Страница:
Чтобы начать удивляться вычурной красоте растительных форм, нам надо от бактерий перейти к растениям несколько более высокой организации. Обратимся к одноклеточным водорослям, бацилляриям, или, как их иначе называют, – диатомеям. Они много крупнее бактерий, но все-таки еще пигмеи. Для рассматривания их нужен микроскоп с увеличением раз в 100, в 200. Распространены разнообразнейшие диатомеи весьма широко и в морских, и в пресных водах. Их формы – вернее сказать, формы их кремневых панцирей – бесконечно разнообразны и иногда поражают совершенно фантастической, своеобразно-изящной вычурностью[21]. Покажите несведущему человеку рисунок 18, – и он, наверное, будет недоумевать. Что такое тут нарисовано? Гирьки, брелочки, какие-то диски, кустики с веерами? Нет, это только маленький уголочек того, что открывает микроскоп среди растений-пигмеев.
Рис. 18. Диатомовые водоросли (сильно увеличено).
Говоря о диатомеях, нужно, конечно, иметь в виду не только одно разнообразие и красоту форм этих маленьких растений. Оказывается, что диатомовые, которые живут в верхних слоях воды различных водоемов, рек, морей и океанов, образуя планктон, являются подчас единственным кормом рыб и их мальков. Ученые изучают планктон, его развитие и строение и таким путем определяют места наилучшего улова рыбы.
В прежние эпохи истории Земли диатомовые достигали местами такого значительного развития, что сохранившиеся в ископаемом состоянии остатки их крепких панцырей образовали настоящую горную породу почвы из чистого кремнезема, которую человек теперь применяет в различных целях (например, при изготовлении динамита).
Какое из цветковых растений меньше всех на свете? Прежде чем определенно ответить на этот вопрос, вспомним одно крошечное растение, отлично всем знакомое – вспомним обыкновенную мелкую ряску (Lemna minor), своими кругленькими листиками иногда сплошь покрывающую поверхность стоячей воды в прудах, в лужах, в болотистых заводях, в канавах и пр. Все растение состоит из листика и единственного погруженного в воду корешка. Мы будем попросту говорить «листик», хотя ученые ботаники доказали, что это совсем не листик, а сплюснутый стебель. Пусть будет так; это нам не так важно.
Ряска весьма быстро может размножаться. У краешка листика вырастает новый листик, который затем отделяется и начинает самостоятельную жизнь. Ряска – растение ц в е т к о в о е; но видели ли вы когда-нибудь ряску с цветами? Она цветет очень-очень редко.
Рис. 19. Ряска малая (Lemna minor) и вольфия бескорешковая (Wolfia arrhiza): а – ряска, увеличенная в 10 раз, б – вольфия, увеличенная в 10 раз, в – схематический разрез цветущей вольфии, увеличено в 10 раз, г – вольфия в натуральную величину.
Помню, в давнишние времена моих мальчишеских увлечений ботаникой мне страстно хотелось найти цветущую ряску. Меня особенно подзадоривал рассказ отца про одного знаменитого ботаника, который несколько лет понапрасну искал цветов ряски, а потом нечаянно наткнулся на прудик, сплошь покрытый цветущей ряской. Много разных растительных редкостей удавалось мне находить в то время, но цветущей ряски, несмотря на все старанья, я так и не нашел. Мало того, гораздо позднее, уже взрослым человеком, я иногда, вспоминая прежние неудачи, часами перебирал несметные количества рясок, но никогда ни одного цветочка не находил. Раза два-три в жизни видал их цветы, но только в гербариях. Как выглядят цветы ряски? На краешке листика вырастает крохотная чешуйчатая колбочка, из которой торчат рыльца и две тычиночки. Все это в булавочную голову величиной. Это и цветком-то как будто бы совестно назвать, но ботаники считают это даже не просто цветком, а целым соцветием из одного женского и двух мужских цветов!
Самое мелкое в свете цветковое растение сходно с ряской, но только еще примерно вчетверо меньше. Называется это растение – вольфией, или ряской бескорешковой (Wolfia arrhiza). Крохотные листочки ее сверху плоские, а снизу выпуклые. Корешка нет. Цветочек вроде как у нашей ряски, но всего с одной тычинкой. У нас в районе Москвы вольфия не встречается, но южней, на Украине, она водится довольно часто и, как и наша ряска, иногда сплошь покрывает стоячие воды. Если вам, читатель, приведется где-нибудь под Киевом или под Харьковом встретить заросли вольфии, не советую вам стараться найти цветочек. Даром время потеряете! Вольфия, занесенная к нам из теплых стран, как полагают ботаники, никогда не цветет в Европе.
Рис. 20. Высокогорная генциана в натуральную величину.
Рис. 21. Горная форма одуванчика (Taraxaam officinale) в натуральную величину.
В современную нам эпоху такие ивы-пигмеи встречаются лишь в полярных областях да на высоких горах; но в так называемые ледниковые эпохи, когда полярные льды продвигались далеко по направлению к экватору, передвигались вместе со льдами и карликовые ивы. Еще более поразительна, быть может, карликовая береза (Betula nana), растущая в полярной и высокогорной тундре. Нередко где-нибудь на побережье Северного полярного моря можно в таком «березовом лесу» собирать грибы, которые… ростом выше самих березок[22].
Остатки этих карликовых ив и березок на различных глубинах торфяных болот находят во множестве в таких местах, где самая ива и березка давным-давно исчезли. Помимо более крупных остатков, в торфе сохранилось очень много пыльцы цветов различных видов ивы. В недавнее время было произведено тщательное исследование пыльцы древесных растений в торфяниках различных стран на различных глубинах. Долгая, кропотливая работа ученых увенчалась успехом; удалось выяснить многие вопросы о распространении ив в разные эпохи, а вместе с тем восстановить некоторые новые подробности истории передвижения льдов.
Рис. 22. Высокогорная ива (Salixherbacea) в натуральную величину.
Рис. 23. Старая сосна-карлик, выращенная в горшке.
Еще о пигмеях
Микроскоп вошел теперь в жизнь каждой лаборатории, стал необходимым инструментом для всякого биолога и для каждой школы. Самый простой школьный микроскоп открывает совершенно новый мир перед нами; мир невидимых простым глазом «наших врагов и друзей», которые широко и обильно населяют океаны и моря, озера и реки, воздух и почву, живут иногда массами на ледниках и пловучих льдах, по безжизненным скалам и в горячих ключах… Вот о таком-то населении волжской воды и позвольте вам, юные друзья, рассказать! Для вылавливания микроскопически мелких растений, которые свободно плавают не прикрепленными ни к каким предметам, в толще воды (такие растения вместе с такими же микроскопически мелкими животными, как вы уже знаете, называют «планктон»), пользуются особыми сетками.
Планктонные сетки чаще всего имеют коническую форму и делаются обычно из шелка, употребляемого для изготовления мельничных сит. Сетка состоит из металлического латунного кольца диаметром до 25 см, к которому прикреплен сшитый конусом мельничный шелк. Ко дну сетки надо прикрепить аптечную баночку из-под мази, верхний край которой имеет перетяжку. Обрезав конец конуса так, чтобы диаметр отверстия был равен диаметру стаканчика, привязывают сетку к горлышку банки.
Под металлическим кольцом в сетке на равном расстоянии друг от друга проделывают три небольших отверстия и продергивают через них три коротких шнура, сходящихся над центром отверстия в одной точке. Здесь их скрепляют вместе «уздечкой», связанной с длинным шнуром «линем».
Вооружившись такой сеточкой и пропустив через нее большое количество волжской воды, мы много раз добывали планктон в Волге около г. Горького[23], а потом, взяв микроскоп, рассматривали свою добычу, исследуя ее, по возможности, с большим увеличением. Изумительная по изяществу картина открывалась перед нами!
Много мельчайших планктонных животных снуют в самых различных направлениях в освещенном «поле зрения» микроскопа; в огромном количестве всюду как бы разбросаны микроскопические растения – водоросли, то, чаще, буро-желтые, то бесцветные, то, реже, с ярко-зеленой окраской или с нежно-голубоватым оттенком.
Среди этих невидимых простым глазом обитателей «волжской цветущей воды», конечно, надо поставить на первое место известные уже вам диатоме и, или кремнеземки. Они неизменно господствуют в волжской воде в течение всего года и особенно летом и осенью, когда некоторые из диатомей достигают необыкновенно пышного развития. К планктонным диатомовым, которые встречаются только плавающими в массе воды, нередко присоединяются еще и некоторые такие их виды, которые ведут донный образ жизни и прикрепляются к каким-либо донным или прибрежным, погруженным в воду предметам. Они отрываются от них и уносятся токами воды в различных направлениях, присоединяясь к планктонным организмам и превращаясь таким образом тоже в вечно блуждающих «бездомных странников» водной стихии.
Оригинально и удивительно строение диатомовых – этих одноклеточных растений, живущих или одиночно, или целыми колониями. Размеры диатомей вовсе ничтожны. Самые крупные из них едва достигают 400–500 микронов в длину, а микрон – это ведь 1/1000 миллиметра, т. е. наиболее крупные диатомеи не превышают по своим размерам полумиллиметра. На одной обыкновенной почтовой марке самых крупных из них уместится около 5000 штук, а на простой почтовой открытке – более 150 000.
Но это же настоящие гиганты в этом мире пигмеев! Обычно же наши пресноводные диатомеи и того мельче, достигая в своей длине 130–150 микронов: таковы, например, пиннулярии, имеющие в длину 50-140 микронов и всего 7-13 микронов в ширину; таковы и обычные волжские водоросли – мелёзиры, в длину едва достигающие 20–25 микронов, а чаще и того короче. Вот таких пиннулярии на одной почтовой марке уместится уже до 175 000 штук, а самых крупных мелёзир – около 2 000 000; сколько же таких пигмеев можно разместить на почтовой открытке или одной страничке какого-либо вашего учебника? Сосчитайте-ка сами, и вы получите совсем «астрономические» числа!
Рис. 24. Мелёзира (сильно увеличено).
Рис. 25. Сурирелля (сильно увеличено).
Даже самые крупные из наших волжских диатомей – сурирелли имеют в длину 350–400, а в ширину 125–150 микронов; а это ведь подлинные великаны среди остальных микроскопических обитателей «цветущей» волжской воды, но и их на почтовую марку влезает около 6000 особей.
Нечего говорить, что и по весу все эти водоросли совсем ничтожны, но, развиваясь в воде массами, они образуют там довольно изрядное население. Мы не подсчитывали точно количество диатомей в наших волжских пробах, но вот какие данные об этом известны в науке. В июне-июле в одном литре воды пресных водоемов количество диатомей достигает иногда двухсот миллионов особей, составляя в сыром виде более 70 граммов по весу. Очень обильны диатомеи также в сентябре-октябре, когда их в одном литре воды можно насчитать более ста миллионов.
Рис. 26. Астерионелля (сильно увеличено).
Рис. 27. Табеллярия (сильно увеличено).
Любопытно, что летом в речной воде преобладают одни формы диатомей, а осенью – совсем другие; так, летом в наших пресных водах после спада вешних вод наиболее пышно развиваются изящные колониальные звездочки – астерионелли, количество которых в отдельных пробах достигает 134 миллионов в одном литре воды, а число табеллярий в такой же пробе превышает 62 миллиона.
Однако совсем не та картина открывается при исследовании осеннего планктона: в сентябре-октябре астерионелли и табеллярии отходят на второй план, делаясь очень редкими в пробах воды, но зато нитчатые, колониальные мелёзиры развиваются особенно пышно, достигая почти ста миллионов штук в одном литре воды.
Астерионелли – для лета, а мелёзиры – для осени так характерны для Волги около г. Горького, что можно даже летний планктон Волги так и называть «астерионеллевым», а осенний – «мелёзировым» планктоном.
Если к диатомеям волжской «цветущей» воды присоединить еще различные зеленые и сине-зеленые водоросли и бурые перидинеи, то, как видите, эта компания микроскопических растительных обитателей Волги и довольно разнообразна, и образует довольно порядочное население по числу, да и по весу.
Прозрачная волжская вода цветет десятками-сотнями миллионов невидимых простому глазу растений; одни из них приходят на смену другим, одни «отцветают», другие «зацветают». Это совсем сходно с тем, что мы привыкли видеть в лесу, на лугу и в поле. Многие из вас знают, когда и где именно надо собирать медуницы и баранчики, ландыши и незабудки, васильки и ромашки. Так и в волжской «цветущей» воде: в июне там много астерионелль и сине-зеленых, осенью – мелёзир и астерионелль, зимой – мелёзир и т. д. Различие здесь только, пожалуй, в том, что лес, луг и поле зимой погружаются в период покоя и собирать там крупные цветущие растения не удается; ну а волжская вода цветет круглый год, и каждая проба воды, даже взятая из-подо льда, приносит богатое и разнообразное население живых растительных организмов.
Но можно ли, в самом деле, скажете вы, даже и сравнивать в какой-либо степени – ничтожные диатомеи или еще более мелкие сине-зеленые водоросли с нашими чудесными растениями лесов и полей? Сколько изящества, сколько красоты в скромном букете из ландышей, сколько прелести в простых венках из васильков и ромашек!
Где же со всем этим богатством красок и форм спорить невзрачным диатомеям и их спутникам – зеленым и сине-зеленым водорослям? Однако и здесь микроскоп открывает нам удивительные и весьма поучительные вещи; в этом отношении и здесь на первом месте следует поставить те же диатомеи.
Диатомеи – одноклеточные растения; тело их состоит всего из одной клеточки. Рассмотрите внимательно при большом увеличении микроскопа хотя бы обычную нашу пиннулярию, и, прежде всего, вы сможете отметить, что вся водоросль в живом состоянии окрашена в буровато-желтый цвет, потому что внутри клеточки ее, кроме зеленого красящего вещества, имеется еще особое желтоватое вещество – диатомин. Когда клетка диатомеи отмирает, диатомин легко извлекается из нее водой, и мертвая водоросль окрашивается тогда в зеленый цвет.
Поэтому-то обычно при рассматривании диатомеи в микроскоп всегда, кроме буро-желтых особей, можно видеть и зеленоватые и зеленые клеточки их.
На фоне общей бурой окраски в клетке живой диатомеи заметны блестящие желтые капельки – это жирное масло, которое получается у диатомей в результате их питания. У зеленых растений, как известно, таким продуктом их жизнедеятельности является крахмал, а вот у диатомовых, да и у многих свободно плавающих в воде водорослей вместо крахмала образуется именно масло. Эта особенность имеет для таких мелких плавающих растеньиц большое значение: крахмал тяжелее воды (он тонет в воде), а масло, жирное, легче воды (плавает на поверхности ее), и развитие в клетке диатомеи масла значительно снижает ее общий вес, делает ее более легкой. Такая клетка более свободно переносится токами воды, она дольше не тонет, не погружается на дно водоема…
Рис. 28. Ископаемые диатомеи (сильно увеличено).
Но, конечно, самым замечательным является у диатомовых строение оболочки их клетки. Во-первых, вся оболочка сильно пропитана кремнеземом; недаром эти водоросли иногда и называют кремнеземками. От отложения большого количества кремнезема оболочка делается крепкой и плотной; она буквально превращается в своеобразную скорлупу, в панцирь. И не думайте, что этот панцирь у таких микроскопических растений непрочен или хрупок – вовсе нет.
Слыхали ли вы, что такое трепел, или горная мука? Его называют также полировальным сланцем, так как, растирая эту тонкослоистую землистую желтоватую породу, приготовляют из нее полировочный порошок, который применяют также для тепловой изоляции и как связующую массу при изготовлении динамита. Так вот этот трепел и состоит почти исключительно из прекрасно сохранившихся панцирей отмерших диатомей.
Образование трепела в природе очень поучительно. Он развит местами на огромных площадях и залегает нередко мощными пластами: его много в Ульяновской области, в Татарской АССР, в горах Крыма и Кавказа и т. д. Можно быть уверенным, что там, где много трепела, когда-то давно, 20–30 миллионов лет тому назад, было море, в планктоне которого в массе жили морские диатомеи. В морях и сейчас их большое разнообразие и великое множество: они быстро размножаются, отмирают, обесцвечиваются и разрушаются, но крепкие панцири их остаются неизмененными и падают на дно, образуя на дне моря большие пласты из кремневых скорлупок.
Так было и в древних морях, которые потом стали мелеть, наконец совсем высохли, и то, что раньше было морским дном, оказалось на дневном свете под лучами солнца. Ставшее сухим морское дно с пластами из панцирей водорослей-кремнеземок превратилось под действием подземных сил в горные цепи, и вот мы сейчас находим этот трепел в горах или по холмам, легко проходя по некогда бывшему морскому дну и по тем остаткам планктонных диатомей, которые в массе заселяли исчезнувшее древнее море.
И не замечательно ли то, что панцири-скорлупки, пролежав миллионы лет сначала на дне моря, а потом в горных породах, ничуть не изменили ни своей формы, ни рисунка? Попробуйте растереть трепел в порошок между пальцами, посмотрите на получившийся порошок, и вы увидите, что панцири диатомей совсем не повреждены вами. Да, они настолько прочны и крепки, что даже под давлением массивных горных пород не изменились! Вот каковы их прочность и крепость, а ведь вся клеточка диатомеи едва достигает полумиллиметра. Не правда ли, блестяще решена в природе сложная техническая задача: построен панцирь-скорлупка для живого организма, который и простым глазом не виден и построен с поразительным разнообразием и тонкостью! Кто знает, оказалась ли бы под силу такая задача всей нашей тончайшей современной технике?..
Но дело не только в прочности и крепости панциря-скорлупки. Во всем этом «сооружении» (если его можно так называть) вскрываются еще куда более сложные технические «ухищрения природы».
Оказывается, каждый такой панцирь состоит всегда из двух маленьких половинок-створочек: одна из них едва крупнее другой и надета на нее своим свободным краем, как крышка на коробку. Свободные края двух створок панциря только слегка, узкой полоской заходят друг за друга, и эту полоску, где створка заходит за створку, называют пояском. Вот почему такую кремнеземку всегда можно рассматривать в различных видах: или с о створки, или, повернув ее на 90°, – с пояска.
В этом вы можете и сами легко убедиться: стоит лишь, заметив то, что вы только что наблюдали в микроскоп, не сдвигая препарат с его места, осторожно и слегка постучать по покровному стеклышку препарата, как вы сейчас же увидите, что некоторые диатомеи примут другой вид. А дело все в том, что сначала вы их видели со створки, а теперь от легкого сотрясения они перевернулись на 90°, и вы видите их с пояска, или наоборот.
Таким образом, оболочка диатомей не только крепкий панцирь, но это еще микроскопическая изящная коробочка с маленькой, плотно пригнанной крышечкой, то круглая или продолговатая, то трехугольная, то в виде прямоугольника, то в виде лодочки, то как тончайшая палочка и т. д.
Наконец, самой изумительной чертой в строении створок панциря диатомей является их рисунок. Створки диатомей всегда покрыты тончайшим рисунком из различных выростов, шипиков, балочек и бугорков, причем расположены все они всегда так правильно, так симметрично верно, все линии их так геометрически точны, что недаром именно панцири диатомей (а не что-либо другое) используют для проверки оптических свойств микроскопов. Препараты из таких кремневых панцирей прилагаются всегда к хорошим микроскопам, и все, даже самые большие увеличения никогда не открывают каких-либо мельчайших изъянов в рисунке и структуре этих удивительных сооружений великого зодчего – природы.
Говоря о диатомеях, нужно, конечно, иметь в виду не только одно разнообразие и красоту форм этих маленьких растений. Оказывается, что диатомовые, которые живут в верхних слоях воды различных водоемов, рек, морей и океанов, образуя планктон, являются подчас единственным кормом рыб и их мальков. Ученые изучают планктон, его развитие и строение и таким путем определяют места наилучшего улова рыбы.
В прежние эпохи истории Земли диатомовые достигали местами такого значительного развития, что сохранившиеся в ископаемом состоянии остатки их крепких панцырей образовали настоящую горную породу почвы из чистого кремнезема, которую человек теперь применяет в различных целях (например, при изготовлении динамита).
4. Самое маленькое цветковое растение
Может быть, вам, читатель, мало интересны эти растительные пигмеи, которых можно видеть только в микроскоп; может быть, вы предпочитаете хоть и более крупных пигмеев, но из «настоящих» растений, из растений с корнями, стеблями, листьями и цветами? Познакомимся мельком с некоторыми из таких пигмеев.Какое из цветковых растений меньше всех на свете? Прежде чем определенно ответить на этот вопрос, вспомним одно крошечное растение, отлично всем знакомое – вспомним обыкновенную мелкую ряску (Lemna minor), своими кругленькими листиками иногда сплошь покрывающую поверхность стоячей воды в прудах, в лужах, в болотистых заводях, в канавах и пр. Все растение состоит из листика и единственного погруженного в воду корешка. Мы будем попросту говорить «листик», хотя ученые ботаники доказали, что это совсем не листик, а сплюснутый стебель. Пусть будет так; это нам не так важно.
Ряска весьма быстро может размножаться. У краешка листика вырастает новый листик, который затем отделяется и начинает самостоятельную жизнь. Ряска – растение ц в е т к о в о е; но видели ли вы когда-нибудь ряску с цветами? Она цветет очень-очень редко.
Помню, в давнишние времена моих мальчишеских увлечений ботаникой мне страстно хотелось найти цветущую ряску. Меня особенно подзадоривал рассказ отца про одного знаменитого ботаника, который несколько лет понапрасну искал цветов ряски, а потом нечаянно наткнулся на прудик, сплошь покрытый цветущей ряской. Много разных растительных редкостей удавалось мне находить в то время, но цветущей ряски, несмотря на все старанья, я так и не нашел. Мало того, гораздо позднее, уже взрослым человеком, я иногда, вспоминая прежние неудачи, часами перебирал несметные количества рясок, но никогда ни одного цветочка не находил. Раза два-три в жизни видал их цветы, но только в гербариях. Как выглядят цветы ряски? На краешке листика вырастает крохотная чешуйчатая колбочка, из которой торчат рыльца и две тычиночки. Все это в булавочную голову величиной. Это и цветком-то как будто бы совестно назвать, но ботаники считают это даже не просто цветком, а целым соцветием из одного женского и двух мужских цветов!
Самое мелкое в свете цветковое растение сходно с ряской, но только еще примерно вчетверо меньше. Называется это растение – вольфией, или ряской бескорешковой (Wolfia arrhiza). Крохотные листочки ее сверху плоские, а снизу выпуклые. Корешка нет. Цветочек вроде как у нашей ряски, но всего с одной тычинкой. У нас в районе Москвы вольфия не встречается, но южней, на Украине, она водится довольно часто и, как и наша ряска, иногда сплошь покрывает стоячие воды. Если вам, читатель, приведется где-нибудь под Киевом или под Харьковом встретить заросли вольфии, не советую вам стараться найти цветочек. Даром время потеряете! Вольфия, занесенная к нам из теплых стран, как полагают ботаники, никогда не цветет в Европе.
5. Альпийские растения
Боюсь, что вольфия вам мало понравилась. Какое же это «настоящее» растение, какие же это «настоящие» цветы! Возьмем растения покрупней, но зато уж самые «настоящие», и все-таки заслуживающие прозвища пигмеев. Очень много разнообразных красиво цветущих растений весьма небольшой высоты можно встретить среди высокогорной «альпийской» флоры: на Кавказе, в Средней Азии, в горах Сибири, в Альпах Западной Европы и т. д. Эти растения приспособились к жизни вблизи границы вечных снегов; они успевают цвести и приносить плоды за ту очень недолгую пору, когда они освобождаются из-под снега. Розетка прикорневых листьев, очень коротенький стебелек и немного крупных ярких цветов, часто всего на два-три сантиметра возвышающихся над почвой; некоторые же из таких растений приносят всего только по одному цветку. На рисунке 20 изображена для примера одна из альпийских генциан, или горечавок (Gentiana). Ее ярко-синий цветок во много раз длиннее стебелька и кажется растущим прямо из земли. Другой рисунок (рис. 21) представляет в натуральную величину экземпляр горной формы одуванчика. У него цветок всего на 2 сантиметра возвышается над землей. Припомним еще одну из ив, растущих в высокогорных областях и в холодной тундре. Это – уже древесное растение: его стебель многолетний; но как не идет название «дерева» или даже «кустарника» к этим стелющимся по земле стебелькам, от которых веточки с сережками цветов лишь сантиметров на пять поднимаются вверх!В современную нам эпоху такие ивы-пигмеи встречаются лишь в полярных областях да на высоких горах; но в так называемые ледниковые эпохи, когда полярные льды продвигались далеко по направлению к экватору, передвигались вместе со льдами и карликовые ивы. Еще более поразительна, быть может, карликовая береза (Betula nana), растущая в полярной и высокогорной тундре. Нередко где-нибудь на побережье Северного полярного моря можно в таком «березовом лесу» собирать грибы, которые… ростом выше самих березок[22].
Остатки этих карликовых ив и березок на различных глубинах торфяных болот находят во множестве в таких местах, где самая ива и березка давным-давно исчезли. Помимо более крупных остатков, в торфе сохранилось очень много пыльцы цветов различных видов ивы. В недавнее время было произведено тщательное исследование пыльцы древесных растений в торфяниках различных стран на различных глубинах. Долгая, кропотливая работа ученых увенчалась успехом; удалось выяснить многие вопросы о распространении ив в разные эпохи, а вместе с тем восстановить некоторые новые подробности истории передвижения льдов.
6. Японские деревца
Карликовые ивы и березы – курьезны, но никак не могут быть названы красивыми. Если искать красоты среди деревьев-пигмеев, то лучше всего, пожалуй, обратиться к тем крошечным деревьям разных пород, которые с большим искусством умеют выращивать в Китае и Японии. Даже не любя садоводных фокусов, нельзя не восхищаться своеобразным изяществом развесистых деревьев, которые за 60, за 80 да и за все 100 лет, посаженные в цветочный горшок и постоянно подрезаемые, вырастают не более 30–40 сантиметров ростом.
Еще о пигмеях
…О Волга! колыбель моя!
Любил ли кто тебя, как я?
Н.А. Некрасов
Волга цветет
Слышали ли вы, юные читатели, о том, как «цветет Волга?» Признайтесь, не покажется ли вам даже странным такой несуразный вопрос? Представить себе цветущей Волгу, с ее голубыми широкими просторами, с ее могучими волнами, которые величаво катит она к далекому Каспию, с ее зелеными берегами и бархатисто-сыпучими песчаными отмелями, надо как будто бы чересчур много и фантазии и излишней смелости. Вспомните, как часто приходилось вам проезжать по реке в самой обычной лодке в тихий летний вечер, когда Волга бывает тиха и спокойна. Как звонко в такие вечера булькала вода, разрезаемая острым носом лодки, создавая своеобразную музыку, столь хорошо знакомую каждому истому волжанину с малых лет!.. Так неужели эта чистая и тихая волжская гладь цветет? Неужели весла которые опускаете вы в гладкую поверхность реки, опускаются в цветущую воду? Так ли это? Да, юные друзья, это именно так! Конечно, это не надо понимать в том смысле, что здесь под спокойной гладью реки растут какие-то подводные луга, что от нашего взора спрятались под водою какие-либо ряски, белые нимфеи или зеленые рдесты, – таких растений, разумеется, здесь нет и в помине, но зато здесь, в текущей речной воде – свой своеобразный мир пигмеев, мелких, микроскопических растений, которые мы сможем увидеть с вами только «вооруженным глазом» – через микроскоп.Микроскоп вошел теперь в жизнь каждой лаборатории, стал необходимым инструментом для всякого биолога и для каждой школы. Самый простой школьный микроскоп открывает совершенно новый мир перед нами; мир невидимых простым глазом «наших врагов и друзей», которые широко и обильно населяют океаны и моря, озера и реки, воздух и почву, живут иногда массами на ледниках и пловучих льдах, по безжизненным скалам и в горячих ключах… Вот о таком-то населении волжской воды и позвольте вам, юные друзья, рассказать! Для вылавливания микроскопически мелких растений, которые свободно плавают не прикрепленными ни к каким предметам, в толще воды (такие растения вместе с такими же микроскопически мелкими животными, как вы уже знаете, называют «планктон»), пользуются особыми сетками.
Планктонные сетки чаще всего имеют коническую форму и делаются обычно из шелка, употребляемого для изготовления мельничных сит. Сетка состоит из металлического латунного кольца диаметром до 25 см, к которому прикреплен сшитый конусом мельничный шелк. Ко дну сетки надо прикрепить аптечную баночку из-под мази, верхний край которой имеет перетяжку. Обрезав конец конуса так, чтобы диаметр отверстия был равен диаметру стаканчика, привязывают сетку к горлышку банки.
Под металлическим кольцом в сетке на равном расстоянии друг от друга проделывают три небольших отверстия и продергивают через них три коротких шнура, сходящихся над центром отверстия в одной точке. Здесь их скрепляют вместе «уздечкой», связанной с длинным шнуром «линем».
Вооружившись такой сеточкой и пропустив через нее большое количество волжской воды, мы много раз добывали планктон в Волге около г. Горького[23], а потом, взяв микроскоп, рассматривали свою добычу, исследуя ее, по возможности, с большим увеличением. Изумительная по изяществу картина открывалась перед нами!
Много мельчайших планктонных животных снуют в самых различных направлениях в освещенном «поле зрения» микроскопа; в огромном количестве всюду как бы разбросаны микроскопические растения – водоросли, то, чаще, буро-желтые, то бесцветные, то, реже, с ярко-зеленой окраской или с нежно-голубоватым оттенком.
Среди этих невидимых простым глазом обитателей «волжской цветущей воды», конечно, надо поставить на первое место известные уже вам диатоме и, или кремнеземки. Они неизменно господствуют в волжской воде в течение всего года и особенно летом и осенью, когда некоторые из диатомей достигают необыкновенно пышного развития. К планктонным диатомовым, которые встречаются только плавающими в массе воды, нередко присоединяются еще и некоторые такие их виды, которые ведут донный образ жизни и прикрепляются к каким-либо донным или прибрежным, погруженным в воду предметам. Они отрываются от них и уносятся токами воды в различных направлениях, присоединяясь к планктонным организмам и превращаясь таким образом тоже в вечно блуждающих «бездомных странников» водной стихии.
Оригинально и удивительно строение диатомовых – этих одноклеточных растений, живущих или одиночно, или целыми колониями. Размеры диатомей вовсе ничтожны. Самые крупные из них едва достигают 400–500 микронов в длину, а микрон – это ведь 1/1000 миллиметра, т. е. наиболее крупные диатомеи не превышают по своим размерам полумиллиметра. На одной обыкновенной почтовой марке самых крупных из них уместится около 5000 штук, а на простой почтовой открытке – более 150 000.
Но это же настоящие гиганты в этом мире пигмеев! Обычно же наши пресноводные диатомеи и того мельче, достигая в своей длине 130–150 микронов: таковы, например, пиннулярии, имеющие в длину 50-140 микронов и всего 7-13 микронов в ширину; таковы и обычные волжские водоросли – мелёзиры, в длину едва достигающие 20–25 микронов, а чаще и того короче. Вот таких пиннулярии на одной почтовой марке уместится уже до 175 000 штук, а самых крупных мелёзир – около 2 000 000; сколько же таких пигмеев можно разместить на почтовой открытке или одной страничке какого-либо вашего учебника? Сосчитайте-ка сами, и вы получите совсем «астрономические» числа!
Даже самые крупные из наших волжских диатомей – сурирелли имеют в длину 350–400, а в ширину 125–150 микронов; а это ведь подлинные великаны среди остальных микроскопических обитателей «цветущей» волжской воды, но и их на почтовую марку влезает около 6000 особей.
Нечего говорить, что и по весу все эти водоросли совсем ничтожны, но, развиваясь в воде массами, они образуют там довольно изрядное население. Мы не подсчитывали точно количество диатомей в наших волжских пробах, но вот какие данные об этом известны в науке. В июне-июле в одном литре воды пресных водоемов количество диатомей достигает иногда двухсот миллионов особей, составляя в сыром виде более 70 граммов по весу. Очень обильны диатомеи также в сентябре-октябре, когда их в одном литре воды можно насчитать более ста миллионов.
Любопытно, что летом в речной воде преобладают одни формы диатомей, а осенью – совсем другие; так, летом в наших пресных водах после спада вешних вод наиболее пышно развиваются изящные колониальные звездочки – астерионелли, количество которых в отдельных пробах достигает 134 миллионов в одном литре воды, а число табеллярий в такой же пробе превышает 62 миллиона.
Однако совсем не та картина открывается при исследовании осеннего планктона: в сентябре-октябре астерионелли и табеллярии отходят на второй план, делаясь очень редкими в пробах воды, но зато нитчатые, колониальные мелёзиры развиваются особенно пышно, достигая почти ста миллионов штук в одном литре воды.
Астерионелли – для лета, а мелёзиры – для осени так характерны для Волги около г. Горького, что можно даже летний планктон Волги так и называть «астерионеллевым», а осенний – «мелёзировым» планктоном.
Если к диатомеям волжской «цветущей» воды присоединить еще различные зеленые и сине-зеленые водоросли и бурые перидинеи, то, как видите, эта компания микроскопических растительных обитателей Волги и довольно разнообразна, и образует довольно порядочное население по числу, да и по весу.
Прозрачная волжская вода цветет десятками-сотнями миллионов невидимых простому глазу растений; одни из них приходят на смену другим, одни «отцветают», другие «зацветают». Это совсем сходно с тем, что мы привыкли видеть в лесу, на лугу и в поле. Многие из вас знают, когда и где именно надо собирать медуницы и баранчики, ландыши и незабудки, васильки и ромашки. Так и в волжской «цветущей» воде: в июне там много астерионелль и сине-зеленых, осенью – мелёзир и астерионелль, зимой – мелёзир и т. д. Различие здесь только, пожалуй, в том, что лес, луг и поле зимой погружаются в период покоя и собирать там крупные цветущие растения не удается; ну а волжская вода цветет круглый год, и каждая проба воды, даже взятая из-подо льда, приносит богатое и разнообразное население живых растительных организмов.
Но можно ли, в самом деле, скажете вы, даже и сравнивать в какой-либо степени – ничтожные диатомеи или еще более мелкие сине-зеленые водоросли с нашими чудесными растениями лесов и полей? Сколько изящества, сколько красоты в скромном букете из ландышей, сколько прелести в простых венках из васильков и ромашек!
Где же со всем этим богатством красок и форм спорить невзрачным диатомеям и их спутникам – зеленым и сине-зеленым водорослям? Однако и здесь микроскоп открывает нам удивительные и весьма поучительные вещи; в этом отношении и здесь на первом месте следует поставить те же диатомеи.
Диатомеи – одноклеточные растения; тело их состоит всего из одной клеточки. Рассмотрите внимательно при большом увеличении микроскопа хотя бы обычную нашу пиннулярию, и, прежде всего, вы сможете отметить, что вся водоросль в живом состоянии окрашена в буровато-желтый цвет, потому что внутри клеточки ее, кроме зеленого красящего вещества, имеется еще особое желтоватое вещество – диатомин. Когда клетка диатомеи отмирает, диатомин легко извлекается из нее водой, и мертвая водоросль окрашивается тогда в зеленый цвет.
Поэтому-то обычно при рассматривании диатомеи в микроскоп всегда, кроме буро-желтых особей, можно видеть и зеленоватые и зеленые клеточки их.
На фоне общей бурой окраски в клетке живой диатомеи заметны блестящие желтые капельки – это жирное масло, которое получается у диатомей в результате их питания. У зеленых растений, как известно, таким продуктом их жизнедеятельности является крахмал, а вот у диатомовых, да и у многих свободно плавающих в воде водорослей вместо крахмала образуется именно масло. Эта особенность имеет для таких мелких плавающих растеньиц большое значение: крахмал тяжелее воды (он тонет в воде), а масло, жирное, легче воды (плавает на поверхности ее), и развитие в клетке диатомеи масла значительно снижает ее общий вес, делает ее более легкой. Такая клетка более свободно переносится токами воды, она дольше не тонет, не погружается на дно водоема…
Но, конечно, самым замечательным является у диатомовых строение оболочки их клетки. Во-первых, вся оболочка сильно пропитана кремнеземом; недаром эти водоросли иногда и называют кремнеземками. От отложения большого количества кремнезема оболочка делается крепкой и плотной; она буквально превращается в своеобразную скорлупу, в панцирь. И не думайте, что этот панцирь у таких микроскопических растений непрочен или хрупок – вовсе нет.
Слыхали ли вы, что такое трепел, или горная мука? Его называют также полировальным сланцем, так как, растирая эту тонкослоистую землистую желтоватую породу, приготовляют из нее полировочный порошок, который применяют также для тепловой изоляции и как связующую массу при изготовлении динамита. Так вот этот трепел и состоит почти исключительно из прекрасно сохранившихся панцирей отмерших диатомей.
Образование трепела в природе очень поучительно. Он развит местами на огромных площадях и залегает нередко мощными пластами: его много в Ульяновской области, в Татарской АССР, в горах Крыма и Кавказа и т. д. Можно быть уверенным, что там, где много трепела, когда-то давно, 20–30 миллионов лет тому назад, было море, в планктоне которого в массе жили морские диатомеи. В морях и сейчас их большое разнообразие и великое множество: они быстро размножаются, отмирают, обесцвечиваются и разрушаются, но крепкие панцири их остаются неизмененными и падают на дно, образуя на дне моря большие пласты из кремневых скорлупок.
Так было и в древних морях, которые потом стали мелеть, наконец совсем высохли, и то, что раньше было морским дном, оказалось на дневном свете под лучами солнца. Ставшее сухим морское дно с пластами из панцирей водорослей-кремнеземок превратилось под действием подземных сил в горные цепи, и вот мы сейчас находим этот трепел в горах или по холмам, легко проходя по некогда бывшему морскому дну и по тем остаткам планктонных диатомей, которые в массе заселяли исчезнувшее древнее море.
И не замечательно ли то, что панцири-скорлупки, пролежав миллионы лет сначала на дне моря, а потом в горных породах, ничуть не изменили ни своей формы, ни рисунка? Попробуйте растереть трепел в порошок между пальцами, посмотрите на получившийся порошок, и вы увидите, что панцири диатомей совсем не повреждены вами. Да, они настолько прочны и крепки, что даже под давлением массивных горных пород не изменились! Вот каковы их прочность и крепость, а ведь вся клеточка диатомеи едва достигает полумиллиметра. Не правда ли, блестяще решена в природе сложная техническая задача: построен панцирь-скорлупка для живого организма, который и простым глазом не виден и построен с поразительным разнообразием и тонкостью! Кто знает, оказалась ли бы под силу такая задача всей нашей тончайшей современной технике?..
Но дело не только в прочности и крепости панциря-скорлупки. Во всем этом «сооружении» (если его можно так называть) вскрываются еще куда более сложные технические «ухищрения природы».
Оказывается, каждый такой панцирь состоит всегда из двух маленьких половинок-створочек: одна из них едва крупнее другой и надета на нее своим свободным краем, как крышка на коробку. Свободные края двух створок панциря только слегка, узкой полоской заходят друг за друга, и эту полоску, где створка заходит за створку, называют пояском. Вот почему такую кремнеземку всегда можно рассматривать в различных видах: или с о створки, или, повернув ее на 90°, – с пояска.
В этом вы можете и сами легко убедиться: стоит лишь, заметив то, что вы только что наблюдали в микроскоп, не сдвигая препарат с его места, осторожно и слегка постучать по покровному стеклышку препарата, как вы сейчас же увидите, что некоторые диатомеи примут другой вид. А дело все в том, что сначала вы их видели со створки, а теперь от легкого сотрясения они перевернулись на 90°, и вы видите их с пояска, или наоборот.
Таким образом, оболочка диатомей не только крепкий панцирь, но это еще микроскопическая изящная коробочка с маленькой, плотно пригнанной крышечкой, то круглая или продолговатая, то трехугольная, то в виде прямоугольника, то в виде лодочки, то как тончайшая палочка и т. д.
Наконец, самой изумительной чертой в строении створок панциря диатомей является их рисунок. Створки диатомей всегда покрыты тончайшим рисунком из различных выростов, шипиков, балочек и бугорков, причем расположены все они всегда так правильно, так симметрично верно, все линии их так геометрически точны, что недаром именно панцири диатомей (а не что-либо другое) используют для проверки оптических свойств микроскопов. Препараты из таких кремневых панцирей прилагаются всегда к хорошим микроскопам, и все, даже самые большие увеличения никогда не открывают каких-либо мельчайших изъянов в рисунке и структуре этих удивительных сооружений великого зодчего – природы.