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.
ОПЫЛЕНИЕ
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.
Классификация
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.
БИНОМИНАЛЬНАЯ НОМЕНКЛАТУРА
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».
Масштаб перемен
Биноминальная система Линнея оказалась столь эффективной, что быстро приобрела популярность. Ученый хотел классифицировать больше животных и растений, чтобы организовать их в каталоге и отразить их природное родство. Эти две цели не всегда совпадают. Растения Линней решил организовать искусственно, посчитав число половых органов (тычинок и пестиков) в цветках. В результате в некоторых случаях в одной группе оказались совсем не родственные растения. Ученый понимал, что однажды станет возможной более логичная систематизация, но он не пытался создать генетическое описание организмов. Серьезное преимущество системы Линнея в том, что она продолжает работать в контексте эволюции. Кроме того, ее можно бесконечно адаптировать по мере обнаружения новых видов, хотя зачастую приходится разбивать первоначальный род. В целом похоже, что биноминальная номенклатура выдержала проверку временем.
Общая классификация животных Линнея из первого издания его книги «Система природы» (лат. Systema Naturae).
Микология
Кроме совершенствования в отличении съедобных грибов от несъедобных и ядовитых, микология – наука о грибах – до недавнего времени развивалась мало.
Переломными для понимания этих загадочных форм жизни стали исследования итальянского ботаника Пьера Антонио Микели (1679–1737). Во времена Микели существовало много суеверий о грибах, в том числе то, что они появлялись самопроизвольно в гниющем мясе и растениях. Микели занялся этим вопросом и в книге «О новых видах растений» (Nova Plantarum Genera) описал не только сотни видов, но и свои опыты, доказывающие, что грибы размножаются крошечными спорами, из которых вырастает новое поколение. (Он вырастил споры на кусочках дыни!) Однако прошло еще много времени, прежде чем грибы начали изучать серьезно. Для удобства их первоначально отнесли к растениям, хотя они совсем не похожи. В грибах не происходит фотосинтез: они впитывают питательные вещества из среды, каковой может оказаться и разлагающееся растение, и организм животного. Плодовое тело гриба состоит из сети нитей, гиф, обычно скрытых от взгляда. Сегодня выделяют отдельное царство живой природы – царство грибов. В действительности они ближе к животным, чем к растениям!
