За порогом вражды

Бернар начал с изучения обычной во Франции подземной орхидеи — гнездовки. Подобно подъельнику, гнездовка лишена хлорофилла и имеет желто-буроватый цвет. Свое название она получила за форму залегания корней. Мясистые и очень многочисленные, они сплетены у нее вокруг корневища, вместе с которым напоминают по форме птичье гнездо. Из "гнезда" торчит толстый и короткий стебель с несколькими прижатыми чешуйками вместо листьев. Подземные органы развиваются десять лет и более. Затем они выбрасывают гроздь коричневых цветов. Стрелка, на которой они сидят, настолько слабосильна, что часто не в состоянии пробиться сквозь почву. Тогда цветы распускаются в земле, не увидев дневного света.

Бернар систематически исследовал стебли гнездовки, цветущие под землей, собирал её семена и пытался их проращивать, однако из этого ничего не выходило.

Но вот в один прекрасный весенний день, прогуливаясь после полудня по лесу Фонтенбло и по обыкновению занимаясь раскопками, Бернар вдруг напал на совершенно необычный экземпляр орхидеи. У нее были созревшие плоды. Раскрыв один из них, ученый к великой радости и немалому удивлению обнаружил в нем сотни проросших семян! Собственно, это были уже не семена, а молодые растеньица гнездовки, каждое около 3 мм длиной. Такого не случалось увидеть еще ни одному человеку.

Бернар тотчас прервал прогулку и почти бегом направился в свою лабораторию. Здесь он принялся внимательно рассматривать срезы проростков под микроскопом. Все они без исключения содержали в своих клеточках крошечные клубочки чрезвычайно тонких волоконец. Не было сомнения, что это мицелий какого-то гриба, проникшего в семена.

О том, что орхидеи живут в симбиозе с грибами, было известно. Но никто не мог предполагать, что гифы гриба, обосновавшегося в корневище, могут через стебель добраться до плодов и заразить зреющие в них семена. Счастливая находка, сделанная в 1899 году, натолкнула Бернара на мысль, что проникновение гриба в зародыши — не случайность, а необходимое условие прорастания семени. Стало ясно, почему у орхидей иногда наклевывались семена на компосте, где раньше росло материнское растение.

Свою гипотезу Бернар проверил экспериментально. Он извлекал под микроскопом клубочки гриба из корней и культивировал их отдельно на питательных студнях, где они образовывали подобие плесени. Одновременно в строго стерильных условиях из спелых плодов гнездовки брались семена и высевались в стеклянные пробирки с питательной средой. Семена слегка разбухали, но не прорастали. Тогда Бернар внес в пробирки с семенами по кусочку "плесени". Результат оказался чудодейственным. Как только нити гриба проникли в семена, те начали дружно прорастать, и через несколько месяцев из них выросли нормальные растения. Так было впервые доказано, что в прорастании семян орхидей обязательно должен принимать участие гриб.

Гнездовка, как и грибы, — растение сапрофитное. Она может жить лишь на готовой органической пище, получаемой через посредство гриба-сожителя. Сапрофитными орхидеями особенно богаты тропические леса. Как же усваивают орхидеи свою пищу?

Проростки орхидеи: 1 — без гриба, 2 — с грибом (участок, занятый мицелием гриба, затемнен) (по Бернару), 3 — "деревцо" мицелия гриба в клетке корня картофеля (по Магру)

Оказывается, питание у них аналогично внутриклеточному пищеварению низших животных и очень напоминает способ борьбы со всякого рода инфекцией у животных и человека. Бернар и русский ботаник В. Л. Комаров назвали этот процесс фагоцитозом у растений. Состоит он в следующем.

Мы уже говорили о "деревцах"-клубочках и переваривании гиф. Если у зеленых орхидей это один из дополнительных источников получения пищи, то у сапрофитных он становится основным. Вступает он в свои права уже на стадии прорастания семян. Зародыш двигается в рост только тогда, когда в его нижних клеточках появляются спирально скрученные гифы гриба. Как в зародыше, так и в тканях взрослой орхидеи эти клубочки постоянно перевариваются клетками-хозяевами, в которые они проникли. От них остается лишь небольшой нерастворимый остаток. Но в клетки внедряются новые гифы, и с ними повторяется то же самое. Отнятые у гриба питательные вещества частично откладываются про запас в виде зерен крахмала.

Бернар считал, что скручивание гиф в клубочки — нечто весьма сходное со склеиванием чужеродных бактерий, происходящим в крови и лимфе животных. Только если у животных фагоцитоз лежит в основе иммунитета и направлен на охрану их здоровья, то в орхидеях он стал способом питания.

У некоторых сапрофитных орхидей существуют специальные фагоцитарные клетки, которые намного крупнее остальных. Только в них и проникают гифы гриба своими концами. Из кончика гифы в клетку хозяина выделяются капельки питательной жидкости. Сами же гифы остаются, по-видимому, целыми и невредимыми.