Том Джексон - Взламывая биологию

В 1720-х гг. английский священник Стивен Гейлс занялся функциями структур растения, обнаруженных Грю. На иллюстрации в книге «Статика растений» Гейлс показал прохождение жидкости по внешнему участку ствола дерева.

В этом и во многом другом Грю опередил свое время. Чтобы в полной мере разобраться с описанными им функциями строения, требовалось развитие других наук. Хотя слово «клетка» ввел в оборот современник ученого Роберт Гук, описывая увиденное под микроскопом устройство растений, речь шла только о полых клетках пробкового дерева, и понимания, что клетка – фундаментальный кирпичик в строении всех живых существ, не было еще 150 лет. Сам Грю представлял ткани растений скорее как переплетающиеся волокна, словно в простых тканях. Ученый принял во внимание поддерживающую функцию более прочных древесных тканей (их он сравнивал с костями животных) и доказал, что существуют трубки, тянующиеся вниз по стеблям растений (сегодня их называют сосудами ксилемы). Но только в XIX в. появились работы, полностью объясняющие функции тканей растений – в частности тех, что распределяют вещества: ксилема проводит воду и минералы от корней, а флоэма проводит другие субстанции, в том числе сахара, созданные в ходе фотосинтеза, от листьев.

Иллюстрация из «Анатомии растений» Грю, изображающая ветвь в разрезе.

В чем назначение цветов? Быть может, они просто были созданы только для нашего удовольствия? В конце XVII в. вновь возник интерес к их научному исследованию.

Понимание того, что цветы имеют отношение к репродукции, существовало всегда, так как из них получаются семена и фрукты. Но как в точности они устроены с точки зрения анатомии? Ранние анатомы растений, такие как Неемия Грю, размышляли о разделении полов у представителей флоры и предположили, что пыльца эквивалентна мужскому семени у животных. Экспериментально же доказать это попытался современник Грю, немец Рудольф Камерариус, опубликовавший результаты штудий в 1694 г. в трактате «О полах у растений». Например, Камерариус взял виды, где каждый цветок был либо мужским, либо женским (как правило, они являются гермафродитами, то есть совмещают оба пола) и показал, что женские цветки не производят семена, если не находятся рядом с мужскими цветками, производящими пыльцу.

Типичный цветок – это орган для отправки и получения пыльцы, мужских половых клеток растения. После завершения процесса из цветка формируются семя и плод.

Многие цветы привлекают пчел, чтобы те помогли перенести пыльцу с одного цветка на другой. Часть пыльцы, которую переносят пчелы, стряхивается на липкий кончик (рыльце) высокой женской части цветка. Пыльцевое зерно падает внутрь и оплодотворяет семязачаток внизу. Пчела собирает пыльцу и нектар и относит в улей, чтобы превратить в мед.

Базовая анатомия цветка-гермафродита (одновременно и мужского, и женского) показана выше. Более поздние исследователи раскрыли новые подробности. Пыльцу производят пыльники, расположенные наверху высоких образований, которые называются тычинками. Пыльца переносится на липкое рыльце, откуда попадает в семязачаток, женскую клетку, расположенную у основания. Цветные лепестки привлекают насекомых и других животных, и те переносят пыльцу с одного цветка на другой. Специальные железы, производящие нектар, также привлекают насекомых. А ветроопыляемые растения, например многие виды деревьев, не нуждаются в ярких лепестках. Они производят массу пыльцы, которую далеко разносит ветер, и по крайней мере часть ее благополучно попадает на цветки соседних деревьев.

Схематичные изображения цветков из книги о цветах Новой Зеландии, опубликованной в 1888 г.

В биологии царил бы хаос, если бы ученые не были уверены, что говорят об одном и том же животном или растении. Шведский натуралист Карл Линней придумал метод распределения живых существ по категориям, который используется и сегодня.

Линней с детства интересовался ботаникой. В университете он изучал медицину, в основе которой лежало умение выращивать разные лечебные травы и применять их во врачебной практике. Для некоторых трав существовали «народные» названия – не всегда точные, – тогда как книги по ботанике содержали громоздкие описания на латыни. Линней понял, что нужна система коротких и точных названий. Он предложил давать родственным видам (или типам) одно общее латинское имя рода, а для каждого подвида добавлять прилагательное. Это называется биноминальной номенклатурой, или двусловным наименованием. Например, род больших кошек называется Panthera . Лев – это Panthera leo , а тигр – Panthera tigris . Для каждого вновь открытого вида и каждого нового наименования предполагалось давать полное описание и держать образец в доказательство подлинности.

Эффективную систему названий из двух слов для животных и растений первым представил Линней. Но известно, что рационализировать номенклатуру подобным образом пытались и раньше. Швейцарский ботаник Каспар Баугин (1560–1624) описал многие растения краткими латинскими фразами, иногда всего из двух слов, и Линней некоторыми из них воспользовался. Однако считатся, что Баугин все-таки давал описания, а не настоящие названия.

Хотя Линней начал работать над классификацией в 1730-х гг., ему потребовались годы, чтобы довести ее до совершенства, так как он был и учителем, и натуралистом, и автором книг. Он представил законченную систему именований для растений только в 1753 г. – в работе «Виды растений», и в 1758 г. для животных – в 10-м переиздании «Системы природы».

Иллюстрации разных отрядов птиц из «Системы природы».