В теплице Дарвина вдоль стен рядами стояли горшочки и банки с росянками. Он вёл над ними наблюдения уже в течение нескольких лет.
Как-то летом 1860 года, находясь на отдыхе недалеко от Лондона, Дарвин прогуливался по тропинке среди кустиков вереска. На краю маленького торфяного болотца он приметил росянку. Она росла здесь в изобилии.
На её маленьких, не больше одного сантиметра в поперечнике, круглых листьях блестели капли липкой слизи. Вот насекомое опустилось на лист росянки. Дарвин стал наблюдать за ним. Зашевелились крошечные булавочки-волоски, покрывающие верхнюю сторону и края листа. Волоски пригнулись к насекомому, изгибалась даже листовая пластинка. Она стала похожа на чашечку; на дне её лежало пойманное насекомое…
Когда Дарвин построил для своих опытов с растениями теплицу, то росянки заняли в ней почётное место.
Учёный помещал на листья росянки мух и комаров. Да они и сами садились на листья, привлекаемые блестящими капельками. Булавочки-волоски пригибались и со всех сторон охватывали прилепившееся насекомое. Из них выделялись обильные капельки сока. Волоски не поднимались в течение ряда дней. Наконец, они стали сухими и поднялись… под ними уже не было мушки, лежали только остатки её. Слабым дуновением ветерка их сдуло с листа.
А что произойдёт, если поместить на лист вместо насекомого кусочек сырою мяса, куриною белка? Может быть, мясо поджарить? А если предложить росянке сыр, хлеб, яичный желток? Свежее сливочное масло?
Листья росянки схватывали всё, но по-разному задерживали схваченное своими волосками. Они подолгу удерживались в согнутом положении над всеми белковыми веществами и относительно быстро выпрямлялись после того, как на них попадали масло, сало, сыр, крахмал, клей, кусочки дерева, стекла, крупинки золы.
— А как будут действовать жидкости? — И Дарвин превратился в повара.
Мясные супы, молоко, разные концентраты, отвар из зелёного гороха действовали хорошо, как и настой сырого мяса. Много слабее было действие отвара мелко изрубленных стеблей и листьев злаков. Ещё слабее оказался настой капустных листьев.
Иногда приходилось отрываться от росянок для каких-нибудь других работ. Заинтересовавшись перекрёстным опылением растений, учёный совсем прекратил работу с росянкой.
Издав книгу, Дарвин вернулся к росянке и начал новые опыты.
— Следует испробовать хрящ!
Стоял ноябрь. Росянки выглядели совсем жалкими, маленькими. Пойдёт ли опыт в таких неблагоприятных условиях? Хрящ растворился.
— Что-то получилось у Френсиса? — Он испытывал действие искусственного желудочного сока на кусочек листа шпината.
— Отлично! — Дарвин радуется, как маленький ребёнок, получивший новую игрушку. — Отлично! Искусственный желудочный сок действует на лист шпината подобно выделениям росянки.
Отец и сын ставили опыты ещё и ещё. За хрящом последовали куриная косточка, осколок кости из бараньей отбивной котлеты, потом эмаль и дентин клыка собаки. Всё это поддавалось действию выделений росянки; легче растворилась кость, труднее дентин и ещё труднее эмаль.
Несомненно, выделения росянок действуют на белковые вещества подобно желудочному соку животных.
Невозможно подсчитать, сколько опытов с росянкой было поставлено Дарвином и его сыном! Сколько веществ было перепробовано, сколько часов проведено над микроскопом! Понадобились даже специальные химические исследования, чтобы узнать состав выделений росянки и изменения в составе перевариваемых ею веществ.
Френсис смеялся:
— Дорогой отец, вы напишите поэму о росянке!
— Стихи я никогда не умел писать, а книгу о насекомоядных растениях напишу, если здоровье позволит, — отвечал отец. Он чувствовал себя лучше, чем в прежние годы, и часто весело смеялся, радуясь, что может энергично работать.
Может ли росянка питаться из почвы и воздуха так же, как другие растения? Дарвин оставил её без насекомых и мяса. Она не погибла.
— Какую же роль играет животная пища?
В теплице установили ряд глубоких тарелок с росянкой, разделённых низкой перегородкой на две половины. На одной растения получали мясо, на другой не получали: последние жили только за счёт углекислоты воздуха и минеральных солей.
Проходят дни, месяцы. Результаты подкормки мясом очевидны: эти растения много крупнее контрольных.
Дарвин был совершенно прав. Уже после его смерти Френсис, а затем и другие учёные подтвердили, что у подкармливаемых мясом росянок число соцветий и плодов в полтора-два раза, а семян (по весу) в два-четыре раза больше по сравнению с контрольными растениями.
Росянки растут на почвах, бедных азотом, калием и фосфором. Эти вещества они и извлекают из насекомых.
Как же могло сложиться такое приспособление?
Сорвите петунью. Листья и стебли её покрыты крупными волосками. На них блестят капли липкой слизи, в которой нередко застревают и гибнут насекомые. Слизь защищает петунью от вредителей. У смолки есть такая же защита; для многих тропических растений она обычна.
Из растений, выделявших липкое вещество, как защитное приспособление против насекомых, постепенно могли выработаться естественным отбором растения, могущие переваривать и усваивать животную пищу.
Возможно, что сначала растение поглощало продукты разложения насекомых, погибших на его листьях, а уже впоследствии выработались собственные пищеварительные соки.
Вслед за росянкой Дарвин занялся изучением других насекомоядных растений. Он наблюдал за так называемой венериной мухоловкой.
Листья её напоминают полузакрытую книгу. Края листьев усеяны зубцами. Проползают муравьи, жучки — лист быстро и с силой захлопывается за ними навсегда. Толстый паук, прикоснувшийся к листу, не избежит той же участи.
Да это настоящая западня! Совершенно верно, зубцы заходят один за другой, сцепляясь так крепко, что насекомые не могут разъединить их… Впрочем, самые мелкие из них проваливаются между зубцами.
Заинтересовался Дарвин болотным растением жирянкой. Это небольшое растение с прикорневой розеткой толстых, крупных, ярко-зелёных листьев. Чего только не прилипает к этим листьям! Насекомые, мелкие листочки, семена осоки, клочки мха.
Жирянке были предложены всевозможные насекомые, овощи, семена, отвары. Дарвин опытами установил, что жирянка питается за счёт множества мелких насекомых, которых она ловит. Она переваривает также листья, семена, пыльцу других растений, которые попадают на неё.
Дарвин исследовал вместе с Френсисом водное растение пузырчатку. Корней у неё нет. Стебли и листья погружены в воду. На них видно множество мелких пузырьков с отходящими от них щетинками. Если мимо плывёт циклоп, дафния или какое-либо другое мелкое животное, щетинки колеблются и направляют его ко входу в пузырёк. Привлекает животное ещё и сахаристая слизь, приманка, выделяемая особыми желёзками. У входа в пузырёк — клапан, открывающийся только внутрь. Прикоснётся к нему мелкое животное и проваливается в ловушку, откуда нет ему возврата.
В лесах Северной и Южной Америки встречаются насекомоядные растения до одного метра в длину, превращённые в своего рода урны для ловли насекомых.
Около шестнадцати лет Дарвин производил опыты и наблюдения над насекомоядными растениями, а в 1875 г. выпустил книгу специально посвящённую этим растениям.