Чувствуют ли растения?

 

На этот раз нам придется проверить, действительно ли растения уж так неподвижны и нечувствительны, как это многие думают.

Начнем с хорошо известного нам растения — подсолнечника. Уже само название указывает на его поразительную способность во всякое время дня «смотреть» на солнышко. Как верный оруженосец, он совершает вслед за солнцем полукруг, так, что всегда солнце в упор освещает его широко раскрытое соцветие, представляющее собою огромную корзинку, наполненную множеством трубчатых цветов, заполняющих середину этой удивительной корзинки и язычковых цветов, окаймляющих ее края.

А цветы портулака, одуванчика, звездчатки, маргаритки, золотисто-блестящей лапчатки и бесчисленное множество других синих, желтых, красных, фиолетовых, белых, голубых цветов, которые, как правило, раскрываются под лучами солнышка и никнут и закрываются с наступлением сумерок — разве все они не чувствуют солнечных лучей, как чувствует их, например, земляной червь, укрывающийся от солнца под землей!

И наоборот, такие цветы, как ночная фиалка, которая прячется от солнышка и раскрывается только по ночам? Крошечная альпийская горечавка нежноголубого цвета дошла в этом отношении до такой степени чувствительности, что при облачной погоде она то откроет свой венчик минуты на две, когда мимолетно выглянет солнышко, то вновь закроет его при каждом проходящем мимо солнца облачке.

Все знают хорошенький полевой цветок василька. Но, вероятно, многие из читателей не пробовали наблюдать, что происходит с этим цветком, если легко дотронуться до одной из его тычинок, находящихся в середине цветка, внутри от его отогнутых в стороны синих язычков. А если это сделать и слегка дотронуться до тычинки, то будет совершенно ясно видно, как такая тычинка выжмет на верхушке комок белой пыльцы в ответ на прикосновение, точно она его почувствовала.

Ранней весной или поздней осенью найдите в тенистом лесу бледнорозовые цветочки кислицы с ее тройчатыми листиками.

Возьмите тонкий прутик и слегка ударьте раза два по листочкам кислицы. Вы увидите, как через полминуты ее листики сложатся и повиснут вниз, точно убитые или сонные.

 

Рис. 13. Тройчатый листок кислички:

слева — в дневном положении; справа — в положении сна.

 

В еще большей степени эта способность выражена у нежной мимозы — обитательницы теплых стран. Если слегка дотронуться палочкой до одного из листочков ветки этого деревца, то постепенно все листики повиснут вниз, как будто увядшие. Эти складывания и повисания листиков мимозы начинаются с мест, ближайших от того, где нанесен был толчок или удар, но постепенно распространяются все дальше. При очень слабых прикосновениях область складывания не распространяется так далеко. Понятно, как выгодна растению эта способность. На юге часто бывают сильные вихри, ураганы или ливни, которые поранили бы нежные листки мимозы, если бы она их не складывала при первых каплях дождя, при первых порывах ветра.

 

Рис. 14. Листья стыдливой мимозы: слева — в покое; справа — после сотрясения.

 

Но этим еще не кончается все то чудесное, что можно рассказать о растениях. У нас на торфяных болотах, среди пушистых мхов сфагнума и кустиков клюквы, во множестве растет скромное и невзрачное на вид растеньице, округлые листки которого, величиною не более маленькой копейки, усеяны частыми волосками или щетинками; на кончиках этих щетинок блестят как бы маленькие капли росы. За эти капельки, напоминающие росу, все растение получило название росянки. Его не сразу и заметишь, и только приглядевшись повнимательнее, вы увидите множество этих интересных растений, которые так мало заметны на общем фоне болота.

Понаблюдайте как-нибудь росянку, бросив на ее листок живую мошку или другое какое-либо маленькое насекомое, а то и просто кусочек мяса. Скоро вы увидите, как постепенно волоски, покрывающие листик, станут склоняться к мошке и обволакивать ее своей клейкой росой.

 

Рис. 15. Круглолистная росянка.

 

А через день или два от мошки ничего не останется, только маленький хитиновый скелетик будет напоминать о разыгравшейся здесь трагедии.

И вот оказывается, что щетинки, которыми покрыты листья росянки, совсем не щетинки и не волоски, а на самом деле являются настоящими щупальцами. На некоторых растениях их насчитывают до 200 на одном только листке росянки. Те из них, которые сидят по краям листа, длиннее серединных. А капельки блестящей росы, оказывается, совсем и не похожи на росу. Это клейкая, липкая жидкость, выделяемая щупальцами росянки. Она по своему химическому составу имеет большое сходство с пищеварительным соком животных.

 

Рис. 16. Листья росянки: слева — лист, поймавший насекомое; справа — в покое.

 

Разные мелкие мошки и комары, которые во множестве водятся на наших болотах, служат богатой добычей росянки, которая как бы притаилась во мхах, терпеливо поджидая свои жертвы. Росянка с помощью капелек своей особенной «росы», обладающей пищеварительными свойствами, переваривает пойманное насекомое и всасывает его в себя поверхностью листа. Как мы видим, питание таких растений, как росянка, оказывается весьма сходным по своему типу с питанием животных.

Росянка насчитывает до 55 видов, отличающихся большим разнообразием форм листьев — то лопатообразных, то узких, то удлиненных, то снова округлых. И росянка совсем не одинока, она не является каким-либо редким исключением в кругу растений. Таких растений, как росянка, которые называются насекомоядными, в науке известно около 500 видов. О наиболее интересных из них мы и расскажем нашим читателям.

Близкий родич росянки «росолистник» обитает в сухих местах морского побережья Португалии, Испании и Марокко. Этот мелкий кустарничек с деревянистыми стеблями несколько напоминает миниатюрную драцену. Верхушка растения плотно усажена многочисленными мясистыми листьями 30-сантиметровой длины, но шириной не превышающими и полусантиметра. Нижняя поверхность узких листьев росолистника выстлана несгибающимися щетинками, на кончиках которых держатся капельки клейкой жидкости, моментально обволакивающей случайных посетителей. На одном растении росолистника однажды нашли 235 скелетиков насекомых; вероятно, за все лето росолистник уничтожает их несколько тысяч!

Почти невероятной для растения чувствительностью отличается другой родич росянки. Это удивительное растение, впервые найденное в середине XVIII столетия в лесных болотах Северной и Южной Каролины (Америка), за свою красоту получило название «венерина мухоловка» в честь древнегреческой богини красоты Венеры.

Плотные, несколько удлиненной формы зеленые листья венериной мухоловки оканчиваются изящным полукружием сложенных по средней линии и слегка наклонных одна к другой половинок. На яркозеленом фоне листьев выделяются пурпурно-красные зерна, напоминающие чечевицу, как драгоценный рубин или гранат, отмеченные 28-ю тонкими гранями.

Три острые исключительно высокой чувствительности щетинки выходят из середины каждой половинки листа, а наружные края листа имеют до 20 тонких и длинных зубчиков, заходящих один за другой при его складывании. Эти необычайные листья расположены красивой розеткой прямо на земле, а из ее середины поднимается стройный тонкий стержень, увенчанный крупными белыми зонтиками цветов.

 

Рис. 17. Венерина мухоловка.

 

Это действительно прекрасное растение оказывает какое-то непреодолимое очарование яркостью своих красок. И хотя нет здесь предательских капелек, похожих на росу или мед, манящих утолить жажду, как у росянок или росолистника, яркость красок влечет насекомых неудержимо. Но горе тому крылатому гостю, который вздумал отдохнуть и воспользоваться всем этим великолепием; стоит ему только дотронуться ножкой или хоботком до одной из тонких ворсинок, и лист мгновенно захлопывается, как западня, длинные зубцы его краев плотно смыкаются и обе половинки листа сближаются настолько, что мелкие насекомые, ставшие добычей этого растительного хищника, оказываются почти раздавленными.

Потом из пурпурно-красных образований начинает выделяться пищеварительный сок, быстро переваривающий мягкие части насекомых. Через несколько дней, окончив переваривание насекомого, лист раскроет свои половинки, его поверхность чиста и суха, скелет уносится ветром, и ловчий аппарат венериной мухоловки снова готов выполнять свои жестокие функции.

На Кавказе, в устье Волги и некоторых других местах юга СССР, в прудах и болотцах водится похожее на росянку скромное растеньице альдровандия, названное так в честь итальянского ученого Альдрованди, впервые описавшего это растение, найденное им на юге Франции в 1605 году. Нитевидные, длиною 20–25 сантиметров разветвленные стебельки альдровандии плавают горизонтально в воде и снабжены пучками, состоящими из 6 зеленых листиков. На конце каждого листика имеется окруженный пятью ворсинками пузырек величиною с небольшую горошину. Эти мнимые пузырьки являются ловчим оружием насекомоядного хищника и выполняют функции миниатюрных листьев росянки.

Но особенно красивы и интересны по своему внешнему виду и строению ловчие кувшинчики непентиса. Узкие, длинные листья растения заканчиваются тонкими усиками, на концах которых находятся изящные, причудливой формы кувшинчики, до середины наполненные пищеварительным соком. В довершение сходства с настоящими кувшинами у них имеются специальные всегда полуоткрытые крышечки, выделяющие ароматную сладкую жидкость, приманивавшую насекомых. Во влажных тропических лесах островов Индийского океана: Мадагаскара, Цейлона, Борнео, Новой Гвинеи имеется до 40 известных нам в настоящее время видов непентиса.

Удивительные кувшинчики этого растения, то в виде небольших рюмок, то в виде урночек или стройных цилиндров, очень разнообразны по своей форме и величине. Необыкновенно красива и разнообразна окраска кувшинчиков — то желтые или багрово-красные, то бледнозеленые с белыми прожилками, то прозрачные или молочно-белые, как тончайший китайский фарфор, или, наконец, покрытые бурыми пятнами по темножелтому фону, как шкура пантеры, — они своими яркими цветами выделяются на зеленой листве тропического леса. Один из видов непентиса получил название «фазан Аргус» благодаря разительному сходству своей окраски с оперением этой птицы.

 

Рис. 18. Непентис (¹/₈ натуральной величины).

 

Но при всем разнообразии формы, величины и окраски кувшинчиков непентиса их ловчий аппарат и оружие одинаковы. У всех видов края кувшинчиков окружены оградой из загнутых внутрь острых зубцов, а внутренняя сторона стенок, до половины заполненных жидкостью, имеет гладкую, словно отполированную воском поверхность. Предательски завлеченные яркостью красок и ароматом сладкого сока, покрывающего крышку кувшинчиков, доверчивые посетители, едва усевшись на ободок кувшина, моментально соскальзывают вниз по гладкой поверхности внутренних стенок и падают прямо в светлую жидкость пищеварительного сока. Все попытки выбраться наружу оканчиваются верной и неизбежной гибелью.

Не менее коварно, но несколько проще устроено другое насекомоядное растение — «саррацения». Прямо из корневища вырастают вместо листьев трубки, сидящие пучками; они или подняты наподобие бокалов вверх, или лежат розеткой на земле. Задняя стенка такой трубки листа продолжена в виде багрово-красной крышечки, наклонно стоящей над хрящеватым устьем, а внутренние стенки этих трубок, достигающих 60–75 сантиметров высоты, выстланы косо и вниз поставленными щетинками так, что обратный путь для насекомого невозможен. От основания до устья по трубке-листу идет складка, с внутренней стороны выделяющая сладкий сок и как бы указывающая дорогу своим жертвам.

 

Рис. 19. Листья-трубки саррацении.

 

Но, пожалуй, наиболее крупным растением из всех этих растительных хищников является близкая родственница саррацении «дарлингтония», впервые найденная в 1851 году среди болот калифорнийской Сиерра Невады. Из стелющегося по земле, как и у саррацении, корневища поднимается пучок трубок высотой в метр, также несколько косо поставленных и покрытых выпуклым шлемом, образуемым задней стенкой трубки, с двумя яркими, широко расставленными и смотрящими вниз крыльями; между крыльями снизу расположено небольшое отверстие, к которому, также как и у саррацении, ведет гребневидная складка, так же выстланная предательскими щетинками и так же дно заполнено ядовитым пищеварительным соком.

 

Рис. 20. Дарлингтония.

 

Долгое время ученые считали, что в трубках саррацении и дарлингтонии хранится запас воды для собственных нужд растения или для птиц; однако наблюдения показали, что и одно и другое растения являются насекомоядными хищниками, такими же, как и коварные кувшинчики непентиса, листья венериной мухоловки или, наконец, австралийского собрата этих удивительных растений — цефалота, расставляющего прямо по земле свои нарядные рубиново-красные бокалы, наполненные смертоносной влагой, на соблазн и погибель множества летающих и ползающих маленьких существ.

Наукой установлено, что и клейкие блестящие капельки росянки и венериной мухоловки, и влага кувшинчиков непентиса, саррацении, цефалота и всех других насекомоядных растений содержат пепсинообразные ферменты и некоторые органические кислоты, которые очень близки по химическому составу к пищеварительному соку животных.

Специально поставленные многочисленные опыты показали, что сила пищеварения всех этих хищников не уступает любому желудку животного. Эти растения способны легко переваривать кусочки сырого, вареного или жареного мяса. Кусочки круто сваренного яичного белка, через несколько часов после того как они были брошены на листья росянки или других насекомоядных растений, утрачивали свои острые углы и форму, а через несколько дней оказывались полностью всосанными листьями этих растений. Больше того, мучная, жирная, сладкая или кислая пища им, оказывается, не подходит, а если росянке давали кусочек жира или жирного мяса, то мясо поедалось, а жир оставался нетронутым.

И как часто, читатель, мы проходим мимо, не зная и не подозревая тех поразительнейших чудес живой природы, которые, если присмотреться внимательно, рассеяны вокруг нас буквально на каждом шагу.

Давайте вспомним подвижность множества вьющихся растений. Знает ли кто-либо, как ловко вскарабкиваются они со своими тонкими стеблями на самые высокие шесты и постройки. Наблюдал ли кто, как они описывают своими верхушками или специально приспособленными усиками правильные круги в воздухе, пока не натолкнутся на веточку или какую-либо другую опору? Вот как описывает французский ученый Франсэ в своей книге «Чувства у растений» виноградную лозу:

«Наподобие полипа с тысячью хватательных щупальцев отходит от нее усик за усиком, ощупывая воздух, и, если, следя внимательно, уделить на это время до полудня, то можно заметить, как они действительно ищут и ощупывают, причем их верхушки медленно описывают круги длительностью в 67 минут каждый. При этом усик медленно приподнимается кверху; за ним следуют другие и, таким образом, в теплые летние дни (когда только и можно хорошо видеть) стоят распростертыми перед укромной виноградной беседкой сотни щупальцев, дрожащих, трепещущих, словно алчущих схватить, но только не жертву, а новую опору для всего тяжеловесного растения. Но вот опора найдена, и тогда-то наступает в усике настоящая жизнь. Тогда кончик его, уже сам по себе большею частью согнутый, тотчас же (был установлен промежуток времени в 20 секунд) кольцеобразно обхватывает посторонний предмет и в продолжении часа обвивается вокруг него до такой степени крепко, что его с трудом можно бывает снять. Так-то взбирается виноград, так-то взбираются и другие вьющиеся растения на деревья и стены: медленно, но надежно и прочно».

Как видит читатель, и движение, и даже чувствительность не являются отличительными признаками одних только животных; оказывается, что и движения растений также представляют собою совершенно определенные и целенаправленные, целесообразные реакции приспособительного характера в ответ на тончайшие изменения, происходящие в окружающей их среде.

При желании можно было бы значительно умножить количество таких примеров движения и чувствительности у растений, которых мы обычно не замечаем благодаря тому, что так мало интересуемся жизнью природы.

Совершенно естественно, что растения глухи и немы к таким воздействиям внешней среды, которые для них совсем безразличны, но естественны и присущи нам самим, как, например, воздействие зрительных образов или звуков, запахов, т. е. таких воздействий, которые наиболее интересны и понятны человеку. Однако растения чрезвычайно чувствительны и чутки к таким воздействиям, которые существенны и важны для их жизнедеятельности, как, например, свет.

Ученые в своих опытах показали, что некоторые растения способны изгибаться по направлению к свету даже тогда, когда яркость источника света измеряется тремя десятитысячными долями света обыкновенной свечки! Даже свет светящихся бактерий оказывается не безразличен для отдельных растений и вызывает у некоторых из них движения, совершенно точно регистрируемые и направленные к такому, казалось бы более чем скудному источнику света.

Мы уже говорили о том, что листья росянки обнаруживают изумительно высокую степень чувствительности своих щетинок-щупальцев. Даже прикосновение таких ничтожно малых, почти невесомых частичек, как отрезок женского волоса длиной 0,203 миллиметра, вызывает ощутимые движения щупальцев росянки, хотя вес такого отрезка волоса и равен всего лишь 0,000822 миллиграмма.

Больше того, характерные пригибания щупальцев росянки происходят не только от прикосновения твердых тел. Оказывается, листья росянки исключительно тонко «чувствуют» и реагируют на химические воздействия. Например, даже очень слабый раствор фосфорнокислого аммония, содержащий 1 часть этой соли на 218 750 частей воды, вызывает энергичные движения щупальцев росянки. Но оказывается, что и это еще не предел чувствительности листиков росянки! Раствор в 10 раз слабее вызвал видимые движения щупальцев. Но, однако, когда попробовали угостить росянку чистой дистиллированной водой, она осталась совершенно безучастной, а ее щупальцы неподвижными. А ведь в опыте с фосфорнокислым аммонием наш раствор содержал всего лишь 0,00081 миллиграмма вещества и на каждое щупальце приходилось 0,000003 миллиграмма этой соли. Такой «вес» совершенно недоступен человеческому осязанию, но, очевидно, не является пределом для чувствительности росянки.

Как показали специальные анатомические исследования, и щупальца росянки, и чувствительные волоски венериной мухоловки, и кувшинчиков непентиса, саррацении и других таких же растений снабжены особыми приспособлениями, воспринимающими малейшие изменения внешней среды.

Если ни движение, ни форма, ни даже чувствительность не являются отличительными признаками животного от растения, то в чем же этот верный признак?

На эти недоуменные вопросы у тебя, читатель, повидимому, готов уже и ответ: — пусть в отношении формы и движения я мог ошибиться, но уже по дыханию всегда можно легко отличить животное от растения, так как растения лишены его!

Так ли это? Давайте лучше посмотрим, что говорит наука по этому поводу.

 

Дыхание

 

Говоря о дыхании, мы прежде всего должны условиться, что подразумевать под этим словом. Нередко считают самым существенным признаком дыхания то попеременное колебание груди при вдыхании и выдыхании воздуха, которое мы наблюдаем у себя и у ближайших к нам животных — собак, лошадей, мышей и т. д.

Но если бы мы стали держаться такого взгляда, то пришлось бы отказать в способности дышать уже рыбам, которые дышат не легкими, а жабрами, то есть совсем иначе, чем млекопитающие животные и человек. Рыбы не обнаруживают каких-либо ритмических движений груди, а прогоняют воду через жабры и выпускают ее через жаберные щели, которые расположены у них по бокам головы.

У таких животных, как, например, земляные черви или те же актинии и кораллы, сколько бы мы ни искали, мы не найдем каких-либо органов, которые хоть отдаленно напоминали бы легкие или жабры, а ведь все они дышат, иначе они не могли бы жить. Мы не могли бы наблюдать у них и то периодическое (попеременное) поднятие груди, о котором мы говорили выше, по весьма простой причине: у них даже нет той части тела, которая соответствует нашей груди.

Таким образом, если бы мы признали, что дыхание выражается только этими видимыми, чисто внешними движениями, то пришлось бы признать, что даже такие несомненные животные, как земляные черви, неспособны дышать. Но это, конечно, совсем не так.

Дыхание — одна из основных жизненных функций всякого живого существа. Вдыхание человеком воздуха в легкие — это один из способов усилить и облегчить соприкосновение нашей крови с окружающим нас повсюду атмосферным воздухом. Сущность же дыхания заключается в тех коренных изменениях, которые происходят с воздухом в нашем теле.

Дыхательные движения у человека и высоко организованных животных, то есть вдыхание и выдыхание воздуха, осуществляются действием специальных (дыхательных) мышц. При обычном спокойном дыхании человек при вдохе вбирает в свои легкие 0,5 литра воздуха и примерно столько же отдает при выдохе.

Но давно уже известно, что воздух выходит из наших легких совсем не таким, каким мы его вдыхаем. Известно, что в комнате, где дышало много людей, становится трудно дышать, а лампы и свечи гаснут. Следовательно, этот воздух потерял способность поддерживать дыхание и даже горение.

Воздух по своему составу неоднороден. Он состоит в основном из двух газов: на ⁴/₅ (79,07 %) он состоит из недеятельного азота, который не годен для дыхания и не поддерживает горение, а на ¹/₅ (20,9 %) из кислорода, который необходим и для того и для другого. Кроме этих газов, в воздухе есть еще незначительные примеси других газов, из которых важное значение имеет 0,03 % углекислого газа, менее правильно называемый иногда углекислотой. Этот газ получается при горении угля и других углистых веществ и состоит из углерода и кислорода.

Когда мы вдыхаем в себя воздух, то при этом часть кислорода переходит в нашу кровь и разносится с нею по всему телу, а взамен мы выдыхаем воздух, в котором содержится 4,4 % углекислого газа, то есть почти в 150 раз больше нормального. Кроме того, мы выдыхаем много паров воды: это тот самый «пар», который пышет у нас изо рта в морозный день и оседает в виде инея на волосах, усах и бороде.

Наука нашла легкий способ обнаружить присутствие углекислого газа. Для этого пользуются «известковой водой», то есть прозрачным раствором гашеной извести, который получается, если мутнобелое «известковое молоко» процедить через фильтровальную бумагу. Как только пузырьки углекислого газа попадут в известковую воду, так сейчас же из прозрачного раствора выпадает белая муть, оседающая на дне сосуда в виде мела. Этим способом легко убедиться, что в выдыхаемом нами воздухе содержится много углекислого газа.

Внутренний смысл процесса дыхания заключается в том, что наш организм отнимает из воздуха некоторую часть содержащегося в нем кислорода, а взамен выделяет углекислый газ и пары воды, находясь, таким образом, в постоянном взаимодействии и взаимосвязи с окружающей его внешней средой.

Как мы уже говорили выше, все живые организмы дышат, но все они дышат по-разному. Мы встречаем целый ряд специальных приспособлений и органов, которые в своей совокупности обеспечивают снабжение живых организмов кислородом из атмосферного воздуха и соответственно обеспечивают удаление накопляющегося углекислого газа наружу — в атмосферу. И чем сложнее строение живого организма, тем более сложно осуществляется у него и процесс дыхания.

У совсем просто организованных животных, весь организм которых состоит всего-навсего из одной единственной клеточки (поэтому их и называют «одноклеточными», или «простейшими» организмами), дыхание совершается через их покровы, обладающие достаточной проницаемостью, чтобы обеспечить их потребность в кислороде.

У насекомых дыхание совершается уже через специальный дыхательный орган — трахеи, представляющие собою целую систему трубочек, которые открываются наружу своеобразными дыхальцами и своими разветвлениями пронизывают все тело.

Многие животные, обитающие в водной среде, дышат жабрами, которые по своему внешнему виду весьма различно устроены у разных животных, но значение их и принцип строения во всех случаях один и тот же. Жабры — это своеобразные выросты в виде лепестков, нитей и т. д., усеянные густой сетью кровеносных сосудов, они образуют в общей сложности громадную поверхность, в сопоставлении с общими размерами тела животного; выставленные наружу в воду, они непрерывно омываются свежей водой, богато насыщенной кислородом, растворенным в ней, и весьма бедной углекислотой.

Всем нам хорошо известные дождевые черви дышат всей поверхностью своей кожи, которая у них всегда влажная. У лягушек кожа также служит важным дополнительным органом дыхания.

Очень интересно устроено дыхание у птиц. Кроме легких, у них имеются еще специальные воздушные мешки, расположенные не только в брюшной полости между внутренними органами, но даже и внутри костей. Эти воздушные мешки, как кузнечные меха, просасывают воздух через легкие птицы и не только уменьшают ее удельный вес в полете, но в значительной мере помогают ей летать.

Совсем по-другому устроено дыхание у такого великана, как кит. Это огромное млекопитающее животное, обитающее в водных просторах всех океанов мира. Несмотря на свои огромные размеры, нескладность, и неуклюжесть, кит великолепный пловец и ныряльщик. Он легко и быстро ныряет на глубину свыше 1000 метров и способен не только долго оставаться под водой, но даже и спит часто под водой, плотно закрыв ноздри. Как и всякое млекопитающее животное, кит дышит легкими, а на самой высокой части его головы расположены ноздри, через которые он вдыхает и выдыхает воздух.

А почему кит пускает фонтаны? — спросит читатель. Фонтаны — это результат процесса дыхания кита, и получаются они следующим образом: нагретые в огромных легких кита массы воздуха, пронизанные водяными парами, с силой выбрасываются наружу и, захватывая массы воды (если кит дышит, находясь под водой), поднимают ее фонтаном вверх. Если же кит дышит, когда его ноздри находятся над водой, то согретый в легких воздух, соединяясь с холодным воздухом окружающей атмосферы, превращается в пар и издали только кажется фонтаном.

Наиболее высокоорганизованные животные и человек дышат, как это всем нам хорошо известно, легкими. Легкие, как и жабры, представляют собой органы с громадной поверхностью, построенной из выростов в виде специальных маленьких легочных пузырьков, также пронизанных густой сетью кровеносных сосудов. Но эти выросты не выставлены наружу, как жабры (иначе они высохли бы на воздухе), а расположены внутри организма, под ребрами, и находятся как бы в постоянной влажной камере.

Теперь, после того как нам стала ясна истинная сущность дыхания, рассмотрим вопрос, поставленный выше: действительно ли дыхание есть тот признак, с помощью которого можно отличить животное от растения?

И здесь мы должны с самого начала огорчить читателя. Растения, как это непреложно доказано точными научными опытами, обладают такой же способностью дышать, и дыхание для них так же необходимо, как и для животных. В этом отношении они меньше всего разнятся между собою.

Чтобы убедиться в способности растения дышать, давайте попробуем произвести самые простые опыты. Нарвите молодых побегов любого растения с распускающимися листьями (потому что молодые побеги дышат сильнее, чем уже вполне выросшие), бросьте их в стеклянную банку и, закупорив ее пробкой, поставьте в совершенно темное место (почему необходима темнота, станет ясным немного позже). Через сутки внутренние стенки банки окажутся запотевшими, а если мы вольем внутрь сосуда немного известковой воды, то она быстро помутнеет от накопившегося в банке углекислого газа.

Тот же опыт можно проделать и с прорастающими семенами бобов, гороха или других растений; но банку с такими семенами, в отличие от опыта с зелеными побегами, можно оставить даже на свету. И все же прорастающие семена растений выделят за сутки заметное количество паров воды и углекислого газа.

Эти и многие другие опыты наглядно и убедительно показывают, что растения дышат подобно животным, а по интенсивности (силе или степени) дыхания некоторые растительные организмы ничуть не уступают животным, как, например, прорастающие семена, а некоторые микроорганизмы даже и превосходят их. Разница лишь в том, что растения, так же как и многие упомянутые нами животные, не обладают специальными органами дыхания вроде легких, жабр или трахей, но они дышат всеми частями своего тела, всей его поверхностью. Обмен газов происходит у них через поры и тонкие перепонки их тела.

Эти опыты еще раз убеждают нас, что дыхание не есть признак, присущий только животным; если бы мы захотели, вопреки всем доказательствам науки, принять за признак дыхания лишь видимые движения груди, то тогда нам пришлось бы причислить к растениям и земляных червей, и полипов, и актиний, и даже рыб, то есть всех тех, кто не обладает расширяющимися легкими.

 

Питание

 

Главный признак, с помощью которого мы отличаем животное от растения, — это способ питания.

В самом деле, кто из нас не обращал внимания на эту удивительную способность растений создавать свое тело как будто бы «из ничего», то есть из земли, воды и воздуха, в то время как человек и все другие животные для поддержания своей жизни должны уничтожать другие живые существа.

Такие животные, как волк, тигр, лисица, лев и другие, не могут жить, не питаясь мясом других животных, а овца, мышка или дикая коза, которыми они питаются, в свою очередь должны поедать разные растения (тоже ведь живые существа), листья, плоды или корни. Но что было бы, если бы мы попробовали питать себя или же этих животных землей, воздухом и водой? Конечно, и человек, и все животные быстро погибли бы с голоду.

Животные могут питаться только «органической» пищей, то есть той, которая состоит из живых или убитых частей (органов) живых существ — животных или растений. Если в нашей пище и должны обязательно присутствовать «минеральные» или «неорганические» вещества, такие, как соль или вода, то не они составляют главную питательную часть нашей пищи. (Я позволил себе оставить здесь это не вполне точное определение слова «органический», чтобы не вдаваться в длинные подробности и объяснения.) Что же касается воздуха, то ни одно животное неспособно извлечь из него что-либо, кроме кислорода, который, как мы только что выяснили, служит для дыхания, но не для питания.

Но обратимся к растению. Посреди выжженных солнцем пустынь, или на тучных полях, или среди залитых водой болотистых пространств пробиваются из-под земли всевозможные растения. Корни их густою сетью оплетают комки земли, а листья выносятся ввысь, в воздушный простор — поближе к солнцу.

Чем питаются они? Во всяком случае не живыми телами. В этом нас убеждают повседневные наблюдения земледельца, но в еще большей степени научные опыты, которые с некоторых пор научились ставить ботаники (ботаники — ученые, изучающие растения). Эти опыты при известном интересе к науке нетрудно повторить и каждому из нас.

Возьмем большую стеклянную банку с перегнанной (или, как ее иначе называют, дистиллированной) водой, а если такой нет, то просто следует взять хорошо прокипяченную воду, где, следовательно, убито все живое, если оно и было там. Растворим затем в этой воде несколько различных солей так, чтобы на каждый литр (5 стаканов) приходилось следующее их количество:

1,0 грамм азотнокислого калия (калийной селитры),

1,5 грамма хлористого натрия (обыкновенной поваренной соли),

0,5 грамма сернокислого магния,

0,5 грамма фосфорнокислого кальция (в мелком порошке) и следы хлористого железа.

Расщепим вдоль пробку и вырежем в каждой ее половинке по желобку так, чтобы в общем получилось круглое отверстие, закрепим с помощью ваты между обеих половинок пробки стебелек проростка какого-либо растения — гречихи, кукурузы, подсолнуха и т. п. и опустим его корешком в воду, а банку обвернем плотной бумагой, чтобы корни растения были в привычной для них темноте.

В таком растворе, если его время от времени заменять свежим, растение пышно развивается, цветет и даже дает плоды, совершенно не нуждаясь в каких бы то ни было органических питательных веществах. Таким образом, подобные и другие опыты, повторенные бесчисленное количество раз, показали, что, произрастая на обычной почве, растения питаются исключительно за счет минеральных солей.

 

Рис. 21. Выращивание растения гречихи на «водной культуре» за счет простых солей:

I — имеются все необходимые соли; II — всех необходимых солей нет.

 

Можно подумать, что этому противоречит обычная практика, согласно которой почву рекомендуется удобрять навозом, или перегноем листьев, или же различными минеральными удобрениями. Однако это совсем не так.

Если мы каждый год будем сеять на одном и том же месте одну и ту же полевую культуру, например пшеницу, овес, ячмень, кукурузу, подсолнечник, лен и т. д., то через 2–3 года наши урожаи начнут снижаться и мы все меньше и меньше станем собирать зерна. Отчего же это происходит?

И многовековый опыт земледельца, и точные исследования науки показали, что возделывание одной и той же сельскохозяйственной культуры в течение ряда лет на одном и том же месте приводит прежде всего к одностороннему истощению почвы, затем к засорению полей, развитию болезней растений, и, наконец, к распространению сельскохозяйственных вредителей, а следовательно, и к снижению урожаев.

Различные растения берут из почвы совсем неодинаковые количества разнообразных элементов пищи и уносят их в своих урожаях. Оказывается, во время своего роста и развития все колосовые культуры берут из почвы почти равное количество азота и калия, а вот картофель требует калия в два раза больше, чем колосовые культуры, но зато азота ему нужно меньше, чем калия; свекле нужно втрое больше калия, чем колосовым культурам, и т. д. Это говорит о том, что корни различных растений обладают далеко не одинаковой способностью усваивать те или иные элементы питательных веществ. Но, кроме того, все эти корни в свою очередь берут необходимые им питательные вещества из разных горизонтов почвы. Например, те же колосовые культуры используют главным образом верхние горизонты, в то время как корни бобовых растений или корнеплодов получают свою пищу в более глубоких пластах почвы.

Наконец, различные культуры сельскохозяйственных растений требуют для своей нормальной жизнедеятельности совсем неодинаковые количества влаги и притом в весьма различные сроки своего роста и развития. Весьма по-разному также способны эти культуры бороться и с сорной растительностью.

Еще во время глубокой древности наблюдения и практический опыт земледелия подсказали, что для получения хороших и устойчивых урожаев необходимо, с одной стороны, в какой-то определенной последовательности чередовать посевы культурных растений (севообороты) на одном и том же участке поля, а с другой — обогащать и удобрять почву.

Было установлено, в частности, что навоз является наиболее полноценным удобрением полей, потому что в нем содержатся в наилучших сочетаниях и соотношениях все необходимые для питания растений элементы, такие, как азот, фосфорная кислота, окись калия, известь и т. д. Быстро разлагаясь в почвах, навоз образует хорошо усвояемые растениями органические соединения и одновременно улучшает физические и химические свойства структуры почв.

В дальнейшем наука не только полностью подтвердила все эти наблюдения, но на основе практического опыта и разносторонних научных исследований для различных климатических и природно-почвенных условий были разработаны специальные агрономические правила и приемы, соблюдение которых обеспечивает высокие и устойчивые урожаи наших полей.

Однако лишь в условиях социалистической плановой системы сельскохозяйственного производства, когда вместо лоскутных полей мелких крестьянских хозяйств царской России в годы советской власти была создана мощная сеть совхозов, колхозов и машинно-тракторных станций, обеспеченных прочной материально-технической базой и владеющих крупнейшими массивами обобществленных полей, оказалось возможным по-настоящему, по-хозяйски использовать в нашем сельском хозяйстве все лучшие достижения науки и практики для повышения урожайности и прогрессивного повышения плодородия почв.

Но всем этим не ограничиваются замечательные особенности питания растений. В 1772 году английский ученый Пристлей открыл, что растения способны очищать испорченный дыханием и, следовательно, насыщенный углекислотой воздух. Через короткое время другой ученый — француз Сенебье показал, что растения, поглощая углекислый газ, отдают обратно чистый кислород; углерод же, содержащийся в углекислом газе, остается в их организме. Это разложение углекислого газа есть также один из способов питания растений, так как при этом растения накапливают в своем организме огромные количества углерода, который содержится в составе всех органических веществ.

Чтобы убедиться в этой удивительной способности растений питаться углекислым газом, присутствующим всегда в воздухе (0,03 %) и растворенным в воде, лучше всего будет воспользоваться для нашего опыта водяными растениями, например, такими, как элодея^[2], или «водяная зараза», или же тысячелистником, которые так часто покрывают густыми зарослями наши пруды.

Для этого берут под водой пучок элодеи и помещают ее под большую воронку, над которой опрокидывают сверху склянку или пробирку, наполненные водой, и выставляют на свет. Предварительно полезно надышать в воду углекислого газа или просто через трубочку из собственных легких, или при помощи обычного приспособления, каким пользуются для получения углекислого газа в лабораториях или на фабриках шипучих вод.

Уже через несколько минут после того как мы выставим наше снаряжение с элодеей на свет, можно заметить, что на ее листочках появляются и постепенно увеличиваются пузырьки какого-то газа; достигнув известной величины, они отрываются и летят под водой вверх, скользят по стенкам воронки и собираются, наконец, над водой вверху пробирки.

Постепенно газ начинает вытеснять воду из пробирки все больше и больше и может заполнить, при умелой постановке опыта, к концу солнечного летнего дня ¹/₄ и даже ¹/₂ пробирки. Полученный таким образом газ можно взять на испытание. Для этого следует закрыть пальцем отверстие пробирки под водой, потом опрокинуть ее дном вниз и тотчас же опустить в нее тлеющую лучинку; лучинка на мгновение вспыхнет ярким пламенем: это и есть признак того, что полученный нами в небольшом количестве газ является настоящим кислородом, который поддерживает горение и совершенно необходим для дыхания всем живым существам.

 

Рис. 22. Выделение пузырьков кислорода элодеей на свету. Опыт, доказывающий усвоение углекислого газа.

 

Если наладить тот же прибор с элодеей, но разными способами изгнать из воды углекислый газ, а это можно сделать, если предварительно прокипятить воду или же осадить углекислый газ из воды избыточным количеством известкового молока, то сколько бы растение элодеи мы ни держали на солнце, пузырьков кислорода не получится. Этот простой и убедительный опыт показывает, что кислород может быть выделен растением не иначе, как только из углекислого газа.

Но при отсутствии растения из углекислого газа не смог бы выделиться кислород. Оказывается, что это разложение углекислого газа способны производить только растения, да и то далеко не всякие, а только те, которые окрашены в зеленый цвет. Не окрашенные в зеленый цвет листья, стебли или корни растений и даже целиком такие незеленые растения, как грибы, также не оказывают никакого действия на углекислый газ. Зеленая окраска растений, которая получила особое название «хлорофилл», является совершенно необходимым условием, чтобы растение могло питаться углекислотой воздуха.

Наконец, и зеленые растения не могут разлагать углекислый газ при отсутствии света. Но зато на свету они разлагают углекислый газ очень быстро: в среднем примерно в 16 раз быстрее, чем они производят обратный процесс дыхания, то есть поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Вот почему воздух за городом, и особенно в лесах, так здоров и полезен для дыхания человека.

На свету нельзя обнаружить дыхания зеленых растений, и поэтому мы в своем опыте с дыханием зеленых побегов держали их в темноте. На свету процесс дыхания был бы скрыт гораздо более энергичным обратным процессом питания растения углекислым газом. Вот почему ночью растения только поглощают из воздуха кислород, и поэтому их не рекомендуют держать помногу в тех комнатах, где обычно спят люди. Не успевшие еще позеленеть прорастающие семена растений способны только дышать, поэтому свой опыт над дыханием семян мы могли производить на свету.

Вот, наконец, в чем мы должны видеть главное и основное отличие растения от животного: большинство растений способно питаться неорганическими минеральными составными частями почвы; зеленые же растения, сверх того, способны производить процесс, обратный дыханию: на свету они питаются углекислым газом, выделяя при этом кислород и накапливая в своем теле другую часть углекислого газа — углерод.

 

Свет и жизнь

 

Но нам далеко еще не все ясно в этом последнем способе питания растений. Какова роль света в питании растений и почему питание их невозможно при отсутствии света?

Все живые существа для своей жизни нуждаются в достаточном количестве пищи. Эта пища необходима им для того, чтобы они могли жить, расти, согревать свое тело, двигаться и работать. Но ведь мы знаем из повседневного опыта и наблюдений над неживыми машинами, что всякое движение есть работа, а всякая работа требует известного источника силы. Ни одна паровая машина не придет в движение, если ее не отапливать, ни один двигатель внутреннего сгорания не будет двигаться, если в нем нечему будет сгорать, машины приводятся в движение ветром (ветряная мельница), водой (водяные мельницы, гидротурбины), электрическим током или рукой человека. Всегда и везде работа не берется из ничего, а требует какого-то источника энергии^[3].

Уголь и другие виды топлива, такие, как нефть, горючие газы, служат тем источником силы, которая приводит в движение и паровую машину и многие другие. Эта сила освобождается из топлива при его сжигании в основном в виде тепловой энергии.

Наше тело должно обладать также каким-то источником энергии, иначе оно не могло бы двигаться, производить работу, то есть перестало бы жить. Вот таким нашим топливом и является пища. Она также состоит из углистых, то есть содержащих углерод веществ, и способна гореть. Дрова, уголь и нефть, сгорая в топке, потребляют кислород (без которого невозможно горение) и дают при этом углекислый газ и пары воды. При этом вырабатывается тепловая энергия, то есть та самая сила, которая и приводит в движение машины.

Точно так же и наша пища сгорает в нашем теле (переваривается), при дыхании, превращаясь в углекислый газ и пары воды, причем вырабатывается тепло, согревающее наше тело и дающее источник энергии, необходимый для работы и всей жизни нашего организма. И чем больше мы работаем, тем больше необходимо нам доставлять в наш организм энергии, тем больше мы должны съесть пищи. В обоих случаях источником тепла и энергии являются материалы, которые мы получаем в конечном счете из растений в виде ли дров или в виде общей для всех животных организмов пищи.

Но откуда же взялось это огромное количество запасов энергии в растениях?

Наукой доказано, что растения обладают удивительной способностью накапливать энергию во время процесса питания углекислым газом. В углекислом газе уносится в воздух в результате процесса горения и дыхания весь тот углерод, который содержался в топливе или пище. Растения вновь ловят его из воздуха своими зелеными листьями, чтобы построить те углистые вещества, без которых невозможны никакая жизнь и движение. На эту постройку, на это созидание теплотворных веществ должна быть опять-таки затрачена какая-то сила; и вот эту-то силу растения находят в солнечных лучах.

Все мы очень хорошо знаем, как много тепла и, следовательно, энергии содержится в солнечных лучах. Она способна поднимать на высоту нескольких километров те огромные количества паров воды, которые образуют облака и, охладившись, падают обратно на землю дождями летом или снегом зимой. Эта энергия нагревает землю до такой степени, что в жарких странах в горячем песке можно сварить яйца; она же создает ту разницу температур на земной поверхности, которая вызывает непрерывные движения воздуха, называемые ветрами или ураганами, смотря по их силе. А сила урагана такова, что он способен сносить иной раз целые дома.

В чудесной фабрике, которую представляет собой зеленый лист, солнечная энергия играет главную роль. Силой его лучей растения оказываются способными питаться углекислым газом и образовать сложные химические (органические) вещества, в которых эта солнечная энергия, закрепленная при углероде, накапливается в теле растения. При этом выделяется свободный кислород.

Здесь именно проявляется до конца разница между процессом дыхания или горения (что почти, но только «почти», одно и то же) и обсуждаемыми сейчас процессами усвоения углекислого газа. При дыхании (горении) получается углекислый газ и выделяется большое количество тепла, а кислород затрачивается. Здесь же мы видим иную картину: кислород выделяется, а затрачивается углекислый газ, но вместе с тем тепло и энергия не освобождаются, а наоборот, должны быть израсходованы извне (в данном случае из солнечных лучей).

Таким образом, зеленая окраска растений служит специально для того, чтобы улавливать солнечные лучи и складывать про запас их энергию в тех продуктах, которые растения образуют из углекислого газа в своем теле. Так растения создают то, что разрушают в течение всей своей жизни человек и животные, и это созидание осуществляют из только что разрушенного. Животные разрушают съеденные ими вещества и выделяют при этом углекислый газ, а растения подхватывают его и строят из него новые запасы пищи и топлива.

Так получается тот беспрерывный круговорот жизни, который существует в живой природе.

Совсем не случайно мы сделали такое странное, на первый взгляд, сравнение, сравнив простой обыкновенный зеленый лист с чудесной фабрикой. Зеленое вещество, окрашивающее листья и некоторые другие части растений, — это мельчайшие зеленые зернышки хлорофилла, которые можно увидеть только под микроскопом. Значение хлорофилла для всей жизнедеятельности растений чрезвычайно велико, потому что именно в этих маленьких, невидимых простым невооруженным глазом зернышках под действием солнечных лучей и осуществляется таинственный процесс усвоения углекислого газа и освобождения кислорода растениями.

Наш великий ученый-естествоиспытатель Климент Аркадьевич Тимирязев, имя которого носит одно из старейших и крупнейших высших учебных заведений нашей страны, ученый, глубоко и всесторонне изучивший жизнь растений, крупнейший авторитет в этом деле, научные труды которого получили широкую известность и признаны во всем мире классическими, говорил:

«…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 органические, в крахмал, есть единственный, существующий на нашей планете, естественный процесс 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 природе не существует лаборатории, где бы выделывалось органическое вещество. Во всех других органах и организмах оно превращается, преобразуется, только здесь оно образуется вновь из вещества неорганического»^[4].

 

Климент Аркадьевич Тимирязев.

 

Это замечательный закон жизни, и над ним стоит задуматься. Животное и растительное царства здесь впервые для нас приобретают ясный раздельный смысл и свое взаимосвязанное и взаимозависимое единство. Здесь уже различие сводится не к простому отличию в способах питания, а дело в противоположном значении тех и других в общей жизни природы. Животные являются как бы разрушителями и расточителями жизненной энергии и живого вещества, они собственно сжигают то, что было создано растениями. Не нужно, конечно, думать, что растения ничего не разрушают. Они ведь тоже дышат, а раз дышат, то значит и сжигают и, следовательно, разрушают известную долю горючих питательных веществ. Но эти разрушения в организме растений значительно меньше той созидательной работы, которая совершается в зеленых листьях растений силою солнечных лучей.

Поэтому мы можем изображать зеленый лист, как накопителя и созидателя питательного вещества, а вместе с тем и энергии, а кошку, собаку и любое другое животное, как расточителя, ибо и животные и человек живут только за счет запасов, накопленных растениями. Таким образом, в известном смысле животные являются как бы «нахлебниками» в царстве растений. Они пользуются и живут добром, приготовленным не их силами и стараниями. Они были бы осуждены на скорое вымирание, если бы по какой-либо причине наша земля потеряла свой растительный покров.

Но не нужно, конечно, и чрезмерно умалять роль животных в природе. Растения также пользуются добром, которое поставляют им животные. В самом деле, если бы не стало на земле животных, растения рано или поздно, пожалуй, исчерпали бы из воздуха все запасы углекислого газа и тогда их собственное развитие также остановилось бы. Животные, перерабатывая растительные организмы и остатки их в углекислый газ, обеспечивают этим беспрерывный приток все нового и нового строительного материала, осуществляя тем самым возможность существования новым поколениям растений. Поэтому животные являются не менее важным и необходимым звеном в общем ходе жизни.

Животный и растительный миры глубоко взаимосвязаны и находятся в постоянной взаимозависимости, соединенные общей жизнью на земле.

Растительные и животные организмы построены из клеточек. И у тех и у других эти клеточки состоят из протоплазмы, ядра и отдельных включений. Целый ряд ответственных жизненных функций, процессов и отправлений протекает и у тех и у других весьма сходно. Конечно, все это не случайно, ибо и растения и животные имеют общее происхождение. Если высшие представители того и другого царства сильно разнятся, то простейшие организмы часто настолько сходны и близки между собою, что не всегда удается их разграничить.

Глубокое и всестороннее изучение неопровержимо показывает, что и животные и растительные организмы образуют собою единый, поражающий своими богатствами и разнообразием форм мир живых существ, в котором все и вся объединены тесным союзом и неразрывной связью всех живущих в этом жизненном круге, в котором каждое звено необходимо для жизни другого.

Надо уметь за грубыми видимостями и первыми впечатлениями в наблюдениях над живой природой и ее жизнью усмотреть те общие мировые законы, которым подчинена вся жизнь природы в ее целом, равно как и сам человек. Тогда мы не станем удивляться и тому, что такой маленький и, на первый взгляд, совсем пустяковый вопрос, с которого мы начали нашу книжечку, — чем отличается животное от растения, — может привести к поразительным открытиям, к познанию многих неизвестных нам до тех пор чудесных явлений живой природы, к открытию и пониманию общих законов жизни.

 

О единстве жизни

 

Нам теперь ясно основное различие между животными и растениями. Это совсем не внешний вид или форма. Это не способность к движению и чувствованию и не дыхание. По всем этим признакам между ними почти нет никакой разницы по существу, а разве только в степени: у большинства животных способность дыхания и движений выражена особенно ярко, но существуют все переходы к слабо движущимся и слабо дышащим растениям.

Другое дело питание. Здесь разница не просто в степени, а уже по существу, и на ней основывается противоположная роль животных и растений в общей жизни природы. Таким образом, способ питания мы имеем право положить в основу тех признаков, при помощи которых производим разделение живой природы на два главных ее царства. Как подсобными признаками, мы пользуемся и внешним видом, и особенно внутренним строением изучаемых нами живых существ, и в конечном счете — для окончательного решения вопроса — мы привлекаем все доступные изучению признаки и свойства.

Но было бы совсем неверно думать, что в способах питания мы уже нашли безошибочный признак, отличающий животное от растения. Оказывается, чем больше человек углубляется в изучение живой природы, тем больше находит он черт сходства и тонких переходов между самыми отдаленными живыми существами. Это вопрос, на котором следует особо остановиться.

Итак, общее правило неорганического питания растений и органического питания животных остается незыблемым. Но в то же время существует немало растений, которые представляют исключение из этого общего правила.

Таким исключением являются грибы, так как они не окрашены в зеленый цвет и, следовательно, неспособны поглощать солнечные лучи и питаться углекислым газом. Поэтому все грибы, тело которых построено из тонких нитей — клеток, перепутанных и перемешанных, как войлок, в отличие от зеленых растений, неспособны расти на простой обыкновенной почве, а селятся на гнилых пнях и других местах, богатых органическими веществами (плесень, сырые стенки и т. д.), будучи неспособны обойтись лишь теми минеральными веществами, которые имеются в почве, они всегда находятся в крайней зависимости от того клочка, на котором они произрастают. Такие грибы, питающиеся перегноем и другими гниющими остатками животных и растений, получили особое название сапрофитов (сапрос — значит гной, а фитос — растение).

Другие грибы поселяются на самостоятельно живущих живых существах, высасывают их соки, вызывая тем самым различные заболевания и даже гибель своих хозяев. Такие грибы называются паразитами. К паразитам принадлежат тутовики, ржавчинные грибки, селящиеся на листьях картофеля, хлебных злаках и на других растениях.

Встречается очень много различных форм паразитов и не только среди грибов. К паразитам принадлежат также и болезнетворные бактерии, являющиеся причиною и возбудителями таких страшных заразных болезней, как чума, тифы, холера, сифилис, туберкулез (чахотка) и ряд других. Все эти паразитические формы оказываются неспособными сами готовить свой питательный материал из углекислого газа и потому вынуждены питаться за чужой счет, часто во вред своим «хозяевам».

Встречаются паразиты и среди зеленых растений (повилики, иван-да-марья, омела, погремок и ряд других), которые, следовательно, соединяют в себе оба рода питания.

Если к этому прибавить еще, что и среди животных встречается много паразитов, питание которых осуществляется за счет соков своих «хозяев» и вполне подобно питанию растительных паразитических существ, то становится ясным, что и в этом наблюдается полное сближение между питанием тех и других.

Один из наиболее ярких примеров такого уклонения от обычного, нормального питания растений мы находим и у так называемых насекомоядных растений: росянки, альдровандии, венериной мухоловки, кувшинчиков непентиса и многих других таких же растений-хищников, о которых мы рассказывали выше. Эти насекомоядные растения, так же как и другие растения, окрашены в зеленый цвет, а следовательно, способны поглощать углекислый газ.

Однако читатель, вероятно, помнит, что большинство из них живет в болотистых местах, где в почве им явно не хватает некоторых, очевидно совершенно необходимых для их нормальной жизнедеятельности составных частей пищи и, в частности, азотистых, фосфорных и других веществ. Поэтому они, постепенно преобразуясь, и обособились в самостоятельную группу насекомоядных растений, отличающихся чисто животным и даже хищническим способом питания — мясом и соками насекомых и другой мелкой живности, во множестве обитающей на болотах.

Однако, как показали специальные опыты, большинство этих насекомоядных растений, оказываются способными обойтись без «мясной» пищи и, следовательно, являются настоящими растениями, но при питании мясом они развиваются в два-три раза пышнее, чем без него. Таким образом, насекомоядные растения объединяют в себе растительный — основной, и животный — дополнительный способы питания, которые, конечно, редко в такой яркой степени соединяются в одном живом существе.

Относительно всех этих растений, исключая разве бактерии, ни у кого не возникает сомнений в их растительной природе. Все они, кроме формы питания, во всем остальном сохраняют свой облик и внутреннее строение растений, так же точно, как внешний облик актиний все же не обманет опытного наблюдателя природы и не заставит принять ее за настоящий цветок.

При всех условиях не вызывает сомнений тот факт, что все незеленые растения есть просто отклонения от общего правила, происшедшие из-за того, что они попали когда-то, в весьма отдаленные времена, в особо благоприятные или же особо неблагоприятные условия существования, позволившие им из накопителей энергии превратиться, подобно животным, в ее расточителей. Эти исключения ни в какой мере не уничтожают общего различия в способах питания между представителями животного и растительного царства, но все же они учат нас тому, что нет коренного различия между животными и растительными организмами, которое привело бы между ними резкую, непереходимую границу.

Еще больше мы убеждаемся в этом, когда знакомимся с группой удивительных живых существ, представителем которых является «эвглена». Это интереснейшее живое существо, у которого самым безнадежным образом перепутаны признаки животных и растительных организмов.

Эвглена — это микроскопически маленькое, обитающее в водной среде живое существо, которое можно увидеть только в микроскоп при увеличении от 20 и больше раз. Весною, когда пригреет солнышко, она часто появляется очень большими массами и вместе со своими родичами окрашивает в ярко-зеленый цвет весенние лужи. В таких случаях говорят, что лужи «цветут».

 

Рис. 23. Эвглена:

A — особь с большим количеством зерен, окрашенных в зеленый цвет, воспитанная на свету; B — особь полусапрофитная с маленькими зелеными зернами (ch); C — бесцветная чисто сапрофитная особь, полученная в питательном растворе в темноте: D и E — споры эвглены, служащие для переживания неблагоприятных условий и для размножения. Увеличение от 630 до 1000 раз.

 

Эвглена имеет форму веретена, более притупленного и широкого спереди, и спереди же снабжена особым жгутиком, похожим на маленький кнут. Этим жгутом она быстро и энергично двигает и как бы пробуравливает воду. Организм эвглены окрашен в зеленый цвет, значит она способна, как и растения, синтезировать (т. е. образовывать) углерод из углекислого газа под действием солнечных лучей. Она успешно использует минеральные вещества, находящиеся в воде. Однако своими быстрыми движениями и передвижениями она гораздо больше отвечает нашему обычному представлению о животных.

В то же время эвглена способна, подобно некоторым грибам или некоторым животным, питаться органической пищей. Если поместить эвглену в темноту и прибавить к простой пресной воде, в которой она постоянно обитает, достаточное количество органических веществ для ее пропитания в виде каких-либо гниющих остатков, то она потеряет свой зеленый цвет, побледнеет и перейдет исключительно на животный образ жизни. Перемещенная на свет эвглена снова окрашивается в зеленый цвет и тогда снова может кормиться одними минеральными солями и углекислым газом, без всякой примеси органических веществ.

Кроме того, некоторые виды эвглен содержат красный пигмент (пигмент — красящее вещество) и, попадая в среду обитания, более богатую содержанием органических веществ, эвглены окрашивают воду в красный цвет.

 

Рис. 24. Эвглена (10) и ее ближайшие родичи, обитающие в пресной воде.

 

Естественно, при знакомстве с такого рода существами, как эвглена, у всякого из нас, несмотря на все изложенные выше факты и наглядные примеры, все же возникает все тот же вопрос: что же это такое — животное или растение? К какому же из двух царств природы надлежит отнести это живое, столь необычайное существо?

Задача еще больше усложняется тем обстоятельством, что эвглены обладают самым пестрым родством. С одной стороны, многие из ближайших к ней существ питаются исключительно растительными веществами и раз навсегда окрашены в зеленый цвет.

 

Рис. 25. Более отдаленные родичи эвглены со стороны настоящих растений — «десмидиевы водоросли».

 

А с другой стороны, к эвглене примыкают другие ее родичи, которые никогда и ни при каких условиях неспособны образовывать зеленую краску и питаются только сапрофитным, то есть животному свойственным порядком.

 

Рис. 26. Отдаленные родичи эвглены со стороны животных — «реснитчатые инфузории».

 

Наконец, та же вода, в которой обитает это фантастическое существо, населена сотнями и тысячами разнообразнейших микроскопических существ, из которых одни по образу своего питания являются несомненными представителями животного царства, в то время как другие относятся к растительным организмам. Но и те и другие имеют все степени родства и переходов к нашей эвглене.

И до сих пор эта загадка эвглены еще не разрешена биологической наукой, которая занята изучением всего многообразия живых существ, животное это или растение?

Но правильнее сказать, что ученые-биологи пришли к убеждению, что эту задачу бесполезно решать в такой примитивной форме. На самом деле эвглена не есть только животное или только растение. Она относится к тем многочисленным живым существам, в которых как бы стушевываются различия между животным и растением, но которые являются как бы прямым мостом между теми и другими.

Всестороннее изучение подобных форм живых организмов, которых существует немало еще и кроме описанной нами эвглены, учит нас тому, что все живые существа, обитающие на земле, должны нами рассматриваться не как застывшие и неизменные, независимо существующие одна от другой формы, но что все они глубоко взаимосвязаны между собой целым рядом мостов и переходов, доказывающих их внутреннее, можно сказать «кровное» родство.

Когда-то этот вывод, объективно вытекающий из прямого разбора фактов жизни, приводил в большое смущение представителей науки. Им казалось, что все привычные приемы разделения живых существ, по их признакам сначала на животное и растительное царства, а затем внутри каждого из них на более мелкие группы, классы, отряды, семейства и т. д. (животных делят, например, на позвоночных и беспозвоночных, этих последних на млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, рыб и т. д.) начали колебаться. Этот вывод о единстве живого мира противоречил первоначальным представлениям о постоянстве и неизменности видов, прочно закрепленным религией и «учеными» доказательствами отцов церкви, глубина научных познаний которых была нами наглядно показана на примере с морскими уточками.

В разные исторические периоды делались неоднократные попытки как-то систематизировать и классифицировать (классификация — это наука, занимающаяся подразделением животных и растений на различные группы) все богатство и многообразие живых форм, но все эти попытки оказывались неудачными и только вносили еще большую путаницу.

Только в середине XVIII столетия знаменитому шведскому ученому Карлу Линнею удалось разработать и обосновать принци