Работа этого аппарата для ловли мух в любом случае ясна. Если насекомое садится на диск листа, вязкий секрет удерживает его — по крайней мере, обычная муха не может спастись — ее борьба только увеличивает количество вовлеченных желез и силу возбуждения; это телеграфируется окружающим и последовательно более длинным щупальцам, которые изгибаются последовательно, так что в течение десяти-тридцати часов, если лист активен, а муха достаточно велика, каждая из желез (в среднем почти двести штук) будет применена к телу насекомого. Если насекомое маленькое, а место посадки ближе к одной стороне, в захвате могут участвовать только соседние щупальца. Если сначала встречаются два или три сильных краевых щупальца, их быстрое изгибание переносит нарушителя в центр и прижимает его к железам, которые густо выстилают пол; они уведомляют все окружающие щупальца о захвате, чтобы они могли разделить добычу, и судьба этой жертвы даже такая же, как у первой. Кусочек мяса или раздавленное насекомое обрабатываются таким же образом.
Этот язык подразумевает, что животное вещество тем или иным образом распознается щупальцами и присваивается. Раньше существовало лишь предположение об этом, на общем основании, что такая организация вряд ли может быть бесцельной. Тем не менее, хотя такие выражения были естественными, если не неизбежными, они обычно использовались теми, кто знаком с фактами, в полусерьезном, полуметафорическом смысле. Благодаря исследованиям мистера Дарвина, теперь их можно использовать в простоте и серьезности.
То, что железы выделяют студенистую жидкость капли, очевидно не только из ее природы, но и из ее стойкости при воздействии летнего солнца в течение целого дня, а также из ее возобновления после того, как она была удалена, высушена или поглощена. То, что они поглощают, а также выделяют, и что все щупальце может быть глубоко затронуто этим, доказывается различными эффектами, по виду и степени, которые следуют за применением различных веществ. Капли дождевой воды, как и отдельные мгновенные прикосновения твердого тела, не производят никакого эффекта, как, действительно, они не могли бы принести никакой пользы; но немного карбоната аммония в воде или настой мяса не только вызывает изгибание, но и быстро проявляет свое действие на содержимое клеток, из которых построено щупальце. Эти клетки достаточно прозрачны, чтобы их можно было рассматривать под микроскопом без препарирования или другого вмешательства; и изменение, которое происходит в жидком содержимом этих клеток, когда железа выше была затронута, часто видно через слабую линзу, а иногда даже невооруженным глазом, хотя требуются более сильные увеличения, чтобы разглядеть, что происходит на самом деле. Это изменение, которое открыл мистер Дарвин и которое он широко использует в своих исследованиях, он называет «агрегацией протоплазмы». Когда нетронутое и спокойное, содержимое выглядит как гомогенная пурпурная жидкость. Когда железа затронута, появляются крошечные пурпурные частицы, взвешенные в теперь бесцветной или почти бесцветной жидкости; и это изменение появляется сначала в клетках рядом с железой, а затем в тех, что ниже, распространяясь по всей длине щупальца. Когда действие слабое, это появление длится недолго; частицы «агрегированной протоплазмы» растворяются снова, процесс растворения распространяется вверх от основания щупальца к железе в обратном направлении к направлению агрегации. Всякий раз, когда действие более длительное или интенсивное, как когда кусочек мяса или раздавленная муха, или подходящий раствор оставлены на железе, агрегация продолжается дальше, так что вся протоплазма каждой клетки конденсируется в одну или две массы, или в единую массу, которая часто разделяется на две, которые впоследствии воссоединяются; действительно, они непрерывно меняют свои формы и положения, будучи никогда не в покое, хотя их движения довольно медленны. По внешнему виду и движениям они очень похожи на амеб и белые тельца крови. Их движение, наряду с потоковым движением вращения в слое белой зернистой протоплазмы, которая течет вдоль стенок клетки, под сильным увеличением микроскопа «представляет собой чудесную сцену жизненной активности». Это продолжается, пока щупальце изогнуто или железа питается животным веществом, но исчезает путем растворения, когда работа закончена и щупальце выпрямляется. То, что поглощение происходит и вещество передается от клетки к клетке, хорошо доказано, особенно экспериментами с карбонатом аммония. Тем не менее, эта агрегация не зависит от поглощения, ибо она одинаково происходит от механического раздражения железы и всегда сопровождает изгибание, как бы оно ни было вызвано, хотя может происходить и без него. Это также очевидно из поразительно ничтожного количества определенных веществ, которое достаточно для производства заметного изгибания и агрегации — таких, например, как 1/20000000 или даже 1/30000000 грана фосфата или нитрата аммония!
Разнообразными экспериментами было установлено, что нитрат аммония был мощнее карбоната, а фосфат мощнее нитрата, этот результат понятен из разницы в количестве азота в первых двух солях и из присутствия фосфора в третьей. Нет ничего удивительного в поглощении таких чрезвычайно разбавленных растворов железой. Как отмечает наш автор: «Все физиологи признают, что корни растений поглощают соли аммония, приносимые им дождем; а четырнадцать галлонов дождевой воды содержат гран аммония; следовательно, лишь немногим более чем в два раза больше, чем в самом слабом растворе, использованном мной. Факт, который кажется поистине чудесным, заключается в том, что 1/20000000 грана фосфата аммония, включая менее 1/30000000 эффективного вещества (если вычесть кристаллизационную воду), при поглощении железой должно вызывать в ней некоторое изменение, которое ведет к передаче двигательного импульса по всей длине щупальца, заставляя его базальную часть изгибаться, часто под углом в 180 градусов». Но пахучие частицы, которые действуют на нервы животных, должны быть бесконечно меньше, и ими собака в четверти мили с подветренной стороны от оленя воспринимает его присутствие через некоторое изменение в обонятельных нервах, передаваемое через них в мозг.
Когда мистер Дарвин получил эти результаты четырнадцать лет назад, он мог претендовать для росянки на силу и деликатность в обнаружении ничтожных количеств вещества, далеко превосходящие ресурсы самого искусного химика; но в подстрочном примечании он признает, что «теперь спектроскоп полностью победил росянку; ибо, согласно Бунзену и Кирхгофу, вероятно, менее 1/200000000 грана натрия может быть таким образом обнаружено».
Наконец, то, что этот высокочувствительный и активный живой организм поглощает, не будет подвергаться сомнению, когда будет доказано, что он переваривает, то есть растворяет в остальном нерастворимое животное вещество с помощью специальных секретов. То, что он делает это, теперь вне сомнений. Во-первых, когда железы возбуждаются, они изливают увеличенное количество тягучего секрета. Это происходит непосредственно, когда кусочек мяса кладется на центральные железы; и влияние, которое они передают на длинностебельные краевые железы, заставляет их, изгибая свои щупальца, выделять более обильно задолго до того, как они сами чего-либо коснулись. Первичная жидкость, выделяемая без возбуждения, сама по себе не переваривает. Но секрет при возбуждении меняет природу и становится кислым. Так, согласно Шиффу, механическое раздражение возбуждает железы желудка выделять кислоту. В обоих случаях эта кислота, по-видимому, необходима для пищеварения, но сама по себе недостаточна. Необходимый растворитель, своего рода фермент, называемый пепсином, который действует только в присутствии кислоты, выделяется железами желудка только после того, как они поглотили определенные растворимые питательные вещества пищи; затем этот пепсин быстро растворяет мышцы, фибрин, коагулированный альбумин, хрящ и тому подобное. Аналогично, по-видимому, железы росянки после раздражения частицами стекла не действовали на маленькие кубики альбумина. Но при смачивании слюной или замене кусочками жареного мяса или желатина, или даже хряща, которые поставляют некоторое растворимое пептонное вещество для инициации процесса, эти вещества быстро подвергаются воздействию и растворяются или перевариваются; откуда делается вывод, что аналогия с желудком сохраняется во всем и что фермент, подобный пепсину, изливается под стимулом некоторого растворимого животного вещества. Но прямое доказательство этого предоставляется только родственным плотоядным растением, дионеей, из которой секреты, изливаемые, когда пищеварение вот-вот начнется, могут быть собраны в количестве, достаточном для химического анализа. Короче говоря, эксперименты показывают, «что существует замечательное соответствие в способности к пищеварению между желудочным соком животных с его пепсином и соляной кислотой и секретом росянки с его ферментом и кислотой, принадлежащей к уксусному ряду. Мы, следовательно, едва ли можем сомневаться, что фермент в обоих случаях близко сходен, если не идентичен. То, что растение и животное должны изливать один и тот же или почти тот же сложный секрет, приспособленный для той же цели пищеварения, является новым и чудесным фактом в физиологии».
Существует один или два других вида росянки — один из них почти так же распространен в Европе и Северной Америке, как обычный круглолистный вид, — которые действуют таким же образом, за исключением того, что, имея листья более длинные по отношению к их ширине, их стороны никогда не скручиваются внутрь, но они очень склонны помогать действию своих щупалец, изгибая кончик листа, как бы для того, чтобы схватить кусочек. Есть много других, с разнообразно менее эффективными и менее выгодно расположенными инсективорными аппаратами, которые, на языке новой науки, могут быть либо на пути к приобретению чего-то лучшего, либо к потере того, что они могли иметь, в то время как теперь приспосабливаются к правильной растительной жизни. Есть один член семейства (Drosophyllum Lusitanicum), почти кустарниковое растение, которое растет на сухих и солнечных холмах в Португалии и Марокко — которое сельские жители называют «мухоловкой» и вешают в своих коттеджах для этой цели, — железистые щупальца которого полностью потеряли свои способности к движению, если они когда-либо их имели, но которые все еще выделяют, переваривают и поглощают, будучи возбуждаемы к большой активности контактом любого животного вещества. Один наш друг однажды заметил, что страшно созерцать количество души, которое может быть вызвано в собаке видом кусочка мяса. Столь же удивительна жадность к животной пище, проявляемая этими растительными щупальцами, которые могут «только стоять и ждать» ее.
Только одна короткая глава посвящена дионее из Северной Каролины, венериной мухоловке, хотя, «по быстроте и силе своих движений, одной из самых чудесных в мире». Она того же семейства, что и росянка; но действие перенесено с щупалец на листе на тело самого листа, который превращен в пружинную ловушку, закрывающуюся внезапным движением над севшим насекомым. Никакого секрета не предусмотрено заранее ни для приманки, ни для задержания; но после того, как пленник обеспечен, микроскопические железы внутри поверхности листа изливают обильный желудочный сок, чтобы переварить его. Классические указания миссис Гласс в поваренной книге, «сначала поймайте своего зайца», выполняются неявно.
Избегая здесь всякого повторения или рекапитуляции нашего прежнего повествования, достаточно теперь упомянуть два интересных недавних дополнения к нашим знаниям, которыми мы обязаны мистеру Дарвину. Одно — исследование, другое — вдохновение. В основном именно его исследования показали, что студенистая жидкость, которая изливается на пойманное насекомое и мацерирует его, совершает истинное пищеварение; что, подобно желудочному соку животных, она содержит как свободную кислоту, так и пепсин или его аналог, эти два вместе растворяющие альбумин, мясо и тому подобное. Другой момент касается значения особенности в процессе захвата. Когда ловушка внезапно заключает в себе насекомое, которое выдало свое присутствие, коснувшись одной из внутренних чувствительных щетинок, закрытие поначалу неполное. Ибо стороны приближаются дугообразно, окружая значительную полость, а краевые шиповидные щетинки просто перекрещиваются своими кончиками, оставляя промежуточные пространства, через которые можно заглянуть в полость внизу. Хорошее представление об этом можно получить, сблизив две ладони, чтобы представить стороны ловушки, и свободно сцепив пальцы, чтобы представить краевые щетинки или прутья. После того как некоторое время остается в этом положении, закрытие становится полным, края приходят в полное соприкосновение, а стороны наконец сплющиваются, чтобы плотно прижаться к насекомому внутри; секрет, возбужденный контактом, теперь изливается, и начинается пищеварение. Почему эти две стадии? Почему должно теряться время из-за этого предварительного и неполного закрытия? Этот вопрос, вероятно, никогда не поднимался отчетливо раньше, никто не замечал здесь ничего, что нуждалось бы в объяснении. Дарвиновская телеология, однако, поднимает вопросы, подобные этому, и мистер Дарвин не только предложил загадку, но и решил ее. Цель частичного закрытия — позволить мелким насекомым спастись через ячейки, задерживая только тех, кто достаточно упитан, чтобы стоило труда переваривать. Ибо естественно, что ловится только одно насекомое за раз, а пищеварение — медленное дело у дионей, как и у анаконд, требующее обычно двух недель. Не стоит браться за это с мошкой, когда можно получить более крупную дичь. Чтобы проверить это счастливое предположение, мистера Кэнби попросили, посещая дионеи в их естественной среде обитания, собрать в начале сезона хорошую серию листьев в процессе переваривания естественно пойманных насекомых. При их вскрытии было обнаружено, что десять из четырнадцати были заняты относительно крупной добычей, а из оставшихся четырех три имели насекомых размером с муравьев, а одна — довольно маленькую муху.
«Есть сухопутные крысы и водяные крысы» в этом плотоядном семействе росянковых. Альдрованда, из более теплых частей Европы и Индии, — это водное растение с пузырчатыми листьями, которые считались полезными для придания траве плавучести в воде. Но недавно было обнаружено, что пузырь состоит из двух долей, как ловушка его родственника дионеи или створки раковины мидии; что они открываются, когда растение находится в активном состоянии, снабжены некоторыми чувствительными щетинками внутри, и когда их касаются, закрываются быстрым движением. Эти водяные ловушки явно приспособлены для ловли живых существ; и немногие неполные исследования, которые уже были проведены, делают весьма вероятным, что они присваивают свою добычу для питания; перевариванием ли или простым поглощением разлагающегося животного вещества, — неясно. Безусловно, весьма примечательно, что это семейство растений, где бы оно ни встречалось и при самых разнообразных условиях и образах жизни, всегда должно быть тем или иным образом хищным и плотоядным.
Если для нашей классификации не только удивительно, но и в некоторой степени обескураживающе то, что целая группа растений существует отчасти за счет переваривания животной материи, а отчасти обычным способом — разлагая углекислоту и производя основу животной материи, то, как отмечает г-н Дарвин, мы имеем аналогичную аномалию в животном царстве. В то время как у некоторых растений есть желудки, у некоторых животных есть корни. «Ризоцефальные ракообразные не питаются, подобно другим животным, через рот, ибо они лишены пищеварительного канала, но живут, всасывая через корнеподобные отростки соки тех животных, на которых паразитируют».
Для натуралиста наших дней, проникнутого теми идеями солидарности органической природы, которые подсказывают рассмотренные нами факты, величайшей аномалией было бы то, что они действительно являются аномальными или уникальными. Разумно полагая, следовательно, что росянка не является единственной в своем роде, г-н Дарвин обратил внимание на другие группы растений; и, во-первых, на пузырчатку, которая не имеет близкого родства с росянками, но, подобно водному представителю этого семейства, снабжена пузыревидными мешочками под водой. У обычных видов Utricularia, или пузырчатки, эти маленькие мешочки, свисающие с погруженных в воду листьев или ветвей, имеют отверстие, закрытое крышечкой, которая открывается внутрь — настоящая дверца-ловушка. В Англии и Франции было замечено, что они содержат крошечных ракообразных. В начале лета 1874 года г-н Дарвин установил механизм их захвата и большой успех, с которым он используется. Но до того, как его отчет был написан, профессор Кон опубликовал в Германии превосходную статью на эту тему, а г-жа Трит из Вайнленда, штат Нью-Джерси, еще более раннюю — в «Нью-Йорк Трибьюн» осенью 1874 года. О последней г-н Дарвин отмечает, что она «была более успешна, чем любой другой наблюдатель, в том, что стала свидетелем реального проникновения этих крошечных существ». Они никогда не выходят наружу, а вскоре погибают в своей тюрьме, которая принимает постоянную череду жертв, но почти не получает, если вообще получает, свежего воздуха для содержащейся внутри воды. Действие ловушки чисто механическое, без явной раздражимости при открывании или закрывании. Нет никаких доказательств или большой вероятности надлежащего пищеварения; действительно, г-н Дарвин нашел доказательства обратного. Но более или менее разложившаяся и растворенная животная материя, несомненно, поглощается растением; ибо вся внутренняя поверхность мешочка выстлана своеобразными, удлиненными и четырехлучевыми очень тонкостенными отростками, которые содержат активную протоплазму и которые, как было доказано экспериментально, «обладают способностью поглощать вещество из слабых растворов некоторых солей аммония и мочевины, а также из гнилого настоя сырого мяса».
Хотя пузырчатки «питаются отбросами», их наземные родственники «живут чисто», как и подобает благородным растениям, и обладают хорошим и настоящим пищеварением. Pinguicula, или жирянка, является представителем этого семейства на суше. Она получила свое латинское и английское название из-за жирного или сального вида верхней стороны своих широких листьев; и этот вид обусловлен плотным покровом или ворсом из железок на коротких ножках, которые выделяют бесцветную и чрезвычайно вязкую жидкость. К ней прилипают мелкие мушки или все, что может опуститься или упасть на лист. Эти случайные гости могли бы быть бесполезными или даже вредными для растения. Вероятно, г-н Дарвин был первым, кто задался вопросом, могут ли они быть полезны. Он, безусловно, был первым, кто показал, что они, вероятно, таковыми являются. Экспериментальные данные, кратко суммированные, заключаются в том, что насекомые, живые или мертвые, а также другие азотистые тела, возбуждают эти железки к усиленному выделению; секрет затем становится кислым и приобретает способность растворять твердые животные вещества — то есть способность к пищеварению по типу Drosera и Dionaea. И ножки их железок под микроскопом дают те же наглядные доказательства всасывания. Листья жирянки склонны иметь края, завернутые внутрь, как ободок или кайма. Взяв молодые и энергичные листья, к которым еще почти ничего не прилипло и края которых были еще плоскими, г-н Дарвин поместил вдоль одного края ряд мелких мушек. Пятнадцать часов спустя этот край был аккуратно завернут внутрь, частично покрывая ряд мушек, а окружающие железки обильно выделяли секрет. Другой край остался плоским и неизменным. Затем он приклеил мушку к середине листа чуть ниже его кончика, и вскоре оба края завернулись внутрь, чтобы охватить объект. Многие другие и разнообразные эксперименты дали схожие результаты. Даже пыльца, которая нередко попадала на эти листья, опадая с окружающих ветроопыляемых растений, а также мелкие семена, вызывали такое же действие и проявляли признаки воздействия. «Мы можем, следовательно, заключить», вместе с г-ном Дарвином, «что Pinguicula vulgaris с ее маленькими корнями не только в значительной степени поддерживается за счет необычайного количества насекомых, которых она обычно захватывает, но также извлекает некоторое питание из пыльцы, листьев и семян других растений, которые часто прилипают к ее листьям. Таким образом, она является отчасти растительноядным, а отчасти животноядным организмом».