История биологии с древнейших времен до начала XX века

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.

Выяснение сущности оплодотворения у растении. Работы Дж. Б. Амичи, А. Броньяра, Р. Броуна.

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.

Роберт Броун. 1773–1838.