некоторое представление о том, к а к это надо сделать. Мы видели, что вся суть здесь не только в точном методе и в четкой постановке вопроса исследования, но еще более в правильной методологии. Мы привы кали искать скрытые соображ ения метафизического характера и не усп окаиваться на словах. Н а фоне преобладающ ей догматики учебников «Ж изнь расте­ ния» резко вы делялась. Она звала нас увидеть все своими гл а ­ зами, самостоятельно все критически продумать. Все это вно­ сило совсем неожиданную , свежую струю в однообразие тог­ дашней учебной работы. К огда мы оглядываемся теперь на все эти переж ивания, мы не можем не признать, что по сущ еству дела мы знакоми­ лись по этой книге с элементами физиологии растений в свете материалистической диалектики. Последнюю, однако, мы вос­ принимали не к а к философскую дисциплину, а в процессе ее применения к обработке систематически объединенных тем
«Ж изни растения». Многие из нас, заинтересовавш ись деталями вопросов, не описанными в «Ж изни растения», и скали дополни­ тельн ы х сведений в других кн и гах нередко чисто специального, не общедоступного характера. П ри этом, однако, мы не просто ѵсвояли их, а применяли все приобретенные при изучении «Ж изни растения» методологические навыки. Все это было, однако, лиш ь первым этапом и зучения «Ж из­ ни растения». Второй этап наступал тогда, когда мы сами начи­ нали преподавать. Теперь мы искали в «Ж изни растения» сведений и примеров по лекционным опытам, по их технике, по их размещению в ходе лекции. Мы искали в книге указаний по отбору материала д л я лекции, по ее структуре, по путям к достижению простоты и ясности в изложении слож ны х ве­ щей и, наконец, по разгадке тайны великого искусства владеть вниманием и захватом слуш ателей и проводить прочные нити, связую щ ие вопросы практики с заданиями производства. Мы не забы вали этой книги и позднее, когда, разбираясь в некоторых спорных вопросах, мы возвращ ались иногда к ней с мыслью: а к а к об этом думал К . А. Тимирязев, во всем ори­ гинальны й, объективно мыслящ ий, опирающийся на глубокие и ш ирокие познания, — физиолог-физик, физиолог-химик, фи­ зиолог-методолог. * Ф арадей, говоря о популярной литературе, писал: «Лекции, которые действительно чему-нибудь учат, никогда не будут популярны . Л екции, которые популярны , никогда не будут давать действительного знания». Положение это, вообще говоря, конечно бесспорно. Но оно ни в первой, ни во второй части не исчерпывает особенностей книги К . А. Тимирязева. В «Ж изни растения» есть п опуляри­ зац и я. Но стиль ее излож ения не обычен для п опулярной книги. В нем, к а к мы видели, в связи с ее методологическими установ­ ками было много элементов строго научного х ар актер а. Она бы ла написана с целью познакомить читателя с самыми основ­ ными данными из области жизненны х явлений растения, дать ясное представление о физиологии к а к о точной науке. О граничив так свою задачу, автор поставил ее выполнение
совершенно необычно. Он не давал общ епринятого излож ения результатов науки в статическом р азр езе. Он поставил себе совершенно новую и оригинальную задачу: ознакомить с эле­ ментами физиологии, показав ее в динамическом разрезе ее процессов работы, со всеми основными особенностями ее мето­ дологии. Это и привело к тому, что, вопреки мнению Ф арадея, эта популярная (вернее — общедоступная) кн и га нас учила тому, чему не учили нас другие книги. «Ж изнь растения» явилась для нас практическим курсом методологии точной экспериментальной н ауки . Им она остается и доныне и сохра­ нит это свое значение долго. П оп улярн ая кн и га, конечно, не может дать того, что Ф ар а­ дей назы вал действительным, глубоким знанием. Она, конечно, не даст человеку способности разбираться в сложных яв л е­ ниях природы и производства, ясно предвидеть их дальнейшее течение и находить новые пути к управлению ими. Однако, такого зн ан и я не даст ни одна кн и га, даж е и гл у­ боко специальная. В кн и гах можно найти такие знания лиш ь д л я хорошо выработанных производств заводского типа, имеющих стандартную рецептуру. Но к ак только речь заходит о том, чтобы разобраться в чемнибудь неизвестном, наладить какой-нибудь новый процесс, готовых указаний для этой работы н ел ьзя найти ни в одной книге. Таковы отдельные процессы зем леделия и растениевод­ ства. Все они крайне сложны, и теоретическое освещение их еще крайне недостаточно. В таких случаях необходимые зн ан и я приобретаю тся ліппь собственным вдумчивым анализом явл ен и й и изучением спе­ циальной литературы . Под этим именем мы разумеем не отдель­ ные науки в их целом объеме, а только те отдельные данные из разны х наук, отчетливое понимание которы х необходимо к а к д ля исследовательской, так и д л я производственной ра­ боты. Однако, только этим дело не исчерпывается. Н аука есть не статика знания, а его непреры вная динам ика. Знания по­ стоянно растут и требуют, чтобы тот, кому они нуж ны, не толь­ ко зн ал их сегодняшнее состояние, но и непрерывно следил за их ростом. Это, однако, вовсе не значит, что читающий дол­
ж ен механически накоплять в своей голове растущ ие знания. Необходимо умело усваивать действительно ценное, новое. Но необходимо такж е умело и забы вать устаревш ее и то из прочтенного нового, что не выдержало кр и ти ки со стороны требований методологии. Необходимо, таким образом, чтобы тот, кто изучает новую литературу, не просто следил за раз­ растанием научных сведений, а умел критически подходить к новому и к старому. Необходимо, чтобы он умел выбирать то, что ему .нужно для успешности его работы. Я сно, что для всего этого необходимы соответствующие навыки, то, что Ф арадей назвал «воспитанием суждения» и чему наша советская ш кола уделяет столько самого серьез­ ного внимания. Все эти навыки вместе с неугасающим интересом к знанию к ак действительной силе играю т в жизни научного и практи­ ческого работника несравненно большую роль, чем сама ис­ ходная «статика знания». Умение добывать из литературы или из прямого исследования то, что в данный момент нам нуж но, и умение во всем этом критически разобраться и вы­ брать то, что дает действительно ведущие указан и я, — все это имеет основное значение в образовании кадров н ауки и про­ изводства. И чем раньше все эти навыки будут приобретены, тем это важнее для начинающего. Догматизм обычных учеб­ ников, давая ценнейшие зн ан ия, в то же время создает привыч­ ку к статике знания и не дает умения разбираться в динамике знания. * Из всего рассмотренного выше нетрудно видеть, насколько нов, оригинален и глубоко продуман был план, по которому создана была «Жизнь растения»; с каким редким талантом, с каким и широкими познаниями, с какой прозорливостью этот план был проработан. Это относится прежде всего к самому замыслу ознакомить начинающего не только с элементами наш их знаний о жизни растения, но и с н аукой о них в р аз­ резе динамики ее работы. Резко выступает «Ж изнь растения» на фоне популярной литературы и своим двойным заданием:
дать основные знания не только по физиологии растения, но и по ее методологии. Х арактер исключительной оригинальности представляет постановка ознакомления с этими по сущ еству философскими вопросами не в разрезе передачи и х общ их положений, а в разрезе демонстрации применения этой методологии к процессу разработки тем физиологии растений к а к точной науки. Столь ж е нова для эпохи «чистых» наук, сторонивш ихся от всего «прикладного», была общ ая установка всего излож ен и я на тесную у в язк у его с повседневной мыслью и производственной практикой читателя, стремление давать не знание ради зн а­ ния, а знание к а к силу, помогающую ориентироваться в окру­ ж аю щ их явлениях природы и предвидеть их течение. Д аж е методологические детали, характеризую щ ие, «как наука отно­ си тся к своим задачам и к а к добывает свои новые и прочные истины», ставились в связи с пожеланием, чтобы навыки эти бы ли перенесены на обсуждение слож ны х вопросов практи­ ческой жизни. Все это было чуждо общим взглядам эпохи создания этой книги, но все это встречало горячий отклик у читателей и было написано в полном созвучии с установками эпохи, наступившей почти через полстолетия в стране социа­ листического строительства. Много нового и оригинального в книге К . А. Тимирязева и в чисто научном отношении. П режде всего он впервые офор­ мил тот состав физиологии, какой мы признаем за ней сейчас. Он впервые внес в состав своего курса р яд вопросов, которые затрагивались ботаниками того времени лиш ь отчасти и счи­ тались вопросами агрономически.ми (зольное питание в дета­ л я х , долговечность семян и пр.). Он впервые выдвинул на надлежащ ее Аіесто значение точного физико-химического учета в физиологических работах. Много нового и оригинального в «Ж изни растения» и в обла­ сти частных вопросов. Глубоко интересна д ля каждого физиолога по своим сообра­ ж ениям и сообщаемым в ней новым фактам, новым методам заклю чительная гл ава книги, посвящ енная лекции, прочи­ танной в Техническом обществе в С .-П етербурге в 1875 г. под заглавием «Растение к а к источник силы». Н ов был целый ряд
отдельных установок и мыслей, разбросанных по всей книге (исторические факторы в физиологии, экспериментальная эво­ лю ци я, постоянный охват явлений в целом, неотделимость ф изиологии от внутренней и внешней морфологии, взгляд на дарвинизм к ак на учение, венчающее здание физиологии, и многое другое). В се это дает достаточное основание признать «Жизнь растения» К. А. Тимирязева книгой классической. Ф акти­ чески она давно уже вошла в состав книг этого рода по неуга­ сающему и растущему интересу к ней читателя, по всем тем особенностям своей судьбы, о которых говорилось вначале. В нашей стране класси ки естествознания находят все более широкие круги читателей. Ныне в круг читателей этих книг вступают новые кадры — энтузиасты создания нового, социа­ листического земледелия. Кадры эти идут из кругов колхоз­ ной молодежи. Они уже ясно поняли недостаточность старого эмпиризма села и уже ищ ут источника силы д л я своей работы в данны х точной науки. «Ж изнь растения» К. А. Тимирязева надолго сохранит вни­ мание читателей. Еще долго она будет зар аж ать их широкие кр у ги энтузиазмом к точному знанию и прививать им его мето­ дологические навыки. Она долго .будет вовлекать их в науч­ ную работу над теорией жизненных явлений растения, при­ званной поднять производительность труда работников нашего социалистического земледелия на невиданную до сих пор высоту. Все это составляло заветную мечту К . А. Тимирязева.
■ : . ". ' ‘ , I -'Tf. : • • ; ' -I ■ q% ." ' f ' v »Vir- . •' ' ■ , • : , . f V. :. • s. r І u ‘' . . ■ .■ . i ! ....
А лфавитны й УКАЗАТЕЛЬ М2ѴШН К IV т о м у СОБРАНИЯ СОЧИНЕНИЙ К. А - Т и м и р я з е в а

А Л Ф А В И ТН Ы Й У К А З А Т Е Л Ь ИМЕН А р м стр о н г, Генри п р о ф е с со р о б щ е с т в а . п о (A rm stro n g , хи м и и в А в т о р ф и зи ч еск о й H e n r y ) .— Л о н д о н е , р а б о т п о с 19 0 1 А н гл и й ск и й г. х и м и к , в и ц е -п р е зи д е н т о р га н и ч е ск о й и о сн о в н о й с 18 7 4 г. к о р о л е в с к о го х и м и и , а т а к ж е хи м и и . * Бернар, Клод (B e rn a rd , ф и зи о л о г. в л е н и я . в е ст н ы Б екетов, Р а б о т ы его А. п о л ек ц и и Н. — в Я в л я л с я б ы тн о сть его Б о л ьц м ан , Лю двиг (п р о ф е с со р в п о 1 8 1 3 — 18 7 8 . 19 0 2 . О д и н си стем е — и з р а б о т в о б л а ст и м и к и . П р о т и в н и к о б м ен у П р о ф ессо р ф р а н ц у зск и й в е щ е с т в . р а ст ен и й и б о т ан и к и п е т е р б у р г с к и х о р га н и з а т о р о в н е п о ср ед ст в ен н ы м ( B o ltz m a n n , и З н а м е н и т ы й э к с п е р и м е н т а л ь н о го ф и зи о л о ги и ш к о л ы ст у д е н т о м В е н е ), — п р е д с т а в и т е л ь о б щ ей с о з д а т е л ь т а н и к о -ге о гр а ф о в . — н ер в н о й 18 2 5 — ун и в е р си т е т а , к у р с о в . C l.) К р у п н е й ш и й н а п р а ­ Ш и р о к о П е т е р б у р г с к о г о м о р ф о л о го в Б е с т у ж е в с к и х р у к о в о д и т е л е м и з ­ ж и в о т н ы х . К . А . и бо- ж е н с к и х Т и м и р я з е в а у н и в е р си т е т а . L .) — в ы д а ю щ и й с я к и н е т и ч е ск о й 18 4 4 — 19 0 6 . — А в с т р и й с к и й е с т е с т в о и с п ы т а т е л ь тео р и и и д е а л и ст и ч е ск и х г а з о в , теч ен и й в т е р м о ф и зи к е. 19 и в е к а ; ф и зи к ав т о р э л е к т р о д и н а ­
Бородин, И . П . — З а н и м а л с я а т а к ж е том и и п о с ти ч еск и м и х и м и к с в е т а Б уссен го , 19 3 0 . с и с т е м а т и к е . р а ст ен и й . Б р а у н , Горас К . А . р у с с к и й ан ато м и и и б о т ан и к , а к а д е м и к . ф и зи о л о ги и и зв е с т н ы х п о со б и й Т и м и р я зе в у Г .] , (B ro w n , ф и зи о л о г. А в т о р н а т р а н сп и р а ц и ю . Ж а н -Б а т и с т . п р и ш л о с ь о д и н и з Т .) а в т о р о с т а в и л в с в е т е п о р а ст ен и й , б о т ан и к е б о р о т ь с я 18 4 8 — п о J . п о сл е хи м и и , зе м л е д е л ь ч е с к а я — В .) — с его ф и зи к и хи м и я д в а и — и а н а ­ в и т а л и ­ 18 0 2 — А н гл и й ск и й и п о 18 8 7 . и сс л е д о в а н и й н а у ч н о й с е б я 19 2 5 . ф о т о си н т е зу к л а с с и ч е с к и х о сн о в о п о л о ж н и к о в с тат ей х о з я й с т в о Н . и ссл ед о в ан и й ( B o u s s in g a u lt , х и м и к , го ч и сл е н н ы х н о м и я , И зв ест н ы й п о А в т о р и р а ст ен и й , — в ы с к а з ы в а н и я м и . [Б р о у н , ф р а н ц у з с к и й л ев о е 18 4 7 — и сс л е д о в а н и я м и в л и я н и ю — о В и д н ы й п и тан и и а г р о н о м и и , к р о м е м н о ­ к а п и т а л ь н ы х т р у д а « П о ­ м ет ео р о л о ги и » и ф и зи о л о ги я» (8 I. В .) 16 4 4 . (2 т .) и « А г р о ­ т .1. * В а н -Г е л ь м о н т, II. Б . го л л а н д ск и й б р о ж е н и я , в о п р о с с к и й — м ец к и й р о д . Герман в р а ч о Гельз, ф и зи о л о ги и л и й с к и й ф и зи к е и п у т е м г е р м а н с к и й — и з в у к о в ы х С .) , р а ст ен и й , 1 8 2 1 — а в т о р ф и зи о л о ги и . 19 В ы д а ю щ и й с я п р о ц есс п ы т а л с я и м п ер ат о р и н а д S .) — у ч е н и к р е ш и т ь и п р у с ­ и з З н а м е н и ты й н е ­ и сс л е д о в а н и й о с н о в о п о л о ж н и к о в и о б о с н о в а л ф и з и ч е с к у ю о с н о в у п ер вы й уч е н и ю в о с п р и я т и й . 16 7 7 — 17 6 1 . И . — Н ь ю т о н а , п ер ед в и ж ен и ем о д и н — и з р а з в и л Д а л з р и т е л ь н ы х ( H a le s , 18 9 4 . к л а с с и ч е с к и х О д и н в е к а ; т е р м о д и н ам и к и . и сс л е д о в а н и й ж и в о т н ы х л о ги и Н .) е с т е с т в о и с п ы т а т е л ь , т а л ь н ы х Гёте, П о сл ед н и й е с т е с т в о зн а н и я (Г е л ь с , о п ы тн ы м — И с с л е д о в а л 19 18 ). ( H e lm h o ltz , за к о н ы Стеф ан — 15 7 7 — р астен и й . е с т е с т в о и с п ы т а т е л ь , м ат ем ати к е, в то р о й г. — я т р о -х и м и к . га з ; п и т а н и я 18 5 9 (18 8 8 — м е х а н и ч е с к о го и H e lm o n t, у г л е к и с л ы й и ст о ч н и к е к о р о л ь Ге л ъ м го л ьтц , п о о т к р ы л о б В ил ьгел ьм I I (v a n е с т е с т в о и с п ы т а т е л ь , И зв ест н ы й а в т о р ж и д к о с т е й о сн о в а т е л е й и а н г ­ ф у н д а м е н ­ г а з о в в э к с п е р и м е н т а л ь н о й т е л а х ф и зи о ­ р а ст ен и й . И о га н н -В о л ь ф га н г м ец к и й п о эт и сс л ед о в ан и й и (G o e th e , п и са т е л ь . п о I. W .) И звест ен в о п р о с а м — 17 4 9 — т а к ж е к а к с р а в н и т е л ь н о й 18 3 2 . — В е л и к и й н а т у р а л и с т , ан ато м и и и а в т о р н е ­ р я д а м о р ф о л о ги и р аст ен и й . Гоф м ейстер, В . м ец к и й л е н и я ( H o fm e is te r , б о т ан и к . у в ы с ш и х б р и о л о ги и W . У с т а н о в и л с п о р о в ы х в ы с ш и х F . В .) — 18 2 4 — ч ер ед о ван и е и р а ст ен и й . у 18 7 7 . п о л о в о го ц в е т к о в ы х — и р а ст е н и й . И звест н ы й б есп о л о го Д а л н е ­ п о к о ­ о сн о в у э м ­
Д а р в и н , Ч арлз (D a rw in , н а т у р а л и с т , п е р е в о р о т с к о г о и в м и р а, в п ер в ы е о б ъ я с н я ю щ у ю в и д о в п о р о д в и б о р ьб е ч ел о века» н ем ец к и й п р о ц есс. п ут ем в ж и зн ь» о р га н и ч е ­ э в о л ю ц и о н н о е и зв ес тн ы о т б о р а , (п ер в о е уч ен и е м а т ер и ал и ст и ч еск и Н аи б о л е е д о м аш н ем р аб о там и р а зв и т и е о т б о р а , е с теств ен н о го за ан гл и й ск и й с во и м и и о б о с н о в а в ш и й естеств ен н о го р а ст ен и й Г е н и а л ь н ы й п р о и зв е д ш и й п р о и сх о ж д е н и е н а у ч н о и зд . и л и в со сто я н и и » 18 5 9 (2 его т р у д ы : с о х р а н е н и е т. г .) ; « И зм е­ 18 6 8 ); « П р о ­ (18 7 1) . Д екандоль, с м . К а н д о л ь - д е . Д ю буа-Р еймон, Эмиль ( D u н ы й н а эв о л ю ц и о н н ы й ж и в о т н ы х и сх о ж д е н и е 18 0 9 — 1 8 8 2 .— б и о л о г, т ео р и ю « П р о и с х о ж д е н и е н ен и е — в о з з р е н и я х в ы д в и н у в ш и й и зб р а н н ы х C h .) в ел и ч ай ш и й B o is -R e y m o n d , ф и зи о л о г, а в т о р E . ) — 1 8 1 8 — « И ссл ед о ва н и й н а д 18 9 6 . — ж и в о тн ы м И з в е с т ­ э л е к т р и ­ ч ество м ». Дютрош е, Р . ц у з с к и й (D u tro ch e , ф и зи о л о г, (18 3 7 ), в п ер в ы е т е м п е р а т у р ы р а ст ен и й и R . J . п р и м ен и л у — 17 7 6 — 18 4 7 . в и т ал и зм а . — и сс л е д о в а л И зв ест н ы й О т к р ы л т е р м о э л е к т р и ч е ск у ю р а ст ен и й , и х Н .) п р о т и в н и к с в я з ь я в л е н и я и г л у м е ж д у д л я ф р а н ­ о см о за и зм ер ен и я с а м о н а гр е в а н и е м хи м и зм о м . * Зинин, H. Н. у ч е н и к 1 8 1 2 — 1 8 8 0 .— — Л и б и х а , п р о ф е с со р З н а м е н и ты й К а з а н с к о г о , р у с с к и й п о то м х и м и к -о р г а н и к , П е т е р б у р г с к о г о у н и ­ в ер си т ето в . * И нгенгус, Я н (In g e n h o u sz , с т в о и сп ы т а т е л ь , З а н и м а л с я с к и х J .) р о д о м — и з 17 3 0 — 17 9 9 . Г о л л а н д и и , и сс л ед о в ан и ем газо о б м ен з е л е н ы х Пост, Л . у р а ст ен и й (Jo st, L .) р а ст е н и й , н а с в е т у р. — р а сп р о с т р а н е н н о го щ и й ся ш в е й ц а р с к и й Г л а в н ы й т р у д о п и сан и е 18 6 5 . в — (D e в и д о в ф а к т и в е с т е ­ В е н е . э л е к т р и ч е ­ в с л е д за П р и стл и р а з л и ч и я в п о вед ен и и тем н о те. Н ем ец к и й п о A . д и р ек то р P .) — 17 7 8 — ц а р с т в а » зак о н ч е н н о е е го А в т о р р а ст ен и й . б о т а н и ч е ск о го р а ст и т ел ьн о го р а ст е н и й , б о т а н и к -ф и з и о л о г. ф и зи о л о ги и C a n d o lle , б о т ан и к , « П р о д р о м у с в се х у с т а н о в и л и в р а ч л е к а р ь м е т а л л о в , м ето д эв д и о м ет р и и ; р у к о в о д с т в а Кандолъ-де, Огюст П ирам И зв е с т н ы й т еп л о п р о во д н о сти я в л ен и й , у с о в е р ш е н с т в о в а л и з у ч а л — п р и д в о р н ы й — 18 4 1. с а д а — в В ы д а ю ­ Ж е н е в е . с и с тем ат и ч еск о е сы н о м А л ьф о н со м д е -К а н д о л ь . К опт , Огюст (C o n te, в о п о л о ж н и к ф и л о со ф и и ». А .) — 17 9 8 — 18 5 7 . п о зи т и в и зм а. А в т о р — Ф р а н ц у з с к и й 6 -т о м н о го « К у р с а ф и л о со ф . О с н о ­ п о л о ж и т ел ьн о й
К орж инский, с к о го С. И. — 1 8 6 1 — у н и в е р си т е т а , с а д а и ч л ен ч е с к и х 19 0 0 . за т е м А к а д е м и и — Р у с с к и й д и р ек то р н а у к . А в т о р и ссл е д о в а н и й . (18 9 9 ) и п о с л е д у ю щ е й В с в о е й р я д а п р о ф ессо р « Г е т е р о г е н е з и с в ы с т у п а л к а к Т о м ­ Б о т а н и ч е с к о г о с и с т е м а т и ч е с к и х р а б о т е д е я т е л ь н о ст и б о т а н и к , П е т е р б у р г с к о г о я р ы й и и ф л о р и с т и ­ ’э в о л ю ц и я » ан ти д а р в и н и ст . У';'. Л авуазье, А н т у а н Л ор ан ф р а н ц у з с к и й к о н с о х р а н е н и я т е л ь н о го Л еббок, с зн ан и ю и Линней, Карл ав т о р с и ф и к а ц и и 17 4 3 — 17 9 4 . — х и м и и . т ео р и ю Г е н и а л ь н ы й У с т а н о в и л г о р е н и я , к а к з а ­ о к и с л и ­ т еп л а. 18 3 4 — 19 13 . А в т о р — И з в е с т н ы й м н о ги х а н гл и й с к и й т р у д о в п о е с т е с т в о ­ d a V in c i) 14 5 2 — 15 1 9 . — 17 0 7 — 17 7 8 . н аи б о л ее со в ер ш ен н о й в и д о в C a rl) ж и в о т н ы х п о л у ч а е т — — В е л и к и й и т а л ь ­ уч е н ы й . н о м е н к л а т у р ы , В п е р в ы е — а р х е о л о г . и (L in n e , т у р а л и с т , с т е н и е р а зр а б о т а л J.) (L e o n a rd o х у д о ж н и к н ар н о й — этн о л о ги и . Л ео н ар до д а -В и н ч и я н с к и й и L .) с о в р е м е н н о й в ы д ел ен и ем (L u b b o c k , е с тес тв о и с п ы тат ел ь A . о сн о в а т е л ь в е щ е с т в а ; п р о ц е с са Д ж он (L a v o is ie r , у ч ен ы й , З н а м е н и т ы й и с к у с с т в е н н о й р а ст ен и й , с о г л а с н о д в о й н о е в к л ю ч и л и — л а т и н ск о е ч е л о в е к а и з о б р е т а т е л ь к о т о р о й в — к а ж д о е р о д о в о е с и с т е м у ш в ед ск и й си стем ы п р и н ц и п а ж и в о т н о е и в и д о в о е б и о л о ги ч е ск о й н а ­ к л а с ­ и ли б и ­ р а ­ н а зв а н и е . к л а с с и ф и ­ к а ц и и . * Н а й т , Томас Андрю с т в о и сп ы т а т е л ь , м а л с я о п ы там и ж и в о т н ы х и ( K n ig h t , T h . о с н о в а т е л ь A n .) с к р е щ и в а н и я и с с л е д о в а л — 17 5 9 — 18 3 8 . О б щ ест ва р а зл и ч н ы х в л и я н и е — с а д о в о д с т в а си л ы А н г л и й с к и й в с о р т о в зем н о го е с т е ­ Л о н д о н е . З а н и ­ р а ст е н и й , п р и т я ж е н и я п о р о д н а р о с т р а ст ен и й . Н емец, В. р я д а (N em e c, В .) и сс л ед о в ан и й П ы т а л с я — у с т а н о в и т ь в о л о к о н е ц , р . н а д 18 7 3 н а л и ч и е п о д о б н ы х г . — я в л е н и я м и у Ч е х о -с л о в а ц к и й р о ста и р а ст ен и й н ер в н ы м в о л о к н а м б о т ан и к , р а з д р а ж и м о с т и п е р е д а ю щ и х у а в т о р р аст ен и й . р а з д р а ж е н и е ж и в о т н ы х . * П оловцев — ш к о л ы П ристли , Р у с с к и й Д ж . н а т у р а л и с т . Д о к а з а л , в б о т а н и к -ф и зи о л о г Ф а м и н ц ы н а , что «хо р о ш и й » . б ы л ( P r ie s t le y , О т к р ы л зел ен о е б л и зо к J .) — к к о н ц а 17 3 3 — 18 0 4 . к и с л о р о д , р а ст е н и е X I X , н а ч а л а X X в . и з в и т а л и зм у . — н а ш а т ы р ь , п р е в р а щ а е т К р у п н ы й о к и с ь а н гл и й с к и й у г л е р о д а «и сп о р ч ен н ы й » и д р . в о з д у х
'I Р ескин, Д ж . (R u s k in , J.) — 18 1 9 — 19 0 0 . — А н г л и й с к и й к р и т и к и и с к у с ­ с т в о в е д . * Савич, А . Н . — 18 10 — п р о ф е с со р п о в 18 8 3 . — И зв ест н ы й С .- П е т е р б у р г с к о м р у с с к и й а с т р о н о м , у н и в е р си т е т е . А в т о р а к а д е м и к , м н о ги х т р у д о в астр о н о м и и . Сакс, Ю лиус А в т о р (S a c h s, р а б о т у ч е б н и к о в J.) п о — 18 3 2 — ф и зи о л о ги и б о тан и к и 18 9 7 . и — И зв е с т н ы й ан ато м и и с о в р е м е н н о го т и п а н ем ец к и й р а ст е н и й , и и зв ес тн о й а б о т ан и к . т а к ж е с в о д к и п е р в ы х п о и сто р и и б о т ан и к и . Сенебье, Ж ан (S e n e b ie r , н а т у р а л и с т , о д и н С кот т -Д укинф илъд, Г . л е о н т о л о г. п р е д с т а в л я ю щ у ю т е т а . — — у м . 19 3 4 . г р у п п у п е р е х о д — 17 4 2 — 18 0 9 . о сн о в а т е л е й О т к р ы л Строганов, А . Н . з и о л о ги и J .) и з У ч е н и к и ан ато м и и — — о т с п о р о в ы х Т и м и р я з е в а и « Ж и з н ь р астен и я » а н г л и й с к и й с е м е н н ы х р а ст е н и й к а с си ст е н т е г о 8 -е ф и т о п а ­ п а п о р о т н и к о в , сем ен н ы м . п о М о с к о в с к о г о — ш в е й ц а р с к и й р а ст е н и й . И звест н ы й и ск о п а е м ы х р а ст е н и й , п р о ф ессо р И л л ю ст р и р о в а л И зв е с т н ы й ф и зи о л о ги и и зд . К . к а ф ед р е ф и ­ Г о с . у н и в е р с и ­ А . Т и м и р я з е в а . * Томсон, Д ж . Д ж . С 18 8 4 А в т о р п о р я д а п о д т в е р д и л эти м (T h o m so n , 19 19 г. и сс л ед о в ан и й у ч е н и е о с н о в у д л я Тургенев, И . С. — J . д и р е к т о р о б J . ) — р. 1 8 5 6 .— К а в е н д и ш с к о й п о т ео р ети ч еск о й а т о м и ст и ч еск о м э л е к т р о н н о й А н г л и й с к и й л а б о р а т о р и и ф и зи к е . стр о ен и и в ф и зи к . К ем б р и д ж е. Э к сп ер и м ен т ал ьн о э л е к т р и ч е с т в а и д а л тео р и и . 18 1 8 — 18 8 3 . — К л а с с и к 18 3 5 — 19 18 . — Р у с с к и й р у с с к о й л и т е р а т у р ы . * Ф аминцын, А . С. с — Б а р а н е ц к и м б о д н о в д о к а з а л , к а ч е с т в е что «гон и ди и » с а м о с т о я т е л ь н ы х б о т ан и к ф и зи о л о г. л и ш а й н и к о в о д н о к л е т о ч н ы х м о гу т С о в м ест н о ж и т ь в о д о р о с л е й , с в о ­ ан ти - д ар ви н и ст. Франсе, Р ауль а в т о р (F ra n c e , R .) — у ч е н и я о « д у ш е р . в 18 7 4 г. — Н е м е ц к и й б о т ан и к , в и т ал и ст , р а ст е н и я » . * Ш иш кин, И . И . — 1 8 3 1— 18 9 8 . И звест н ы й р у с с к и й ж и в о п и се ц -п е й за ж и ст . $ Э ндлихер, Стефан (E n d lic h e r , S .) — 18 0 5 — 18 4 9 . — А в с т р и й ск и й б о тан и к .
С о д ерж а н и е Ж И З Н Ь РА С ТЕН И Я Предисловия и отзывы Отзыв о «Жизни растения» проф. А . Н . Бекетова Предисловие к первому изданию Предисловие ко второму изданию Предисловие к третьему изданию Предисловие к четвертому изданию Предисловие к пятому изданию Предисловие к шестому изданию Предисловие к седьмому изданию Предисловие к английскому изданию Отзывы английской печати Предисловие к восьмому изданию Предисловие к девятому изданию I. Наука и общество. Внешнее и внутреннее строение растения II. Клеточка III. Семя 11 И 13 15 16 18 19 19 20 21 ^4 26 28 31 61 83
IV. Корень ?£9 V. Лист VI. Стебель V II. Рост £5? *65 195 VIII. Цветок и плод IX . Растение и животное X. Образование органических форм 2?3 265 299 Предметный указатель 55? * ПОСЛЕСЛОВИЕ К IV ТОМУ СОБРАНИЯ СОЧИНЕНИЙ К. А. ТИМИРЯЗЕВА А ка д . Е . Ф. В отчал 339 * А Л Ф А В И Т Н Ы Й С О Ч И Н Е Н И Й * У К А З А Т Е Л Ь К . А . И М Е Н Т И М И Р Я З Е В А К IV Т О М У С О Б Р А Н И Я 3 7 1
РЕД А К ТО РЫ Л . С. Б У З У Л У К О В и А . С. С Е Р Е Й С К П П Т Е Х Н И Ч Е С К И Й РЕД А К ТО Р Т . Ф. СОКОЛОВА О Т В Е Т С Т В Е Н Н Ы Й КО РРЕК ТО Р Е . В . В И Т ТО Р Ф Объем издания 23,75 печ. л . + 8 вкладны х иллю страций (у. а . л . 22,52). В печатном листе 34 000 печ. зн ак о в . Ф -т издания 7 2 х П 0 1/16. Тираж 10 500 э к з. Сдано в п р о и зв о д ^ в о 1/Ѵ ІІІ 1937 г . Подписано к печати 11/Х І 1,1937 г . Уполномоченный Главлита № Б-31175. СХ Г 5800. З а к . № 3082. Б у м ага на текст и па вклейки Виш ерской бумажной фабрики им. М енжинского. Отпечатано в 1-й Образцовой типографии О гиза РСФСР треста «Полиграфкняга». М осква, В ал о в ая, 28.


t ѵш V Q >f 1 b I
2011096178