Глава первая Мир вокруг нас
Глава первая
Мир вокруг нас
Чудеса далекие и чудеса близкие
Вы хотите путешествовать?
Конечно, хотите!
Кто в детстве и юности не мечтает о далеких, полных приключений и опасностей путешествиях?
Ведь и вы, читатель, наверное, мечтаете о том же.
Что же, давайте мечтать вместе. А потом, быть может, выберем маршрут и отправимся в далекое увлекательное путешествие.
Выбор у нас большой… Шестую часть суши нашей планеты занимает великий Союз Советских Социалистических Республик. Это свыше 22 миллионов квадратных километров, или 2200 миллионов гектаров. Чтобы обойти территорию нашей страны по ее границам, хорошему ходоку нужно более пяти лет. Ему пришлось бы пройти примерно 64 тысячи километров.
Когда на Дальнем Востоке, за горами, покрытыми вековой тайгой, садится солнце и быстро сгущаются сумерки, на западных границах СССР под ласковыми лучами только что взошедшего солнца раскрываются лепестки цветков, запевают свою утреннюю песню птицы, люди начинают трудовой день.
Когда на севере, в Заполярье, еще лежит снежный покров, на юге — в Крыму, на Кавказе, в Средней Азии — уже начинается уборка урожая, наливаются сладким соком яблоки, груши, янтарные гроздья винограда.
Так велика наша Родина. Чудесно украсилась она за годы советской власти. Народ-хозяин творчески, по твердому плану ведет социалистическое хозяйство, преобразует природу своей страны.
Осушены и превращены в плодородные земли малярийные топи Колхиды в Закавказье и заболоченные торфяные равнины Белоруссии.
Орошаются безводные земли сухих степей и пустынь. Новые каналы несут воду полям хлопчатника, виноградникам и садам Средней Азии. Десятки миллионов деревьев, посаженных советскими людьми, выстраиваются в зеленые колонны лесных полос, защищающих колхозные и совхозные поля от сухих ветров и песчаных бурь.
В Заполярье, где не растут даже привычные к холоду северные карликовые деревья и кустарники, человек выращивает ячмень и пшеницу, капуста и картофель дают высокие урожаи.
Никогда не было на Урале и в Сибири своих фруктов. А сейчас там каждую весну буйно цветут, а затем дают плоды яблоки и даже груши.
Полезные растения по воле ученых и практиков-мичуринцев расселяются по всей стране. Они дают богатые урожаи и на Крайнем Севере, и в пустыне, и на высоких горах…
Советский человек упорно, настойчиво исследует родную землю, изучает ее растительный и животный мир. Альпинисты уже побывали на высочайших вершинах горных хребтов, водолазы опускались в глубины морей и океанов, путешественники расшифровали и нанесли на карту еще не исследованные «белые пятна» — отдельные участки азиатских пустынь и глухой сибирской тайги.
Советские люди преобразуют природу, осушают болота, орошают земли сухих степей и пустынь.
И все же на территории нашей огромной Родины есть немало районов, требующих изучения, немало проблем, нуждающихся в приложении пытливого ума.
Есть куда направить творческое дерзание ученого-исследователя, краеведа-путешественника.
Многие тайны, скрытые в глубине морей, под сплошным покровом леса, степей и лугов, в недрах земной коры, еще ждут своих первооткрывателей.
«Нет во всем мире земли, где бы хранилось столько разнообразных природных богатств, где бы так могучи были силы недр, грандиозны перспективы, зовущие и манящие к труду и борьбе», — писал о нашей стране советский ученый-путешественник Александр Евгеньевич Ферсман.
Ранней весной, как только зажурчат весенние ручьи, в различных уголках нашей страны появляются люди в брезентовых плащах, с заплечными мешками, с молотками на длинных рукоятках. Это геологи-разведчики. Они изучают строение земной коры и законы природы, по которым образуются и располагаются в земле различные полезные ископаемые — железо, золото, нефть, уголь…
Геологи — охотники за полезными ископаемыми. Их можно встретить на сопках, на горных перевалах, в дикой безлюдной тайге. Они проходят и там, где среди пустынной, сухой степи уже поднимаются на реках плотины и возникают новые моря, вырастают новые фабрики и заводы.
Быть может, нам отправиться путешествовать с одной из таких партий геологов-разведчиков? Вместе с ними мы испытаем трудности дальнего пути, разочарование от неудач и, наконец, радость первого успеха.
Или, может быть, поехать с географами — исследователями необъятных просторов земного шара?
Хорошо бы на мощном ледоколе проникнуть в самые таинственные области Арктики, преодолеть полосу движущихся льдов и, после упорных поисков, первыми увидеть сквозь пелену тумана остроконечные вершины легендарной «Земли Санникова».
А еще лучше присоединиться к экспедиции палеонтологов. Палеонтология — наука, изучающая древних животных и растения, населявших землю в различные периоды ее существования.
Вместе с учеными-палеонтологами мы проникли бы в малодоступные районы великой азиатской пустыни Гоби. Там, в толщах сухих, слежавшихся красноватых песков, скрыты кладбища исполинских чудовищ — кости давно вымерших животных, бродивших в этих местах много миллионов лет назад. В самом центре великой пустыни, среди громадных барханов фиолетового песка, мы, быть может, увидели бы легендарных животных «олгой-хорхой», которых народная фантазия наделила способностью убивать врага на расстоянии.
Палеонтологи изучают древних животных и растения по ископаемым остаткам.
Да мало ли что можно было бы увидеть, если отправиться путешествовать с палеонтологами!
А быть может, все же лучше предпочесть географов?
Когда-то этот нелегкий вопрос встал и перед автором данной книги. Он был тогда еще совсем молод и тоже мечтал о путешествиях. Нашлись люди, которые помогли ему встретиться и поговорить с представителями различных наук.
Оказалось, что каждый ученый считает самой интересной ту науку, которой он посвятил свою жизнь. Геолог — геологию, географ — географию, палеонтолог — палеонтологию.
Ученые умеют рассказывать о своей науке. И когда говорил геолог, казалось, что геология интереснее всех наук. А начиналась беседа с географом, и уже тянуло отдать все свои силы географии. Такое же желание появлялось во время беседы с палеонтологом.
Так и не удалось мне тогда решить, какой науке отдать предпочтение.
И все же беседы с учеными очень помогли. Стало ясно, что для участия в далеких путешествиях мало одного желания.
И как бы ни были ценны для путешественника смелость и выносливость, одних этих качеств тоже недостаточно. Нужны еще знания — крепкие, прочные знания, которые добываются упорным трудом. Нужна также наблюдательность, а она воспитывается постоянной тренировкой — внимательным наблюдением за явлениями, происходящими в окружающей природе.
И еще: для того чтобы путешествовать и открывать новое, вовсе не обязательно отправляться в далекие края.
Разве не прекрасна окружающая нас природа?
Высокий купол бездонного голубого неба громадной лазурной чашей опрокинут над прекрасной цветущей землей. Жарким дыханием согревает солнце темный и строгий сосновый бор, веселые, изумрудно-зеленые кружева лиственных лесов, свежие, чистые островки милых белых березок.
И как будто в ответ на ласку солнца, волнуется под дуновением ветра пестрый наряд полей. Голубой цвет неба, оранжевые и огненно-красные лучи заката, лиловые тени сумерек словно живут в ярких красках цветков.
Над лугами шумит пестрая толпа насекомых: шмели, пчелы, осы… Порхают бабочки в цветистом уборе… Над дубравами звенит разноголосый хор лесных жителей. Звонко и чисто поют соловьи, зяблики, дрозды. Тонко свистят иволги. Ночью громко хохочут совы, ухает филин, урчат хором лягушки…
Везде жизнь!
Разве мало не открытых еще тайн хранит природа? А ведь открывать эти тайны не только интересно, но и очень важно.
Советские люди уверенно переделывают природу, добиваются изобилия продуктов, превращают свою страну в цветущий край, прокладывают дорогу в коммунизм.
Но чтобы преобразовывать природу, нужно хорошо знать ее, уметь подмечать особенности жизни растений и животных в разных условиях.
«Нужно быть глубоко наблюдательным, как могут быть наблюдательны только люди, жизнь которых составляет одно целое с природой», — говорил Иван Владимирович Мичурин.
Среди родной природы, в лесу, на лугу, наблюдая жизнь растений, птиц и насекомых, можно получить немало необходимых знаний.
Прислушиваясь к птичьим голосам, к шелесту листьев, к журчанию ручья, к гудению пчел, присматриваясь к сезонным явлениям, происходящим в природе, можно подметить много нового.
Знания, полученные таким образом, помогут подготовить себя к будущей деятельности, независимо от того, хотите ли вы быть геологом, географом, палеонтологом или работником какой-либо другой профессии.
Давайте же отправимся путешествовать по вольным просторам полей и глухим зарослям леса, осмотрим живописные окраины своего города, спустимся в овраги, покрытые душистыми цветками, зайдем на колхозные и совхозные поля — они будут нашими «воспитателями» и «наставниками» в прекрасном деле познания природы.
Мы проникаем в страну «дремучих трав», в веселый мир цветков и насекомых.
Все, кто захочет принять участие в таком путешествии, прочтут эту книгу.
Мы отправляемся путешествовать
Есть на земле чудесное место. Маленькая речка бежит по зеленым заливным лугам, тихие воды ее то прячутся за жесткой щеткой осоки, то вновь вырываются на простор, и тогда сотни ярких солнечных бликов радостно играют на поверхности воды.
За речкой синеют голубые дали, а воздух прозрачен, как хрусталь. Днем, когда сильно пригреет солнце и воздушные струи устремятся вверх от горячей земли, все вокруг чуть дрожит и колеблется, будто смотришь на мир через хрустальную призму.
На высоком правом берегу речки шелестят золотистые колосья спелой пшеницы. А дальше, за овражками, сбежали с горы и остановились у самых полей березовые перелески. Еще дальше темнеет сосновый бор.
Там, в лесу, есть поляна. Кругом густо стоит сосновый и еловый молодняк, а молодые березки выскочили вперед и, собравшись вместе, закустились в центре поляны.
Наверное, все знают это место. Один бывал здесь, когда бродил в окрестностях своего города и выслеживал, где попрятались грибы-боровики. Другой видел это место на землях своего колхоза, когда вместе с товарищами-пионерами собирал оброненные во время уборки колосья пшеницы и вдруг, оглядевшись, подумал: а как здесь красиво! Третий запомнил речку в осоковых берегах, голубые дали заливных лугов и солнечную поляну в лесу, побывав на них со школьной экскурсией…
Если вы забыли, где это место, то поищите и наверняка найдете точно такое же или очень похожее. А потом отправляйтесь туда, лучше всего весенним утром.
Снег уже растаял. Нет его и на северных склонах оврагов, где он держится дольше всего. Умчались в речку последние вешние воды. Зазеленел и покрылся первыми весенними цветками луг.
Солнце только что взошло. Над речкой быстро тают последние сизые клочки тумана. Яркие лучи солнца радужно играют в каплях росы. Раскрывают лепестки, повертываются к солнцу нежные цветки. С каждым днем их все больше — лиловых, синих, желтых, белых — цветков весны.
Даже овраги оделись в праздничный убор и лежат украшенные золотисто-желтыми цветками калужницы, бледножелтозелеными — селезеночника и яркожелтыми цветками чистяка.
Уже давно развернулись и теперь набирают силу молодые ароматные листья деревьев. Отцвели орешник, осина и тополь. Зато в полном цвету стоит черемуха, и ее пряный аромат смешивается с нежным запахом яблонь, цветущих за рекой.
Цветет черемуха.
Все новые зеленые ростки тянутся к солнцу: побеги на деревьях, на кустарниках, ростки трав, пробивающие землю, толстый покров прошлогодних листьев и хвои. Сколько в них — в этих ростках — силы!
Оглянитесь вокруг: мы живем посреди Зеленой страны.
Земля покрыта травами, кустарниками, могучими лесами. Далеко от этих мест шумят волны морей и океанов. Но и там продолжается Зеленая страна. Под водой, у берегов морей и океанов, там, куда проникает солнечный свет, растут богатые подводные луга водорослей. В верхнем слое морской воды свободно плавает бесчисленное множество микроскопически малых растительных существ. Ученые подсчитали, что общая поверхность всех зеленых растений на Земле в 150 раз больше поверхности всего земного шара.
Жизнь не была бы так богата и разнообразна, если бы на Земле не было зеленых растений.
Для человека и всех животных необходима пища, которая состоит из сложных органических веществ: белков, жиров и углеводов. Травоядные животные получают такую пищу — необходимые им органические вещества — в готовом виде от растений. А хищники, которые питаются не растительной, а животной пищей, получают органические вещества из мяса животных, питающихся растениями.
И только растения готовят для себя вещества, поддерживающие жизнь самих растений и животных.
Осенью на землю падает крошечное семечко. А весной уже тянется к свету зеленый росток.
Пройдут годы, и из маленького семени вырастет большое дерево. Все органические вещества, из которых образованы бесчисленные клетки дерева, созданы самим растением.
Сосновое семечко весит всего около пяти тысячных долей грамма. А ствол и ветви вековой сосны, не считая содержащейся в них воды, весят примерно 800 килограммов — в 153 миллиона раз больше веса семечка.
Откуда же растения берут питательные вещества?
Более трехсот лет назад ученый Ван-Гельмонт проделал такой опыт. Он взял большой глиняный горшок и наполнил его землей. Земля была предварительно высушена и взвешена. В горшке ее поместилось 80 килограммов. Затем Ван-Гельмонт срезал ветку ивы, взвесил ее, посадил в горшок и тщательно прикрыл поверхность земли в горшке, чтобы туда не попадала пыль, всегда носящаяся в воздухе.
Ивовая ветка пустила корни и начала расти. Но растущему деревцу не давали дополнительно никаких питательных веществ, а только поливали водой. Для полива брали дождевую воду, которая не содержит питательных солей.
Прошло пять лет. Выросшую иву вынули из земли и взвесили. Оказалось, что она весит теперь на 65 килограммов больше, чем весила ветка, посаженная в горшок.
Землю, оставшуюся в горшке, просушили и также взвесили. При этом ученый обнаружил удивительную вещь: вес земли за пять лет уменьшился только на 50 граммов.
Каким образом добыла ива 64 килограмма 950 граммов органических веществ, из которых она построила ткани своего тела? Ван-Гельмонт, производивший опыт с ивой, не смог правильно ответить на этот вопрос. Он полагал, что прибыль веса у ивы произошла за счет воды, что из воды создаются вещества, слагающие тело растения. Триста лет назад наука еще не располагала данными, позволяющими правильно объяснить эту загадку природы.
Шли годы… Ученые все глубже проникали в тайны природы. Вооружившись микроскопом, они изучили строение растений, поняли значение скрытых процессов, происходящих в листьях, стеблях и корнях.
Мы знаем теперь, как разгадать загадку, которую задала ученым триста лет назад ива, посаженная в горшок с землей: большую часть питательных веществ ива брала не корнями из почвы, а листьями из воздуха.
В окружающем нас воздухе всегда есть примесь углекислого газа — соединения углерода с кислородом. И вот листья растений улавливают из воздуха углекислый газ. В небольшом количестве он доставляется в листья и корнями вместе с водой и минеральными солями. Из углекислого газа, а также из воды и минеральных солей, поступающих из почвы, в листьях образуются органические вещества: углеводы, белок, жиры. Из этих веществ строятся клетки стебля, листьев, корней, цветков и плодов.
Ученые установили, что органические вещества образуются в зеленых растениях только тогда, когда на них падает солнечный свет.
Оказалось, что между зелеными растениями и солнечными лучами есть невидимая, но тесная связь. Изучению этой связи посвятил 50 лет своей жизни знаменитый русский ученый Климент Аркадьевич Тимирязев.
Пытливо изучал Тимирязев мир растений. Столетний дуб, колосок ржи, кудрявая березка и яркий цветок в поле одинаково привлекали его внимание.
Сколько тайн скрыто в каждой зеленой былинке! Кажется, чт? может быть проще, обычнее листа. Маленькая, зеленая пластинка, сверху гладкая и глянцевитая, снизу матовая, покрытая нежным пушком.
Но вот тот же лист под объективом микроскопа. В плотной кожице листа сотни крошечных отверстий — устьиц. Через них растение дышит, через них же испаряется излишек влаги. А когда влаги мало, устьица закрываются.
Так выглядит зеленая мякоть листа под микроскопом.
Через крошечные отверстия — устьицы — углекислый газ проникает вглубь листа.
Внутри листа тысячи мельчайших, невидимых простым глазом прожилок — сосудов, по которым движутся плодоносные соки земли; тысячи клеток, слагающих живую мякоть листа. И в каждой клетке зеленые зерна замечательного вещества — хлорофилла. Зерен так много, что благодаря им растение приобретает зеленую окраску.
Именно здесь, в зеленых хлорофилловых зернах, и происходит образование органических веществ под воздействием солнечных лучей. Этот скрытый процесс Тимирязев исследовал и проверил на сотнях опытов.
Каждая клетка зеленого листа наполнена хлорофилловыми зернами. Каждая клетка — крошечная «фабрика жизни».
В темную лабораторию ученый пропускал тонкий пучок солнечных лучей. Здесь с помощью стеклянной призмы солнечный луч разлагался на составные части, на цветные лучи: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.
В различные цветные лучи Тимирязев помещал запаянные стеклянные трубочки с кусочками зеленых листьев. Кусочки листьев были одинаковой величины, а в каждой трубочке содержалось одинаковое количество углекислого газа.
Через определенное время состав газа в трубочках тщательно исследовался.
Оказалось, что наибольшее количество углекислого газа усваивали кусочки зеленых листьев, которые находились в красных лучах. Следовательно, не все лучи действуют на зеленые листья одинаково. Хлорофилловые зерна производят свою работу главным образом при помощи красных лучей, обладающих наибольшей энергией.
Растения улавливают энергию солнечных лучей и с ее помощью совершают свою удивительную работу — создают органические вещества из неорганических тел природы.
Тимирязев назвал этот процесс фотосинтезом, то-есть созиданием при помощи света. Энергия солнечных лучей как бы накапливается в организме растений в виде построенных при ее помощи органических веществ. Эта энергия используется потом животными, поедающими растения. Та же солнечная энергия, захваченная растениями и затем с пищей попавшая в тело человека, поддерживает его существование, позволяет жить, двигаться, работать.
Каждый зеленый листочек предстал перед человечеством как необыкновенная «фабрика жизни», которая создает из неорганических веществ органические.
А ведь Зеленая страна огромна. И всюду хлорофилловые зерна, словно миллиарды чудесных машин, улавливают энергию солнца.
При помощи энергии солнечного света растения образуют из углекислого газа, воды и минеральных солей органические вещества и выделяют свободный кислород.
Мы купаемся в море. Вокруг нас в каждой капельке воды работают сотни таких машин — микроскопически малых водорослей.
Мы легли отдохнуть на зеленом лугу. И здесь, в каждой травинке, в каждом листике, повсюду вокруг нас, работают солнечные машины. А сколько таких машин в листве необъятных наших лесов!
Вот чуть приметная тропинка. Никто не знает, кто протоптал ее — человек или зверь.
Быть может, такой же глухой тропинкой проходил когда-то Тимирязев, пытливо изучавший окружающую природу. Пойдем и мы по ней. Она поведет нас все дальше и дальше в чащу леса.
А вот и поляна в лесу…
Над цветками шумит пестрая толпа насекомых.
Мы идем по заповедному уголку Зеленой страны. Весенние цветущие травы мягким ковром устилают наш путь. Какие это травы, какова их роль в природе, как и зачем появились на них эти нежные цветки? Для равнодушного путника все это неинтересно. А между тем каждая зеленая былинка — удивительная лаборатория, где ежечасно, ежеминутно, пока падает на нее солнечный луч, совершается великое таинство природы — образование органических веществ. Нет, не проходите мимо простенького полевого цветка. Присмотритесь к нему, не жалейте времени для того, чтобы узнать, что связывает его с окружающей природой, какое место он занимает в ней.
Рассказ белой нимфеи
Из седой глубины веков дошла до нас такая легенда.
Богиня Венера окропила кусты и травы чудесным напитком богов — нектаром, который давал богам вечную жизнь и юность. И тогда на растениях появились прекрасные цветки.
Капельки нектара остались в глубине цветков. Своенравная богиня скрыла нектар от взоров людей, и только трудолюбивым пчелам было позволено находить путь к золотистой капельке божественного напитка.
Так представляли себе историю происхождения цветков древние греки.
Поэт древности Овидий записал и другие легенды, рассказывающие о происхождении различных цветков.
Одна из богинь гор и лесов — прекрасная нимфа Клития влюбилась в бога Аполлона. Долго и напрасно ожидала нимфа взаимного чувства. В отчаянии она опустилась на землю и превратилась в растение. Губы нимфы при этом сомкнулись и образовали красноватый цветок фиалки.
Другая легенда рассказывает о происхождении прекрасного цветка нарцисса.
Жил в древности, повествует легенда, самовлюбленный красавец-юноша, по имени Нарцисс. Он так долго любовался своим отражением в воде, что тело его зачахло и обратилось в былинку растения. И только красивый желто-белый венчик цветка напоминает нам о былой красоте лица злополучного Нарцисса.
Этот древний рисунок изображает легендарного юношу — Нарцисса.
Появление на Земле цветков гиацинта, адониса и лавра древние легенды объясняли подобными же чудесными превращениями богов и людей.
По-другому рассказано о происхождении цветков в библии — священной книге древних иудеев и христиан.
В этой книге изложена легенда о сотворении богом мира в шесть дней.
По библейским домыслам, на третий день были на земле созданы растения. На пятый день «сотворил бог рыб больших, животных и пресмыкающихся, которых произвела вода, и всякую птицу пернатую…»
На шестой день бог создал «скотов и гадов и зверей земных». Затем создал человека и поселил первых людей в райском саду. Чтобы еще больше украсить этот райский сад, бог одел растения в яркий убор из цветков…
Все эти легенды приходят на память, когда смотришь на зеленый луг с яркими цветками.
Сколько раз за долгую историю человечества приписывали люди цветкам божественное происхождение!
Сколько поколений людей наивно верило в то, что боги одевают растения в чудесные наряды только для того, чтобы научить человека отличать красивое от некрасивого!
Все эти наивные легенды создавались в те времена, когда люди были еще далеки от научного познания природы. Они не умели объяснять явления, происходящие в природе, естественными причинами. Люди верили, что эти явления происходят по воле сверхъестественных сил — бога или богов, ангелов, чертей, духов. По воле сверхъестественных сил движутся небесные светила, сменяют друг друга дни и ночи, чередуются времена года, выпадают дожди, гремит гром, проносятся ураганы… По воле этих же сил появились на Земле различные виды животных и растений, распустились разнообразные цветки. Так думали люди, находящиеся во власти ложных, фантастических представлений об окружающей природе.
Правильное представление о происхождении цветков мы получили благодаря достижениям передовой материалистической науки. Немало ученых посвятило свою жизнь изучению растительного мира. Веками длилась кропотливая работа. По крупицам открывал человеческий разум тайны цветков, и мало-помалу рушились старые легенды и сказания о цветущем рае, созданном на Земле для человека.
Мы знаем теперь, что в основе всех явлений окружающего нас мира лежат не сверхъестественные силы, а общие, постоянно действующие законы природы. Изучая эти законы, наука находит естественное объяснение стихийным явлениям природы, открывает тайны происхождения и развития жизни на Земле.
Такими же естественными причинами, в основе которых лежат общие законы природы, объясняет наука происхождение растений и, в частности, цветковых растений.
Как же появились цветки и каково их значение для растений?
Приглядимся внимательно к формам цветков, к их строению. Быть может, цветки сами помогут нам ответить на эти вопросы?
Золотистый лютик.
Вот перед нами золотистые головки лютика, которые весной и в начале лета украшают наши луга.
Каждому не раз приходилось любоваться этим цветком.
Наблюдателю прежде всего бросается в глаза желтый венчик, составленный из пяти золотистых лепестков.
Если мы повернем растение цветком вниз, то заметим, что цветок сидит на тоненьком зеленом стебельке-цветоножке. Яркожелтый венчик охвачен с наружной стороны кольцом небольших зеленых листочков, составляющих чашечку цветка.
В самом центре, среди ярких лепестков, поднимается вверх пестик, окруженный кольцом желтых тычинок.
Тонкие нити тычинок увенчаны мешочками-пыльниками. Эти мешочки набиты мельчайшими крупинками цветочной пыльцы.
Нежный, стройный столбик пестика сверху оканчивается рыльцем, а внизу расширяется в завязь. Там, внутри завязи, по ее внутренним стенкам, сидят на ножках особые образования — семяпочки.
В глубине цветка расположены нектарники. Это скопление маленьких тонкостенных клеток, в которых вырабатывается душистый сладкий сок — нектар. Во время цветения растений нектар привлекает к цветкам множество различных насекомых.
Тычинки с пыльниками и пестик с завязью и семяпочками — важнейшие части цветка.
В крупинках пыльцы находятся мельчайшие отцовские клетки, а в семяпочках завязи — материнские.
Продольный разрез цветка вишни.
Цветок не даст плода, останется «пустоцветом», если не будет опылен, то-есть если на липкую поверхность рыльца пестика не упадет несколько пылинок, зарождающихся внутри пыльников тычинки. Когда пылинка попадает на рыльце пестика, она прорастает, давая пыльцевую трубочку, которая растет в тканях пестика и достигает завязи. Отцовские клетки пылинок сливаются с материнскими клетками семяпочек и образуют семена. Так цветок рождает семена, а из семян возникает новое растение. Следовательно, цветки появились не для того, чтобы украшать наши луга, поля и сады. Они прежде всего нужны самим растениям.
Цветки — органы размножения цветковых растений.
Золотистый цветок лютика помог нам понять назначение цветка, но умолчал о его истории. Посмотрим, быть может, другие цветки ответят нам и на это.
Отправимся на речку, которая струится между зарослей осоки. Там есть небольшое тихое озеро.
Чудесное явление можно наблюдать на его берегу ранним утром. Как только лучи утреннего солнца заискрятся, запрыгают по воде зайчиками, на поверхность воды вдруг всплывают странные круглые «поплавки». Проходит немного времени, и поплавки медленно раскрываются в большие, красивые белые цветки.
Это цветки белой нимфеи — водяной лилии.
На ночь они скрываются под водой, а утром вновь всплывают на поверхность.
Вскоре вся поверхность озера покрывается распустившимися цветками. Со всех сторон летят сюда крылатые гости. Они садятся на белые лепестки и украшают их, словно драгоценные камни. Это жуки-радужницы. Золотисто-зеленые надкрылья насекомых отливают всеми цветами радуги.
На озере распустились цветки белой нимфеи.
Каждое утро, как на скатерть-самобранку, прилетают эти жучки пировать на цветках белой нимфеи.
…Лодка тихо продвигается среди шуршащих листьев, между прекрасными цветками. Попробуйте сорвать один из них. Вы почувствуете, что черешки белой нимфеи тянутся, как резиновые, а сломать их невозможно. Наклонитесь с лодки и внимательно рассмотрите цветок.
Пышный цветок белой нимфеи снаружи охвачен поясом зеленых глянцевитых и плотных чашелистиков. Они чрезвычайно похожи на такие же плотные и кожистые листья нимфеи, плавающие на поверхности воды. Изнутри чашелистики имеют совершенно иной вид: они окрашены в приятный беловатый тон, как бы служащий переходом к снежно-белому цвету нежных лепестков.
Теперь так же внимательно рассмотрите лепестки. Вы легко заметите, что на белых лепестках, находящихся ближе к центру, имеются желтые кончики. На следующих лепестках эти желтые пятна все увеличиваются и по форме напоминают пыльники. Самые лепестки при этом становятся все ?же, затем совершенно теряют первоначальную форму и в глубине цветка превращаются в тычиночные нити, несущие на вершине золотисто-желтые пыльники.
На цветках белой нимфеи хорошо заметен переход от чашелистиков к тычинкам.
Не значит ли это, что цветок представляет собой обыкновенный, но только сильно укороченный побег стебля, на котором все листья превратились в различные части цветка.
Так оно и есть! На нежных лепестках белой нимфеи природа как бы записала длинную историю цветка. Зеленые дольки чашечки, яркие лепестки венчика, стройные тычинки и пестики — это, оказывается, не что иное, как видоизменившиеся листья.
Теперь продолжим наше путешествие и посмотрим, не откроет ли нам природа и другой своей тайны.
Раз все в окружающем нас мире совершается не по воле каких-то таинственных, чудесных сил, а согласно общим законам природы, все должно иметь свое объяснение, у каждого явления должна быть своя причина.
Если мы смогли найти ответы на вопросы, какую роль играют цветки в жизни растений и как образовались отдельные части цветка, мы сумеем найти ответ и на вопрос о том, зачем нужна растениям яркая окраска цветков.
В стране лилипутов
И вот мы снова в лесу. Сколько цветков на нашей поляне: первоцвет, хохлатки, медуницы, ветреницы, баранчики, лютики…
Посмотрите на поляну, обернувшись лицом к солнцу, и вы увидите, что цветки как бы отвернулись от вас. А обернетесь назад — лицом к северу — увидите, что и цветки смотрят прямо на вас. Они словно следят за солнцем, поворачивают свои головки вслед за ним.
Тот, кто впервые обращает на это внимание, обычно ловит себя на мысли: неужели растения видят солнце и сознательно поворачивают к нему венчики своих цветков?
Но такая мысль возникает только на мгновение, потому что наука уже давно объяснила это явление.
Солнце — источник жизни на Земле. Растениям необходимы свет и тепло, и они подставляют свои цветки прямо под лучи солнца, повертываются вслед за ним.
Объясняется это удивительное явление различной скоростью в росте освещенной и затемненной стороны растения: первая растет медленнее, а вторая — быстрее. В результате затемненная сторона цветоножки удлиняется по отношению к освещенной; цветоножка изгибается, и цветок поворачивается к солнцу.
Цветки поворачиваются за солнцем. Это происходит потому, что затемненная сторона цветоножки растет быстрее освещенной.
Так непонятное и, казалось бы, сложное, явление имеет часто весьма простое объяснение.
Солнце припекает все сильнее… Горячий воздух колеблется; вместе с ним, кажется, колеблются и лес, и травы, и далекие просторы лугов.
Как хорошо сейчас прилечь на мягкую, шелковистую весеннюю траву!
Когда стоишь, все сливается под ногами в сплошной зеленый ковер. Как Гулливер с высоты своего роста не видел подробностей в стране лилипутов, так и мы не замечаем многого, что происходит в Стране зеленых трав.
А ляжешь — и перед глазами открывается новый, таинственный мир. Зеленая страна словно раздвигается и предстает в иных, увеличенных размерах. Стебли трав кажутся теперь похожими на стволы больших деревьев. Молодая зеленая поросль, бурые прошлогодние листья и сухие стебли также представляются большими, они напоминают заросли и бурелом в дремучем лесу.
Муравей тащит былинку. Он кажется огромным. А вот еще один. Муравейника не видно, а муравьи все бегут и бегут куда-то.
Здесь пролегает муравьиная дорога. Когда-то один муравей пробежал и оставил за собой пахучие следы. По его следам прошел другой, третий… Все они шли и находили дорогу по запаху, который оставили прошедшие ранее. Повсюду пролегают такие пахучие тропинки муравьев.
Муравьи один за другим взбираются по стеблю. Что привлекает их? Большой лист покачивается над головой. На обратной стороне листа сидят, тесно прижавшись друг к другу, зеленые насекомые. Их вздутые брюшки напоминают маленькие бочонки. Это тли, крошечные, беззащитные насекомые. Но, несмотря на это, они совсем не боятся крепких челюстей воинственных муравьев.
Между тлями протискивается то один, то другой муравей, а те как ни в чем не бывало сидят на листе и словно дремлют.
Понаблюдаем за ними. Вот один муравей около тли. Он бережно ощупывает ее усиками. Тля приподнялась. На заднем конце ее брюшка выступила крошечная капелька прозрачной жидкости. Муравей с жадностью проглотил эту капельку. Затем он подполз к другой тле, и повторилось то же самое.
Это муравьи-«скотоводы». Они охраняют тлей и получают от них сладкую жидкость. Жидкость эта не что иное, как отбросы пищеварения тлей. Но муравьи до нее большие охотники.
Муравьи не поедают тлей, а ухаживают за ними.
Муравей наелся до отвала и теперь спускается вниз. Навстречу ему спешит голодный муравей. Он останавливает сытого, ощупывает его усиками. И тогда сытый приседает, вытягивает голову и выпускает каплю сиропа. Голодный с жадностью набрасывается на сладкую жидкость.
Муравей «доит» тлю.
Сытый муравей кормит голодного.
Все больше муравьев вокруг. Они сходят с тропы и снуют повсюду в поисках корма.
На соседнем листе пристроилась гусеница бабочки-зорьки. Вся жизнь гусеницы проходит в еде. Сначала с края листа она делает круглую выемку своими жвалами. Затем ест очень быстро: голова гусеницы опускается, пожирая листок, потом быстро поднимается, чтобы снова опуститься.
Однако завтрак прожорливой гусеницы на этот раз прерывается самым печальным образом.
Муравей отыскал гусеницу. Он впивается своими челюстями в мягкое тело гусеницы и кусает ее до тех пор, пока они вместе не падают на землю. Здесь в гусеницу впивается еще несколько муравьев. Гусеница извивается, пытается ползти, но муравьи вцепились в нее мертвой хваткой.
Наконец гусеница перестает двигаться. Муравьев около гусеницы все больше и больше. Их движения не согласованы, каждый муравей тянет гусеницу к себе. И все же раньше или позже они приволокут гусеницу к муравейнику…
Муравьи атакуют гусеницу.
Только маленький клочок земли, заросший травами, видит глаз человека, лежащего на зеленом весеннем ковре. А сколько поучительного можно заметить на этих нескольких десятках квадратных сантиметров!
Тончайшие хоботки тлей вонзаются в мякоть листьев и, как насосы, выкачивают питательные соки из растения. Сладкие растворы проходят через кишечник тлей. Часть этих растворов выделяется наружу и служит подкормкой для муравьев.
Используя тлей в качестве посредников, муравьи поедают в конечном счете вещества, накопленные растениями.
Значит ли это, что муравьи — паразиты, живущие за счет других? Вовсе нет! Муравьи щедро расплачиваются с растениями за капельки сахаристой жидкости, полученной через посредство тлей — муравьи защищают растения от прожорливых гусениц.
Каждая гусеница превращается в куколку, из куколки выходит бабочка. Куколка, а в значительной мере и бабочка будут существовать за счет питательных веществ, которые накопила в своем теле гусеница.
Вот почему гусеницы так прожорливы. В течение дня они съедают такое количество листьев, которое равно их собственному весу. Можно себе представить, что было бы без муравьев и птиц, также поедающих гусениц. Гусеницы, появившиеся во множестве, опустошили бы Зеленую страну.
Этого не происходит, так как большая часть гусениц гибнет от многочисленных врагов.
Но питательные вещества, накопленные гусеницами, не пропадают зря. Те гусеницы, что попали в челюсти муравьев, пополняют продовольственные запасы в кладовых муравейника. За счет этих запасов вырастут новые сотни муравьев, которые выйдут на охоту и уничтожат десятки новых гусениц.
В природе все находится в тесной взаимосвязи.
Обильным потоком льются на землю живительные лучи солнца. И там, где есть зеленые растения, эти лучи не исчезают бесследно. При посредстве растений солнечная энергия поддерживает жизнь многочисленных обитателей Зеленой страны.
…Над головой покачиваются вершины травянистых зарослей. Там, над этими вершинами, все нарастает звон и шум, сливающиеся в ровное, не прекращающееся гудение. Солнце поднялось и стоит теперь прямо над поляной; все залито ярким светом, тени почти исчезли.
А над цветками, жадно тянущимися к солнцу, шумит веселая толпа крылатых гостей. Здесь пушистые пчелы — серые, желтоватые, яркооранжевые гибкие осы — черные и полосатые; толстые шмели, в ярких бархатных шубках; мелкие и крупные мухи и жуки всех цветов и оттенков. Яркоокрашенные бабочки — красно-черные крапивницы, бело-оранжевые зорьки, желто-зеленые крушинницы — порхают над красными, желтыми, голубыми, фиолетовыми, белыми цветками.
Следишь за игрой весенних мотыльков — и кажется, что это цветки, оторвавшись от цветоножек, теперь носятся в веселой пляске над своими собратьями.
Как объяснить эту яркую, праздничную окраску цветков и насекомых?
В поисках ответа попытайтесь поймать белую бабочку с большими оранжевыми пятнами на передних крыльях. Это зорька. Вы уже готовы схватить бабочку, а она вдруг исчезает.
Присмотритесь внимательно, и вы ее увидите. Она сидит здесь же на цветке, но сложила крылья, и яркая окраска скрылась. Виден лишь пестрый бело-зеленый рисунок нижней стороны задних крыльев и переднего уголка передних крыльев. Этот рисунок сливается с расцветкой окружающей растительности и делает бабочку незаметной для врагов.
Окраска крыльев у бабочки-зорьки делает ее незаметной на фоне окружающей растительности.
В начале лета на стволах деревьев вы можете отыскать большую красивую бабочку — глазчатого бражника. Бурые передние крылья этой бабочки украшены темным мраморным рисунком, а задние крылья розовые. На розовом поле задних крыльев — большой черный глазок в голубой каемке.
Днем, когда бабочка сидит на стволе дерева со сложенными крыльями, ее трудно заметить. Она похожа на свернувшийся бурый лист.
Но если все же вы увидите бражника, прикоснитесь к нему слегка. Бабочка не улетит. Она только чуть приподнимется на ножках и раздвинет крылья. Из-под бурых верхних крыльев выглянут розовые, с двумя яркими глазк?ми. Сколько раз вы потревожите бабочку, столько раз она покажет яркий рисунок на крыльях. Яркими глазк?ми, так похожими на настоящие глаза, бабочка отпугивает врагов.
Следовательно, окраска бабочек защищает их. Это покровительственная окраска. Иногда она делает насекомое незаметным, в других случаях, наоборот, рассчитана на то, чтобы отпугнуть врага.
Посмотрите еще на маленького жука — божью коровку: черная голова и грудь с белыми отметинами, яркие оранжево-красные надкрылья, на которых семь черных точек.
Если возьмете божью коровку в руки, она измажет ваши пальцы желтой, скверно пахнущей жидкостью. Это кровь божьей коровки, выступающая в минуту опасности из сочленений ног. Желтая кровь этого жучка не только неприятно пахнет, она обжигает рот, вызывает воспаление. Божья коровка ядовита, и насекомоядные птицы не трогают ее.
Яркая окраска божьей коровки словно специально рассчитана на то, чтобы предупредить врага: не троньте меня, я несъедобна.
Черные точки на оранжевых надкрыльях божьей коровки как бы предупреждают: не троньте меня, я несъедобна.
Только несколько примеров, а уже становится ясно, какую роль играет яркая окраска в мире насекомых.
А какую роль играет яркая окраска цветков?
В чем секрет причудливых и разнообразных форм цветков? Почему синий василек, только что расцветший на краю ржаного поля, одет в свои великолепные покровы, почему золотистому лютику необходим прекрасный наряд лепестков, какое значение для растения имеет алая окраска цветков гвоздики?
Полевой василек.
Природа не скрывает своих тайн от внимательного исследователя. Перед тем, кто неустанно бродит по залитым солнцем лугам, тенистым лесным прогалинам и влажным склонам оврагов, кто следит за утренним пробуждением цветков, покрытых серебристыми слезинками росы, раскрывается чудесная книга природы.
Вот грузный мохнатый шмель опустился на лиловый венчик хохлатки, пригнул своей тяжестью цветок.
Шмель прилетел сюда за сладким нектаром и цветочной пыльцой. Это не только его пища, но и пища его потомства — настоящее и будущее всего шмелиного рода.
Обследовав цветок, шмель перелетел на другой. Это тоже лиловая хохлатка. С цветка на цветок перелетает неутомимый шмель, предпочитая почему-то цветки хохлатки.
Быть может, это случайность? Но если вы внимательно понаблюдаете за различными насекомыми, то убедитесь, что и здесь перед вами закономерное явление природы.
Определенные насекомые явно предпочитают пользоваться нектаром определенного вида цветков. Яркая разнообразная окраска цветков словно указывает, где скрыт тот или иной сорт нектара. Розовые, синие и фиолетовые цветки чаще посещают пчелы. Около цветков красного цвета всегда много бабочек. Мухи предпочитают цветки желтых тонов. И только белые цветки пользуются одинаковой «любовью» крылатых гостей. Около крупных белых шапок зонтичных растений можно обычно найти самых различных насекомых.
Различные насекомые на зонтике дягиля.
Как образовалась эта удивительная связь между различными цветками и насекомыми и какое значение она имеет для тех и других?
Видимо, яркая окраска, сближающая цветки с определенными группами насекомых, выгодна для тех и для других.
Итак, мы приблизились к одной из самых увлекательных загадок природы — взаимосвязи цветков и насекомых.
Над решением этой загадки ученые трудились долго и упорно. Ведь ученые не сказочные волшебники. Тайны природы открылись им не сразу, а в процессе борьбы за знания, путем преодоления заблуждений и ошибок.
Чтобы узнать тайну цветков и насекомых, мы пройдем дорогой, которой уже прошла наука.
Вместе с учеными-ботаниками, изучающими растительный покров земной поверхности, и учеными-энтомологами, изучающими жизнь насекомых, мы побываем на полях, лугах и в лесах в различное время года. Вместе с учеными-геологами и палеонтологами мы опустимся в глубокие слои земной коры.
Взаимосвязь между цветками и насекомыми родилась не сегодня, она создалась и окрепла очень давно, когда на Земле еще не было человека. Но и эта тайна, скрытая в глубине веков, откроется перед нами. Мы совершим с вами путешествие в далекое прошлое. В этом нам также поможет наука, которая изучает законы природы, умеет проникать в прошлое и предвидеть будущее.