Коллектив авторов - История биологии с древнейших времен до начала XX века

Антинаучность доводов и рассуждений Шельвера и Геншеля была очевидной, но, тем не менее, их труды встретили сочувственный прием у довольно значительной части ботаников. С нападками на идею пола у растений выступили Вильбранд, Видлер, Неес фон Эзенбек, Эндлихер и др. Даже создатель учения о метаморфозе растений, великий немецкий поэт и мыслитель Вольфганг Гёте высказал сомнение относительно существования мужского и женского пола в мире растений (1820). Уместно отметить, что большинство русских ботаников в то время поддерживало учение о поле у растений, но это не могло повлиять на его противников.

Проблема пола и оплодотворения растений была поставлена под удар; ей грозила перспектива на долгие годы задержаться в своем развитии. Иллюстрацией состояния работ по этой проблеме может служить тот факт, что на конкурс, объявленный в 1819 г. Прусской Академией наук, на тему: «Может ли происходить гибридное оплодотворение в растительном царстве?», была представлена всего одна работа, признанная к тому же неудовлетворительной. Позднее аналогичный конкурс объявила Голландская Академия наук.

Утвердительный ответ пришел из небольшого немецкого городка Кальв. Его дал Карл Фридрих Гертнер — сын известного ботаника Иосифа Гертнера, автора классических работ о строении плодов и семян. Медик по образованию, К. Гертнер еще в молодые годы под влиянием Кельрейтера увлекся ботаникой и посвятил ей немало лет вдохновенного творческого труда. Однако условия для работы по изучению генеративной сферы растений в Германии тех лет были настолько сложны, что исследования Гертнера долгое время оставались неизвестными широкому кругу ученых. Лишь на склоне жизни Гертнер смог опубликовать две большие монографии (в 1844 и 1849 гг.) — итог длительного труда по выяснению полового процесса у растений. Он подтвердил взгляды Кельрейтера на пол у растений и подверг основательной критике сочинения Шельвера и Геншеля. Гертнер рассмотрел строение цветка и значение его отдельных органов, описал способы перенесения пыльцы на рыльце пестика, указал на роль насекомых в этом процессе и привел результаты своих многочисленных опытов по скрещиванию растений.

Работы К. Гертнера получили широкую известность. Они неоспоримо доказали наличие пола у растений и окончательно убедили, что без пыльцы не может происходить оплодотворение и последующее образование плодов. Но вопрос о том, каким образом осуществляется акт оплодотворения и возникает зародыш, оставался открытым, и в этой области долгое время удерживались ошибочные воззрения.

Для правильного решения вопроса о сущности оплодотворения у растений необходимы были исследования на микроскопическом уровне. Поэтому интенсивное накопление научных данных по эмбриологии растений стало возможным лишь в 30-х годах XIX в. под влиянием общих успехов естествознания и усовершенствования микроскопа. Первую тропу к истине проложил не ботаник и даже не биолог, а математик, астроном и оптик итальянец Джованни Батиста Амичи. Наряду с конструированием оптических инструментов и телескопов, столь необходимых для астрономических исследований, Амичи занимался также и изготовлением микроскопов. Созданные им микроскопы всегда пользовались в кругу естественников доброй славой. Качество их Амичи обычно проверял на различных биологических препаратах, среди которых нередко бывали и ботанические. Однажды под объективом его микроскопа оказалось опыленное пыльцой рыльце пестика портулака ( Porlulaca oleracea ).

Внимательно рассматривая пыльцевое зерно, приставшее к рыльцу портулака, Амичи заметил, что оно вдруг лопнуло, образовало трубку, которая стала расти и внедрилась затем в ткань рыльца. Все увиденное под микроскопом так сильно заинтересовало ученого, что он решил заняться ботаникой, изучить специальную литературу и выяснить, какова же дальнейшая судьба пыльцевой трубки. О своем открытии Амичи сообщил в 1823 г. на страницах журнала Моденского научного общества.

Первое изображение пыльцевых трубок в работе Амичи. 1823.

Открытие пыльцевой трубки вызвало большой интерес у ботаников, и многие из них занялись детальным изучением генеративной сферы растения. Так, молодой французский ученый Адольф Броньяр, просмотрев под микроскопом значительное число опыленных пестиков, подтвердил в 1827 г. наблюдения Амичи и констатировал образование пыльцевых трубок у ряда растений. Броньяр установил, что образование пыльцевых трубок — явление, обычное у растений. Отчетливо наблюдая прорастание пыльцы на рыльце пестика, ученый, однако, не смог выяснить, что же происходит с пыльцевой трубкой после ее образования. Умозрительным путем он пришел к ложному заключению, что пыльцевая трубка, внедрившись в ткань рыльца, лопается, выделившееся при этом оплодотворяющее вещество следует по проводящей ткани столбика к завязи, доходит до зародышевого мешка, под влиянием этого оплодотворяющего вещества в верхней части зародышевого мешка образуется эмбриональный пузырек, который затем превращается в зародыш. В этих ошибочных представлениях Броньяра содержалась и некоторая доля истины. Соответствовали действительности данные относительно строения и развития пестика и семяпочки. Он правильно описал в семяпочке зародышевый мешок; можно думать, что видел в нем яйцеклетку, но не понял этого; установил наличие в столбике особой рыхлой проводящей ткани.

Почти одновременно с Броньяром, изучением строения семяпочки на представителях орхидных и ласточниковых занимался его английский коллега Роберт Броун. Он осуществил ряд ценных микроскопических наблюдений, сохраняющих свое значение еще и сегодня. Ученый показал, что семяпочка состоит из ядра — нуцеллуса и двух покровов — интегументов, которые не смыкаются на вершине и образуют отверстие — микропиле. Р. Броун интересовался также процессом прорастания пыльцы на рыльце пестика и ростом пыльцевых трубок, но получить каких-либо новых фактических данных не смог. Он ограничился, как оказалось в дальнейшем, совершенно правильным предположением, что пыльцевые трубки дорастают до семяпочки и через микропиле входят в нее.

Тем временем в Италии продолжал интенсивно работать Амичи. Используя более совершенные микроскопы и проведя большую серию исследований на многочисленных растительных объектах, он подтвердил свои прежние наблюдения и смог, наконец, проследить за ростом и прохождением пыльцевой трубки по всей длине столбика. Более того, ему удалось увидеть вхождение трубки через микропиле в семяпочку. Таким образом, ошибочность представления Броньяра о том, что пыльцевая трубка лопается в тканях рыльца, была доказана. О результатах своих исследований Амичи письмом сообщил в Париж известному ботанику Мирбелю. Отрывки из этого письма были опубликованы в 1830 г.