Когда-то в лесах Бразилии Дарвин с восхищением и любопытством рассматривал орхидеи. Он встречал их в изобилии растущими на коре деревьев, зеленой от мхов, папоротников и лиан. Корни орхидей частью внедрялись в кору, а частью свободно свисали с ветвей деревьев. Из воздуха, всегда здесь влажного, они впитывали воду и извлекали пищу из пыли, наносимой ветром в расщелины коры.
Цветки одних орхидей казались яркими бабочками, которые вот-вот вспорхнут и исчезнут среди зелени. У других цветки напоминали огромного паука; иные можно было принять за жуков. Но все это были цветки, только удивительно оригинальной формы, разных размеров и окраски. Одни были очень темные с яркими полосками и пятнами, другие светло-желтые или светло-розовые. Каких только рисунков не увидел Дарвин на лепестках орхидей: яркие дорожки, ведущие в глубь венчика, полоски, чередовавшиеся с крапинками и точечками!
«Кто вывел эти прихотливые узоры на лепестках орхидей? В чем их значение?» — думал молодой натуралист.
С тех пор Дарвин не только наслаждался красотой и ароматом цветка, но и задавал себе вопрос, впервые вставший перед ним в сумраке тропического леса: что такое цветок? Зачем у них яркие, пестрые венчики причудливых форм, нектарник, аромат?
Значение тычинок и пестиков понятно. Это главные органы цветка, непосредственно участвующие в образовании плода.
Цветок же в целом непонятен: в нем много как будто лишнего, если не признать, что он создан для услаждения человеческих взоров.
Дарвин не упускает случая, чтобы побеседовать об этом с друзьями и попросить их понаблюдать за растениями. В письме к американскому ученому Аза Грею Дарвин пишет: «…
И вот с 1839 года Дарвин начинает наблюдение над растениями, чтобы выяснить назначение всех частей цветка.
Орхидеи… Их выбирает Дарвин для тщательного изучения. Он разводит их у себя в теплице, завязывает знакомства с многими знатоками орхидей. Ему присылают эти растения.
В 1862 году Дарвин опубликовал свою работу об орхидеях. В ней он подробно разбирает необычайно своеобразное строение цветка у многих видов орхидей.
В цветке орхидей, в отличие от большинства растений, только одна тычинка, сросшаяся с пестиками. Пыльца представляет собой мельчайший зернистый порошок, большей частью слипающийся в комочки на тонких ножках — поллиниях.
Рыльце — одно. Под верхней, очень липкой частью его имеется ямка. Венчик состоит из трех лепестков, из которых одни — губа — значительно больше других. Чашечка — из трех ярко окрашенных чашелистиков.
Все эти части цветка орхидей сильно варьируют по форме, размерам и окраске.
У орхидеи — венерина башмачка, встречающегося по лесам, кустарникам и оврагам, — ярко-желтая губа напоминает туфлю, два других лепестка пурпурно-бурого цвета.
Научное название этого растения — «башмачок Киприды» (Венеры).
Особенно оригинальна у разных орхидей форма губы — «пристани для насекомых».
Губа выдается вперед и всегда ярко окрашена. У некоторых видов она очень эластична.
У венерина башмачка Дарвин наблюдал, как прикосновение пчелы к губе заставило ее подняться кверху, замыкая цветок и оставляя только один проход, которым и выскользнуло животное, при этом оно испачкалось в пыльце. Пчела полетела к другому цветку.
У некоторых орхидей прикосновение к цветку насекомого вызывает настоящий «обстрел» поллиниями. Они «…
Иногда рыльце вытянуто в виде двух изогнутых щупалец над губой. Поллинии, принесенные насекомыми, при прикосновении к щупальцам взрываются на глазах, обсыпая рыльце пыльцой.
Дарвин не раз был свидетелем, как приходят в действие все части цветка и как согласованно оно происходит.
С точки зрения естественного отбора все эти факты могли быть объяснены. Самые замысловатые формы орхидей, согласованное действие частей цветка, и притом всех частей его, представляют удивительнейшие приспособления для оплодотворения при помощи насекомых, переносящих пыльцу с одного цветка на другой.
Много раз Дарвин покрывал стеклянным колпаком соцветия орхидей, изолируя их от насекомых. Рядом он ставил неприкрытые растения. С них насекомые постепенно уносили поллинии. Под колпаком поллинии оставались целыми.