Ученый спор о подснежнике

Ботаники долгое время практически не интересовались строением поземной части растений. Указывали лишь, что под землёй находится луковица, или клубень, или корневище, не особенно вникая в структуру подземной части. Можно заглянуть в описание Подснежника обыкновенного (Galanthus nivalis L.), данное отцом научной ботаники Карлом Линнеем. Он подробно классифицирует растение по числу тычинок, пестиков, указывает на небольшие размеры растения, «белоснежные» цветки, и даже считает листья! (Читатель помнит, что у галантуса их три.) Но о строении луковицы никак не высказывается, просто отмечая, что луковица в принципе есть.

Впервые о характере роста луковиц задумался французский путешественник и ботаник Огюстин Сент-Илер. В 1841 году написал учебник по ботанике. Согласно традиции того времени, он назвал свой труд длинно и цветисто: «Лекции по ботанике, включающие принципы морфологии растений, терминологию, сравнительную ботанику, с рассмотрением значения признаков для различных естественных семейств».

В этом труде он разделил луковицы на два типа: 1) «бесконечные» (la bulbe indeterminee) и 2) «с ограниченным ростом» (la bulbe determinee). Если луковица «бесконечная», то точка роста постоянно даёт новые органы (листья, а в их пазухах – цветоносы). «Ограниченный рост» вызван тем, что точка роста формирует цветонос, который выходит на поверхность, а новая луковица образуется из пазушной почки. Попутно отметим, что в современной ботанике эти термины не прижились: их заменили другими. Теперь «бесконечные» луковицы называют моноподиальными, а «ограниченные» — симподиальными.

Как пример «бесконечной луковицы» Огюстин Сент-Илер приводит подснежник-галантус и нарцисс. Как мог, он условно изобразил строение луковицы галантуса.

Этой книгой и было положено начало нашей истории. Как известно, учебники пользуются безграничным авторитетом. Мнение Сент-Илера подхватили немецкие ботаники: заведующий кафедрой ботаники Берлинского университета Александр Браун (Alexander Braun, 1805–1877) нарисовал особенно выразительную схему строения луковицы подснежника, и её стали все перерисовывать друг у друга. На схеме Александра Брауна донце луковицы как бы вытянуто, чтобы показать узлы и междоузлия, и – что особенно важно – показать «бесконечный» рост этой луковицы.

В рамках модели «бесконечного» роста работал и знаменитый исследователь луковиц и клубней Тило Ирмиш. Он повторно исследовал луковицу галантуса (гораздо более подробно, чем его предшественники) и обратил внимание еще на одну важную деталь. Если мы посмотрим на боковые дочерние луковицы, по «пробивной» лист (катафилл) будет повёрнут в сторону «главной» луковицы. Этот первый лист в ботанике принято называть предлистом (профиллом). Он ошибочно считал, что предлист у галантуса – это покрывало соцветия. (Мы помним, что на самом деле покрывало образовано двумя сросшимися прицветниками). Поэтому на схеме Брауна и его последователей покрывало изображено неправильно: с двумя жилками, которые ближе к основанию сливаются в одну! Мнение о «бесконечном» росте луковицы подснежника было широко растиражировано в учебниках и фундаментальных трудах ботаников XIX–XX вв.

Первые сомнения в правильности «бесконечной» модели роста высказал немецкий ботаник Карл Мориц Шуман (Karl Moritz Schumann, 1851–1904), который тщательно изучал развитие органов внутри луковиц. Оказалось, что точка роста у подснежника даёт цветонос, который выходит из луковицы, а для формирования новой луковицы нужна почка в пазухе кольцевого зелёного листа.

Окончательно всё «поставили на свои места» голландские исследователи Ида Люйтен и Ван Ваверен, которые в 1930-х годах исследовали время закладки листьев, цветоносов, боковых почек у галантусов. Эти знания были очень важны для выгонки подснежников. Именно они предложили первую схему луковиц галантусов с «ограниченным» ростом.

Однако, авторитет учебников очень велик. На рубеже 1970-х годов французские исследователи опубликовали остроумную статью, в которой попытались «спасти» точку зрения О. Сент-Илера (учебникам ведь нужно верить!). По их мнению, цветонос образуется в точке роста, однако занимает верхушечное положение «временно», а потом его место на верхушке занимает почка, из которой и развивается новая луковица.

Это была явная и возмутительная подтасовка фактов. Поэтому немецкий исследователь Дитрих Мюллер-Доблиес в 1071 году опубликовал полемическую статью «У галантуса всё же симподиальное строение!» («Galanthus ist doch sympodial gebaut!»). Он камня на камне не оставил от аргументов французских исследователей, и окончательно доказал, что луковица подснежника «ограничена»: точка роста преображается в цветонос, а новая луковица образуется в пазухе кольцевого зелёного листа.

Здесь в нашей полуторавековой истории можно было бы поставить точку, если бы не необычное положение «пробивного листа», который оказался не там, где ожидалось. Наши исследования показали, что первый лист самой большой почки («основной луковицы») у подснежников просто редуцировался в процессе эволюции. Но, тем не менее, в каких-то редких случаях он даёт о себе знать: в этом месте развивается дополнительная чешуя луковицы. Но для того, чтобы его обнаружить, нужно вскрыть не один десяток луковиц!

Таким образом, у цветущей луковицы галантуса листьев не три, а четыре. Просто самый первый лист (предлист) редуцировался, и его трудно обнаружить.

Научные трактаты читать довольно трудно, но для того, чтобы полнее ознакомиться с аргументами в пользу детерминированного («ограниченного») роста у подснежников, можно рекомендовать главу 3.2 в монографии.

Директор ботанического сада МГУ,
доктор биологических наук,
В.В. Чуб