Пигмеи

После беседы о гигантах растительного мира естественно сказать, хотя бы вкратце, о растениях-пигмеях. Далеко ходить за ними не приходится: они везде и вокруг нас, и на нас, и внутри нас; но видеть их не так-то легко: нужен хороший микроскоп и уменье им пользоваться. Растительных пигмеев надо искать среди простейших микроорганизмов. Тут не стоит ставить вопрос о том, что побивает рекорд малости; растения или животные. И те и другие могут быть одинаково малы, а главное – в этом мире пигмеев организмы настолько просты по своему строению и жизненной деятельности, что различие между животным и растением во многих случаях совершенно исчезает.

Впрочем, оговоримся, что пользующиеся самой широкой и самой дурной славой микроорганизмы, порождающие чуму, холеру, туберкулез, дифтерит, разные тифы и т. д., относятся определенно к миру растений, к классу Бактерий, из низших растений[19]. Не стоит поднимать вопроса и о том, какая именно бактерия самая маленькая. Есть столь малые, что их невозможно измерить; есть несомненно и такие, которые совершенно ускользают от глаза, хотя бы вооруженного самыми совершенными микроскопами и ультрамикроскопами.

Чтобы приблизительно ознакомиться с размерами растительных пигмеев, возьмем для примера одну из мелких, хорошо изученных бактерий – бактерию инфлуэнцы. Ее диаметр – приблизительно половина микрона (микрон – тысячная доля миллиметра). Чтобы изобразить ее заметной точкой, надо брать увеличение в 1000 раз, т. е. такое увеличение, при котором ваш мизинец имел бы длину метров в 60–70 (высота 15-этажного дома!).

Рис. 14. Бактерии инфлуэнцы. (Увеличено в 1000 раз.)

Для изображения гигантов нам приходилось уменьшать их в 1000 раз, для изображения пигмеев их приходится в 1000 раз увеличивать, и все же пигмей на рисунке выходит примерно в 300 раз меньше гиганта, следовательно, в натуре отношение их размеров равно приблизительно 300 миллионам.

Вы, конечно, знаете, что не всякие бактерии зловредны. Существует много бактерий безвредных, много полезных, а много и таких, без которых едва ли была бы возможна жизнь человека, да и всей органической природы.

Вот перед вами колхозное поле пшеницы. Урожай отличный. Это поле удобрялось навозом, а в предшествующие годы на нем рос клевер, дававший урожай семян и богатые укосы сена. Навозное удобрение перепрело, перегнило, разрыхлило почву и внесло в нее питательные элементы. Все это сделали бактерии. Всякое гниение – работа бактерий. Все гиганты и растительного и животного мира, умирая, делаются добычей этих пигмеев.

Мы бактерий, конечно, не видим, но их в почве очень много. На гектаре поля, в том верхнем слое почвы, который вентилируется атмосферным воздухом, содержится 400–500 килограммов бактерий. Сколько их штук, считайте сами (на грамм надо взять в среднем не менее миллиарда бактерий). Почему после клевера урожай пшеницы особенно богат? Клевер внес в почву драгоценнейшие азотистые соединения. Это опять сделали бактерии. Выдерните корешок клевера; на нем (как и на корнях большинства бобовых растений) вы увидите желвачки или клубеньки, которые на первый взгляд могут показаться какими-нибудь болезненными образованиями; между тем это огромные скопления бактерий, неутомимо работающих для удобрения почвы.

При рассматривании под микроскопом разные клубеньковые бактерии часто имеют вид не просто палочек, а разветвляются, образуя то крестики, то рогулечки, называемые бактероидами.

Рис. 15. Корни бобового растения с клубеньками.

Клубеньковые бактерии умеют улавливать азот атмосферы и вырабатывать содержащие азот вещества, усвояемые растениями, не образующими таких клубеньков.

Есть основание предполагать, что с этими бактериями были, по крайней мере в некоторых отношениях, сходны те первые организмы, с которых началась органическая жизнь на Земле. Некогда Земля была раскаленной, ярко светящейся звездочкой; потом она остыла и покрылась твердой корой; на этой коре возникли и стали развиваться организмы. Какими свойствами должны были обладать эти организмы-пионеры, создавшие первую почву для дальнейших жизней?

Они были организованы, разумеется, чрезвычайно просто, и они должны были уметь усваивать азот атмосферы.

Рис. 16. Бактероиды из клубеньков вики. (Увеличено в 1000 раз.)

Рис. 17. Бациллы столбняка. (Увеличено в 1000 раз.)

В более глубоких слоях почвы бактерий мало; там находят себе приют лишь так называемые «анаэробные» бактерии, которые не только не нуждаются в чистом воздухе, но даже боятся его. Среди них встречаются страшные бациллы столбняка. Если они попадают в кровь, человек падает, его тело изгибается медленными, мучительными судорогами, и через несколько дней наступает смерть. Землекопы и огородники чаще всего являются жертвами этого ужасного недуга, бороться с которым медицина научилась лишь недавно.

Любопытная деталь, прекрасно иллюстрирующая капиталистическую «мораль». Во время первой мировой войны миллионные армии укрывались друг от друга в окопах. Масса солдат погибла бы от столбняка, если бы не делали предохранительных прививок. Но, спасая солдат от столбняка, их обрекали на гибель от снаряда, пули, газа. Впрочем, об этом мало думают капиталисты, организующие бойни народов. Им надо только «пушечное мясо», и тогда они оберегают его от столбняка, чтобы сделать мишенью для пули.

Можно ли искать красоты в мире растений-пигмеев? Едва ли может быть речь о красоте форм всех этих круглых комочков разных кокков, палочек разных бацилл, бактероидов, извилистых спирилл и т. д., но красивые явления другого рода могут давать и бактерии. Любовались вы когда-нибудь нежным синеватым свечением гнилушек, зеленоватым светом «Иванова червячка», свечением моря? Все это – дело бактерий. Лет 25 тому назад[20] были произведены интересные исследования, обнаружившие, что во всех случаях свечения животных – инфузорий, слизняков, жуков, глубоководных рыб и т. д. – свечение обусловливается присутствием бактерий. Во всех этих случаях имеется дружественное сожительство (симбиоз) животного и бактерий на основе взаимных услуг. Животное дает бактериям приют и пищу, бактерии за «стол и квартиру» снабжают животное освещением.

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).

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.

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.

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!

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.

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

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!