Занимательная ботаника

Поэтому-то обычно при рассматривании диатомеи в микроскоп всегда, кроме буро-желтых особей, можно видеть и зеленоватые и зеленые клеточки их.

На фоне общей бурой окраски в клетке живой диатомеи заметны блестящие желтые капельки – это жирное масло, которое получается у диатомей в результате их питания. У зеленых растений, как известно, таким продуктом их жизнедеятельности является крахмал, а вот у диатомовых, да и у многих свободно плавающих в воде водорослей вместо крахмала образуется именно масло. Эта особенность имеет для таких мелких плавающих растеньиц большое значение: крахмал тяжелее воды (он тонет в воде), а масло, жирное, легче воды (плавает на поверхности ее), и развитие в клетке диатомеи масла значительно снижает ее общий вес, делает ее более легкой. Такая клетка более свободно переносится токами воды, она дольше не тонет, не погружается на дно водоема…

Рис. 28. Ископаемые диатомеи (сильно увеличено).

Но, конечно, самым замечательным является у диатомовых строение оболочки их клетки. Во-первых, вся оболочка сильно пропитана кремнеземом; недаром эти водоросли иногда и называют кремнеземками. От отложения большого количества кремнезема оболочка делается крепкой и плотной; она буквально превращается в своеобразную скорлупу, в панцирь. И не думайте, что этот панцирь у таких микроскопических растений непрочен или хрупок – вовсе нет.

Слыхали ли вы, что такое трепел, или горная мука? Его называют также полировальным сланцем, так как, растирая эту тонкослоистую землистую желтоватую породу, приготовляют из нее полировочный порошок, который применяют также для тепловой изоляции и как связующую массу при изготовлении динамита. Так вот этот трепел и состоит почти исключительно из прекрасно сохранившихся панцирей отмерших диатомей.

Образование трепела в природе очень поучительно. Он развит местами на огромных площадях и залегает нередко мощными пластами: его много в Ульяновской области, в Татарской АССР, в горах Крыма и Кавказа и т. д. Можно быть уверенным, что там, где много трепела, когда-то давно, 20–30 миллионов лет тому назад, было море, в планктоне которого в массе жили морские диатомеи. В морях и сейчас их большое разнообразие и великое множество: они быстро размножаются, отмирают, обесцвечиваются и разрушаются, но крепкие панцири их остаются неизмененными и падают на дно, образуя на дне моря большие пласты из кремневых скорлупок.

Так было и в древних морях, которые потом стали мелеть, наконец совсем высохли, и то, что раньше было морским дном, оказалось на дневном свете под лучами солнца. Ставшее сухим морское дно с пластами из панцирей водорослей-кремнеземок превратилось под действием подземных сил в горные цепи, и вот мы сейчас находим этот трепел в горах или по холмам, легко проходя по некогда бывшему морскому дну и по тем остаткам планктонных диатомей, которые в массе заселяли исчезнувшее древнее море.

И не замечательно ли то, что панцири-скорлупки, пролежав миллионы лет сначала на дне моря, а потом в горных породах, ничуть не изменили ни своей формы, ни рисунка? Попробуйте растереть трепел в порошок между пальцами, посмотрите на получившийся порошок, и вы увидите, что панцири диатомей совсем не повреждены вами. Да, они настолько прочны и крепки, что даже под давлением массивных горных пород не изменились! Вот каковы их прочность и крепость, а ведь вся клеточка диатомеи едва достигает полумиллиметра. Не правда ли, блестяще решена в природе сложная техническая задача: построен панцирь-скорлупка для живого организма, который и простым глазом не виден и построен с поразительным разнообразием и тонкостью! Кто знает, оказалась ли бы под силу такая задача всей нашей тончайшей современной технике?..

Но дело не только в прочности и крепости панциря-скорлупки. Во всем этом «сооружении» (если его можно так называть) вскрываются еще куда более сложные технические «ухищрения природы».

Оказывается, каждый такой панцирь состоит всегда из двух маленьких половинок-створочек: одна из них едва крупнее другой и надета на нее своим свободным краем, как крышка на коробку. Свободные края двух створок панциря только слегка, узкой полоской заходят друг за друга, и эту полоску, где створка заходит за створку, называют пояском. Вот почему такую кремнеземку всегда можно рассматривать в различных видах: или с о створки, или, повернув ее на 90°, – с пояска.

В этом вы можете и сами легко убедиться: стоит лишь, заметив то, что вы только что наблюдали в микроскоп, не сдвигая препарат с его места, осторожно и слегка постучать по покровному стеклышку препарата, как вы сейчас же увидите, что некоторые диатомеи примут другой вид. А дело все в том, что сначала вы их видели со створки, а теперь от легкого сотрясения они перевернулись на 90°, и вы видите их с пояска, или наоборот.

Таким образом, оболочка диатомей не только крепкий панцирь, но это еще микроскопическая изящная коробочка с маленькой, плотно пригнанной крышечкой, то круглая или продолговатая, то трехугольная, то в виде прямоугольника, то в виде лодочки, то как тончайшая палочка и т. д.

Наконец, самой изумительной чертой в строении створок панциря диатомей является их рисунок. Створки диатомей всегда покрыты тончайшим рисунком из различных выростов, шипиков, балочек и бугорков, причем расположены все они всегда так правильно, так симметрично верно, все линии их так геометрически точны, что недаром именно панцири диатомей (а не что-либо другое) используют для проверки оптических свойств микроскопов. Препараты из таких кремневых панцирей прилагаются всегда к хорошим микроскопам, и все, даже самые большие увеличения никогда не открывают каких-либо мельчайших изъянов в рисунке и структуре этих удивительных сооружений великого зодчего – природы.

Рис. 29. Пиннулярия. Оболочка слева – с пояска, справа – со створки, внизу – в поперечном разрезе (сильно увеличено).

Взгляните на рисунки наших волжских диатомей: некоторые их изображения действительно могут поразить изяществом, тонкостью и ювелирностью рисунка панцирей.

Вот звездочки астерионелли (рис. 26), наиболее частого жителя волжского планктона; эта целая колония – сколько в звездочке лучей, столько здесь и палочковидных особей, а вся-то колония в диаметре редко превышает 200–250 микронов.

Представьте себе какое-либо мельчайшее анкерное колесико из маленьких ручных дамских часов: самое мелкое из таких колесиков имеет диаметр около миллиметра, – его нельзя как следует рассмотреть без лупы!.. Но ведь тонкая работа часовой техники в 5–6 раз крупнее самой большой астерионелли; разумеется, ни один самый искусный часовой мастер не сможет сделать металлическое анкерное часовое колесо размерами с астерионеллю.

Но у астерионелли есть еще замечательное приспособление: когда колония жива, то между ее лучами как бы натянуты тончайшие слизистые нити, отчего вся колония в целом делается похожей на маленький зонтик или парашют. Да это и действительно самый настоящий парашют, который медленно переносится токами воды, не тонет в воде, а по-настоящему «парит» в ней.

А вот крупные сурирелли (рис. 25): какое богатство рисунка на их створках, сколько тончайших бороздок и балочек, бугорков и причудливых фестонов рассыпано по ним как украшения; вот небольшие диатомы (рис. 30); вот навикуля и амфора, изогнутые плеуросигма и цимбелля (рис. 31–34); и везде такое изящество, такая тонкость, что любой гравер, любой художник позавидует и выдумке и мастерству природы.

Рис. 30. Диатома (сильно увеличено).

Рис. 31. Навикуля (сильно увеличено).

Рис. 32. Амфора (сильно увеличено).

Рис. 33. Плеуросигма (сильно увеличено).

Рис. 34. Цимбелля (сильно увеличено).

По поводу тонкой ювелирной работы на створках диатомей позвольте напомнить вам замечательный рассказ «Левша» Н. М. Лескова[24 - Лесков Николай Семенович (1831–1895) – классик русской художественной литературы, автор знаменитых «Левши» и «Очарованного странника» (http://www.vokrugsveta.ru/encyclopedia/ (http://www.vokrugsveta.ru/encyclopedia/)). – Прим. изд.]. Вы, конечно, читали это произведение, где автор повествует о том, как наши тульские оружейники, состязаясь с англиискими мастерами, подковали микроскопическую заводную блоху.

А эта удивительная блоха, заводимая ключиком и прыгающая, сделанная англичанами специально для русского императора Александра I и поднесенная ему в Лондоне, когда он осматривал лондонские кунсткамеры, должна была показать русским все мастерство тогдашней английской техники. Когда такую замысловатую игрушку поднесли государю, и он и его адъютанты насилу даже рассмотрели ее на большом золотом блюде: так была она мала!..

Но уязвлено было русское самолюбие, и вот тульские оружейники решили показать своему государю, что их мастерство куда тоньше «аглицкого»: они взяли да и «подковали» лапки заводной микроскопической блохе. Да не только подковали, а на каждой подкове еще и выгравировали фамилии мастеров, а когда одного из них – Левшу – спросили, почему же нет нигде его имени, он сказал:

– Я… гвоздики выковывал, которыми подковки забиты, там уже никакой мелкоскоп[25 - Микроскоп.] взять не может.

Велико было сказочное мастерство тульских оружейников, но и оно, пожалуй, бледнеет перед тонкостью и правильностью тех сложных мельчайших рисунков, какими украшены микроскопические створки диатомей.

А вспомните-ка, кстати уже, и того замечательного королевского портного, об искусстве которого так хорошо известно по превосходной «Песне о блохе», написанной нашим гениальным композитором М. П. Мусоргским[26 - Мусоргский Модест Петрович (1839–1881) – русский композитор из так называемой «Могучей кучки», был пионером русской музыки; автор знаменитых опер на темы русской истории, славянской мифологии, а также и на другие национальные темы, в том числе оперы «Борис Годунов», симфонической поэмы «Ночь на лысой горе» и цикла для фортепиано «Картинки с выставки». Он стремился к достижению уникальной русской музыкальной индивидуальности, часто с преднамеренным пренебрежением к установленным обычаям западной музыки (http://ru.wikipedia.org/wiki/ (http://ru.wikipedia.org/wiki/)). – Прим. изд.]. По прихоти своего сумасбродного короля этот портной, как поется в песне, сшил блохе кафтан, отделанный золотом и пурпуром…

Замечательно было, очевидно, и мастерство этого легендарного портного, но все же и оно не может идти ни в какое сравнение с природой, изготовляющей так нарядно и искусно оболочку-одежду для невидимых глазу кремнеземок!

Вот сколько подлинной красоты и совершенства открывает нам микроскоп в строении диатомей!

Рис. 35. Колониальные водоросли: внизу – эудорина, вверху – пандорина (сильно увеличено).

Может быть, вы теперь, юные читатели, согласитесь со мной в том, что при наблюдении этих микроскопических планктонных жителей Волги мы встречаемся, так же как и при знакомстве с крупными цветковыми растениями, и с необыкновенной пышностью, и с художественной тонкостью структуры, и с такой красотой, какие пока что могут спорить с техникой и искусством человека!

Мы задержались несколько на обзоре диатомей потому, что они наиболее характерные жители волжского планктона, да и, конечно, самые интересные и и оригинальные представители речной «цветущей» воды. Одних диатомей достаточно, чтобы стало ясным, сколько поучительного и занимательного можно рассмотреть в этом мире растительных пигмеев, какие чудесные картины открывает микроскоп перед нашим взором.

Однако кроме кремнеземок в планктоне волжской воды нередки и многие другие представители микроскопических жителей. Здесь и ярко-зеленые, и бурые, и мельчайшие голубоватые растеньица; сколько в них тоже разнообразия, сколько изящества и прелести!.. Ярче и оригинальнее других, несомненно, зеленые водоросли.

Рис. 36. Клёстериумы (сильно увеличено).

Рис. 37. Эуаструмы (сильно увеличено).

Вот интересные колониальные эудорина и пандорина, которые понемногу попадаются почти во всех планктонных пробах с весны до осени, а сейчас же после половодья их можно найти и в довольно большом количестве. Они очень мелки, и с малым увеличением микроскопа неопытному наблюдателю их легко просмотреть; при большом увеличении видно, что эти колонии очень изящны.

В прозрачно-бесцветные слизистые маленькие шары, плавающие и вертящиеся в воде, заключены по 16 или 32 ярких и блестящих зеленых клеточки, от которых, в отдельности от каждой, отходят по два тончайших жгутика. Постарайтесь рассмотреть эти жгутики, и вы увидите, что они проходят через слизистую массу, далеко выставляются в воду и, вращаясь, обеспечивают движение всей колонии.

Рис. 38. Педиаструм (сильно увеличено).

Когда, встретив какое-либо случайное препятствие, вся колония останавливается, то жгутики делаются очень хорошо видимыми; тогда можно подробней рассмотреть и всю колонию. Точно какие-то своеобразные «китайские фонарики» с зелеными «огоньками» внутри, плавают, кружась в воде, эудорины и пандорины среди бесчисленных диатомей и всей прочей компании водных пигмеев.

В отдельных пробах воды очень редко можно встретить даже и такие крупные одноклеточные зеленые водоросли, как клёстериумы и эуаструмы. Это настоящие гиганты среди всех планктонных пигмеев; особенно хороши ярко-зеленые полулунные, в виде полумесяца, клёстериумы, то сильно изгонутые, то почти веретеновидно-прямые; некоторые из них едва умещаются в «поле зрения» микроскопа.

Клёстериумы и эуаструмы редко встречаются в планктоне Волги; они предпочитают обычно торфяные болотца и потому в текущей чистой волжской воде – это случайные обитатели, заброшенные сюда из каких-либо речек-притоков или ручьев. Но яркость окраски, изящество общего рисунка и замечательная симметричность крупных клеток делают эти формы, конечно, наиболее эффектными представителями волжского планктона.

Рис. 39. Сценедесмус (сильно увеличено).

Все остальные зеленые водоросли очень мелки и представлены колониальными формами. Мелки, но очень красивы звездочки различных педиаструмов, которые перекатываются в токах воды, как оригинальные «игрушечные колеса»; еще мельче сценедесмусы, колонии которых составлены из 4–8 (редко больше) клеточек, расположенных обычно в один ряд и напоминающих собою как бы маленькие пакеты или, вернее, ширмы из 4–8 створок.

Много и других различных зеленых водорослей можно встретить в волжском планктоне; велико разнообразие и среди этих обитателей Волги: то великаны среди пигмеев, то одиночные или колониальные формы; то изящные звездчатые колонии, то бесформенные или шаровидные комки слизи с ярко-зелеными внутри них каплями, то крупные полумесяцы, то причудливо вырезанные по краю эллипсы. Действительно, «куда на выдумки природа таровата»[27 - Крылов Иван Андреевич (1769–1844), басня «Любопытный». – Прим. изд.]!

Упомянем еще о бурых и голубых обитателях планктона. Очень редко попадается церациум из перидиновых водорослей[28 - Зато в планктоне озер церациум очень обилен.] – несомненно, одно из оригинальнейших планктонных растеньиц. По окраске он напоминает диатомей, а по форме своей и по структуре оболочки это не менее удивительный организм, чем кремнеземки.

Рис. 40. Церациум хирундинелла (сильно увеличено).

Оболочка церациума состоит из 10–11 кусков самой различной формы: то многоугольные куски, то узкие, то с длинными, заостренными, широко расставленными в стороны выростами. Когда церациум плавает в токах воды и «парит» в ней, то он действительно напоминает как бы микроскопическую ласточку в полете, с распластанными в стороны изящными крыльями; недаром водоросль эта по-латински и называется церациум хирундинелла, что в переводе на русский язык означает церациум ласточкин[29 - Хирундо (на латинском языке) – ласточка.].