Половой процесс у грибов выражен крайне слабо и в настоящем его виде наблюдается только у некоторых низших, развивающих «антеридии» и «оогонии», причем в антеридиях сперматозоиды не образуются, а оплодотворение яйцеклетки происходит таким образом, что антеридий дает небольшой трубчатый вырост, проникающий в полость оогония, где, соприкасаясь с яйцеклеткой, ядро антеридия переходит непосредственно в протоплазму яйцеклетки, сливаясь с последней – в результате чего образуется ооспора. Однако и у этих грибов далеко не всегда происходит оплодотворение; у высших грибов настоящий половой процесс совершенно отсутствует, и они размножаются или бесполым путем при посредстве спор и конидий, или же чаще всего вегетативным путем при посредстве мицелия (например, шампиньон – Psalliota campestris).
Между актом опыления, т. е. переносом цветочной пыльцы на рыльце, и актом оплодотворения, т. е. слиянием содержимого пыльцевой трубки с яйцеклетками, проходит более или менее продолжительное время, – от нескольких часов до полудня, вообще редко более суток, за исключением некоторых хвойных растений, напр., сосны, можжевельника и прочих растений с двухлетним плодосозреванием, у которых опыление совершается в начале июня, а оплодотворение спустя целый год. У некоторых растений столбики, чрез которые прорастают пыльцевые трубки, имеют (например, у Datura и Mirabilis) 3–4 дюйма длины; у мака рыльце сидит непосредственно на плоднике; у хвойных ни рыльца, ни столбика, ни завязи не существует. Но все такие различия – нормальные явления для данных растений и не изменяют физиологического значения оплодотворения и его действия.
2. Действие оплодотворения. Плодородие и бесплодие
Оплодотворение всего удачнее совершается между растениями одного и того же естественного вида и, как доказано опытами, удачнее между двумя растениями или двумя обоеполыми цветками одного и того же растения, нежели при самоопылении обоеполых цветков; есть некоторые луковичные растения, которые даже скорее принимают опылителя близкого к ним вида, чем их собственного. Также различные разновидности одного вида весьма легко оплодотворяются между собою. От посаженных вместе двух сортов кочанной капусты, коломенской и ульмской, я получил гораздо большее число помесей, чем чистопородных растений. За пределами вида затруднительность оплодотворения возрастает, и во многих случаях оно невозможно; от перекрестного опыления земляники и клубники мне при нескольких опытах не удалось получить семян, между тем как это вовсе не трудно с другими видами земляники, яблонями, смородиною и проч. Между растениями различных родов, – напр., между рябиною и грушею, малиною и земляникою – оплодотворение весьма редкое явление; известны лишь немногие такие гибриды между злаками, рододендронами и геснериевыми.
При соединении, для создания зародыша, двух половых клеточек одного вида обычно всегда получается потомство таких же свойств, напр., от дуба такой же точно дуб. Растения, представляющие собою разновидности, например яблони, груши, крыжовник, смородина, наоборот – редко дают от семян растения тех же разновидностей: их потомство более или менее приближается к дикому виду, хотя нет сомнения, что такие растения через многочисленные генерации, при тщательном выборе производителей, могут сделаться столь же константными, как и различные разновидности огородных плодовых растений, каковы, например, дыни, арбузы, огурцы, помидоры и проч.
Далее – потомство от скрещивания двух видов обыкновенно представляет собою что-то среднее между ними (гибрид). Большинство разводимых у нас высокорослых древесных ив, вероятно, такие гибриды от белой и ломкой ивы. При помощи гибридизации или скрещивания видов достигнуто создание и улучшение многочисленных сортов огородных и садовых растений. Естественные виды обыкновенно устойчивы в культуре в течение довольно продолжительного времени; но, раз уже гибридизированные или впавшие в неустойчивость путем видоизменения, они дают многочисленные сорта, которых у земляники, яблони и роз в настоящее время существует по тысяче и более. При гибридизации слишком отдаленных между собою видов случается, что потомство теряет способность полового размножения, такие растения представляют собою бесплодные гибриды.
Гибридизация, однако, не единственная причина бесплодия, которое также может произойти от изменения культуры или условий существования вида. Яблоко гравенштейнер, груша бессемянка, жемчужный, египетский и рокамбольский лук, хрен и некоторые сорта картофеля и хмеля бесплодны или почти бесплодны, т. е. являются бессемянными растениями. Клубника, особенно на старых грядах, часто становится бесплодной (пустоцветом). Во многих случаях половая способность может быть восстановлена одною удачно выведенною половым путем генерациею; в других случаях бесплодные гибриды и разновидности размножаются бесполым путем: прививками, черенками, бульбами, делением и так далее. У клубники бесплодные растения бросают и разводят новые гряды с плодоносными растениями; даже усы от бесплодных растений становятся при хорошем уходе плодоносными, хотя ими для размножения следовало бы пользоваться только в крайнем случае.
3. Содействие естественному опылению
Удивительно, с какой верностью выполняется опыление в природе, даже в таких случаях, где оно на первый взгляд кажется невероятным. Я много лет сряду наблюдал женский экземпляр пятитычиночной ивы, который находился на расстоянии более версты от мужского экземпляра того же вида, но тем не менее ежегодно он приносил во множестве спелые семена. Собранные и высеянные осенью семена эти дали отличные всходы настоящего вида, хотя весьма возможно, что пчелы, которые произвели здесь опыление, переносили пыльцу и с других видов ив, но в этом случае постороннее опыление оказалось бессильным, как почти всегда, когда пыльца других видов переносится в смеси с пыльцою настоящего вида. Что опыление действительно производилось пчелами, доказывается тем, что покрытые кисеей ветви не дали семян.
В культуре, напр., в оранжереях, теплицах и парниках, растения находятся в искусственных условиях, и опыление здесь не так легко совершается. При раннем разведении, напр., огурцов, дынь и арбузов необходимо искусственно помогать опылению, перенося пыльцу на женские цветки кисточкою или перенося целые тычинки со спелою пыльцою, которую высыпают на рыльце; если возможно, то пыльники прямо кладут на рыльце и оставляют их лежать на нем. Некоторые плодоводы задают себе громадный труд опылять все отдельные цветки персиковых деревьев. Вообще деревья, привязанные к шпалерам и вследствие того лишенные всякого движения, часто страдают недостаточным опылением. Но есть и более простой способ способствовать ему: когда пыльники растрескиваются, тогда ударяют чем-либо о шпалеры; вследствие сотрясения цветочная пыль разлетается по всем направлениям и падает на рыльца. Эта манипуляция производится раза два-три в день во время цветения. Сухой и теплый воздух способствует созреванию и распылению цветня по воздуху; поэтому во время цветения не допускается ни опрыскивания, ни спертого воздуха. Умеренное движение воздуха весьма способствует опылению; ввиду этого в парниках и теплицах во время цветения дают по возможности более воздуха, конечно, не подвергая при этом цветы простуде или замерзанию. Слишком высокой температуры во время цветения также должно избегать; иначе случается, что пыльники, равно как и пестики, не развиваются нормально, а завядают раньше, чем совершится опыление. То же самое может случиться от слишком сильного нагрева солнца, почему полезно вообще защищать цветы от солнца легким отенением в продолжение нескольких часов пополудни.
Еще вреднее действует на опыление и оплодотворение темнота, сырость и холод. Цветы всегда первые изо всех органов растений страдают от низкой температуры, равно как и от слишком высокой.
Если имеют дело с двудомными растениями, каковы спаржа, облепиха, шпинат, конопля и им подобные, и желательно получить от них семена, то необходимо рядом с женскими экземплярами иметь и мужские, чтобы между ними совершалось опыление. В таких случаях свойства и качество семян столько же зависят от мужских, сколько и от женских растений и, следовательно, необходимо обращать такое же внимание на выбор первых, как и последних.
4. Производство искусственного опыления с целью гибридизации или скрещивания
Гибридизация – одно из могущественных средств к созданию новых и улучшению существующих сортов культурных растений. Чтобы вполне убедиться в справедливости этого, приведем пример: от садовой яблони нет видоизменения, которое было бы вполне выносливо к морозам в северных и даже средних губерниях; все сорта довольно часто более или менее страдают от морозов и иногда совершенно вымерзают. Есть, однако, два диких вида, сибирское и китайское яблоко (Pyrus baccata et prunifolia), которые вполне выносливы к северной зиме, но как плодовые деревья малоценны в их естественном состоянии, хотя и существуют видоизменения, употребляемые в пищу. Путем гибридизации этих лучших видоизменений с хорошими и более выносливыми садовыми сортами возможно создать целую группу улучшенных плодовых деревьев, способных переносить суровые климатические условия северных губерний. Смотря по желанию, при выборе производителей можно действовать и в других направлениях: например, в направлении улучшения качества, величины, плодородности, формы и окраски данного материала. Почти все сорта нашей крупноплодной земляники и разных ягодных кустарников созданы таким путем, но они созданы в западной Европе и потому не обладают тою выносливостью, какая была бы желательна для разведения их на севере. Для наших суровых условий необходимо было создать новые формы этих растений – более выносливые, скороспелые, доброкачественные и проч.