Упоминание Чарльза Дарвина, для большинства, вызывает в воображении образы бесстрашных викторианских морских путешествий, гигантских черепах и галапагосских зябликов. Мало кто из нас ассоциирует Дарвина с растительным сексом. Эта честь, как правило, достается его деду Эразму Дарвину, который писал эротические стихи на эту тему.
Хотя книга Дарвина « О происхождении видов», описывающая его теорию эволюции путем естественного отбора, затмила все остальные его исследования, его карьера продолжалась более двух десятилетий после публикации знакового произведения. Большая часть времени стареющего натуралиста была потрачена на изучение ботаники, и его исследования привели к открытиям, которые, если бы он не прославился естественным отбором, сделали бы его известным ботаником.
Дарвин плавал на HMS Beagle с 1831 по 1836 год, исследуя прибрежную Южную Америку и совершая кругосветное плавание. Но как только он вернулся домой в возрасте 27 лет, он больше никогда не покидал Великобританию. Плохое состояние здоровья, от которого он страдал всю оставшуюся жизнь, в 1842 году привело его в тихую резиденцию в Даун-Хаусе, в его доме в сельской местности Кенти, вплоть до его смерти 40 лет спустя.
Хотя Дарвин уже завоевал репутацию ученого, последние годы вряд ли были простаивающими. Он превратил свои сады и оранжереи в Даун Хаусе в личную лабораторию. Вместо того, чтобы путешествовать, чтобы увидеть далекие экзотические виды, Дарвин принес образцы ему, переписываясь с обширными ботаниками и коллекционерами и организуя отправку семян и растений к его дому. Он также совершал набеги через британскую сельскую местность, чтобы наблюдать местные орхидеи, формы которых очаровывали его. Дарвин был очарован вопросом о том, почему цветы имеют столько форм, размеров и расположения, когда все они предназначены для достижения одного и того же: оплодотворения.
Дарвин писал о многих ботанических темах, в том числе о плотоядных растениях. Но его наиболее важной работой в области ботаники была, возможно, его книга 1862 года об орхидеях под названием « О различных способностях, с помощью которых британские и иностранные орхидеи оплодотворяются насекомыми», и о хороших эффектах от скрещивания . В этой и других книгах он писал о цветочных формах и перекрестном опылении, которые предоставили бы строгие экспериментальные данные, которые принесли его теорию естественного отбора широкому признанию в научном сообществе. Эксперименты Дарвина с цветами также заложили бы основу для зарождающейся области репродуктивной биологии растений.
После публикации « О происхождении видов» Дарвин ожидал отката от своих научных коллег в виде критики способности теории объяснять известные явления - приступ научного спарринга, к которому он был подготовлен. Чего он не предвидел, так это нападок на его характер как ученого. Поскольку « Происхождение» было основано главным образом на всесторонних наблюдениях Дарвина, используя его теорию для объяснения того, что он видел, ученые того времени критиковали его за то, что у него не было возможности делать предсказания и руководить экспериментами, как это должна делать любая полезная теория.
Хулители Дарвина предположили, что Происхождение было не чем иным как потворством диким спекуляциям, главным грехом для респектабельного викторианского ученого человека. Однако, изучая орхидеи, Дарвин разработал очень строгие эксперименты и сделал предсказания, которые оказались верными, используя свою теорию естественного отбора. Например, он предсказал, что существует множество цветочных адаптаций, которые он видел, чтобы гарантировать, что цветы были скрещены или оплодотворены людьми, отличными от них самих. Затем он проверил эту гипотезу с более чем десятилетним экспериментом по опылению и обнаружил, что самоопыление ведет к снижению приспособленности и повышению стерильности. Инбредные растения, как и инбредные животные, не очень хорошо себя чувствуют, по крайней мере, с течением времени - явление, которое сейчас известно как инбредная депрессия.
По словам Ричарда Беллона, доцента Мичиганского государственного университета и специалиста по истории науки 19- го века: «Ботаника действительно показала, что [естественный отбор] может стать инструментом для продвижения вперед и открытия новых вещей о мире природы и ученых оценивать теории не столько потому, что они говорят им, что думать, а потому, что это дает им возможность заниматься в естественном мире ».
Демонстрация его теории о растениях, а не о животных также отодвинула разговор о естественном отборе от интенсивных и неразрешимых дебатов о эволюции человека на более безопасную, более знакомую территорию. Исследование орхидей привело естественный отбор «из одной из этих очень спорных областей абстрактных, религиозных и метафизических спекуляций к тому типу работ, где вы просто просто падаете и пачкаете колени», - говорит Беллон. «Даже натуралисты, которые скептически или в некоторых случаях непримиримо враждебно относились к эволюции путем естественного отбора, по крайней мере восхищались тем, что он делал в исследованиях такого типа. Если они хотят присоединиться к нему, чтобы испачкать колени, они могут поговорить о том, где, если они будут говорить о происхождении человека, они обязательно останутся в ссоре ».
Сам Дарвин признал эту стратегию в письме к американскому ботанику Асе Грею, назвав его работу по орхидеям «фланговым движением противника». К 1863 году, через год после публикации Орхидей, научные дебаты по поводу естественного отбора переместились в его благосклонность
Но важность ботанической работы Дарвина не заканчивается его победой, убеждая современных ученых в ценности его теории естественного отбора. Его исследования заложили новую парадигму изучения цветочной адаптации, которая оживила всю сферу. «Дарвин не только занимался ботаникой, но и вдохновил буквально тысячи других исследований, больших и малых, которые начались с его основных допущений, а затем развили их в других видах и в других средах», - говорит Беллон. Дарвинское объяснение любопытных цветочных форм как результата естественного отбора, а не творческого труда божественного создателя, позволило ученым понять многие ранее непостижимые явления. Рудиментарные органы, или органы, которые деградировали и стали бесполезными по мере развития видов, впервые обрели смысл. Не казалось логичным, что Бог наделил бы цветок сморщенными нефункциональными остатками тычинки, но имел смысл, что тычинка, которая больше не нужна для эффективного размножения, будет деградировать в течение многих поколений.
«С точки зрения всего объема исследований [опыление Дарвина] действительно имело прочное наследие и, в некотором смысле, стимулировало то, что сегодня является огромной областью: репродуктивная биология растений», - говорит Спенсер Барретт, заслуженный профессор экологии и эволюции. биология в университете Торонто. «Трудно поднять вопрос большинства ведущих журналов по экологии и эволюционной биологии, не видя, что кто-то публикует что-то из опыления этого или системы спаривания этого и так далее. Вы можете проследить все это, в некотором роде, к Дарвину.
«Он, безусловно, был ботаником», - добавляет Барретт. «Там нет вопросов.»
Выводы, которые Дарвин сделал из своей работы над растениями, в основном остаются в силе даже сегодня. Барретт считает, что это долголетие можно объяснить исчерпывающими данными его экспериментов и наблюдений. «Дарвин не был удовлетворен просмотром одного вида», - говорит Барретт. «Он просто делал это снова и снова, у разных видов и разных семейств. Он действительно хотел получить общий результат».
Дарвин провел больше лет, работая над растениями, чем любой другой тип организма. Он использовал ботанику для поддержки своей теории эволюции и основал область репродуктивной биологии растений. Человек, известный тем, что потряс мир биологии до самого основания, никогда не был счастливее, чем в те годы после плавания Бигля, спрятался в своей оранжерее в Даун-Хаусе, изучая цветы.
Как писал Дарвин в своей автобиографии, ссылаясь на свою работу о цветочных формах примула, «я не думаю, что что-либо в моей научной жизни принесло мне столько удовлетворения, как понимание смысла структуры этих растений».
