В 1866 году в Петербурге, в типографии Академии наук отпечатали небольшим тиражом тонкую книжицу с длинным названием — «Действие света на водоросли и некоторые другие, близкие к ним организмы». Книжица содержала рассуждение магистра А. С. Фаминцына, представленное им на соискание степени доктора ботаники. Рассуждение отличалось краткостью: 56 страниц малого формата, напечатанных крупным шрифтом.

«Я ожидал найти в водорослях, — пишет Фаминцын в начале своего рассуждения, — предмет более удобный для исследования действия света на растительные клетки, чем высшие растения, и не ошибся».

В таком скромном, строгом тоне выдержана вся диссертация. Важность открытий Фаминцына была к тому времени признана и в России и в Западной Европе, — он опубликовал предварительное сообщение о своих опытах. Вскоре после выхода книжки Фаминцыну присудили докторскую степень. Звание доктора наук давало право на профессуру, и Андрей Сергеевич стал заведовать кафедрой физиологии растений в Петербургском университете.

Многие русские ученые того времени, заняв профессорскую кафедру, в дальнейшем уже не вели научно-исследовательской работы. Да и возможностей для этого не представлялось: денег на постановку опытов не отпускали, а заводить лабораторию у себя дома не каждый мог и хотел. От профессора требовали только, чтобы он читал лекции.

Фаминцын защитил докторскую диссертацию, когда ему минуло тридцать лет. Он прожил после того еще более полувека. И это были годы, полные исканий, удивительных открытий и трагических заблуждений…

Вскоре после защиты докторской диссертации Фаминцын вместе с одним из своих учеников, студентом Осипом Васильевичем Баранецким, принялись изучать лишайники.

Есть такая область ботаники — лихенология (от греческого «лихен» — «лишай», «лишайник»). Это наука о лишайниках. Основателем ее считают шведского ученого Э. Ахариуса, жившего на рубеже XVIII–XIX столетий. Он изучил строение и форму лишайников и дал первую научную классификацию этих растений, которые еще с XVI века известны были под названием древесных мхов. Лихенология, оттесненная на задний план другими разделами ботаники, развивалась неторопливо, как неторопливо развиваются и сами лишайники, вырастающие за год всего на несколько миллиметров. Растения эти, по своей неприхотливости превосходящие даже водоросли (лишайники могут жить не только на голых камнях и стенах, но даже на железе и на стекле; их находили на окнах старых церквей), вызывали простое любопытство и, пожалуй, не более того. Те ученые-одиночки, которые посвящали жизнь изучению лишайников, исходили, вероятно из убеждения, что всякое создание природы должно же быть кем-то когда-то познано.

В начале XIX века в печати стали появляться работы, посвященные уже не просто описанию, а жизнедеятельности лишайников. Немецкий ботаник Вальрот заинтересовался зелеными клетками, которые он неизменно находил внутри лишайников, состоящих из бесцветных гиф — микроскопических нитей, образующих тело всякого гриба. Вальрот предположил, что зеленые клетки являются органами размножения лишайника, и назвал их гонидиями (от греческого «гоне» — «семья», «рождение»).

Теория Вальрота была признана и никем не оспаривалась до тех пор, пока Фаминцын и Баранецкий не опубликовали итоги своих наблюдений. А наблюдения эти вызвали бурю в тихой лихенологии.

Фаминцын подверг лишайники необычайному испытанию: он принялся гноить их. Вместе с Баранецким они собирали в окрестностях Петербурга лишайники, осторожно отколупывая их ножами от стен домов и заборов. Потом, в лаборатории, Баранецкий бросал сухие, ломкие корочки лишайника в сосуд с тухлой водой.

Лишайник — чистюля, он любит свежий воздух без малейших примесей дыма, любит росы и туманы. Поэтому в большом городе с его дымами и не встретишь лишайника. Своим отсутствием он лучше всякого прибора показывает, что атмосфера загрязнена.

В воде, да еще в тухлой, корки лишайника весьма скоро загнивают. Но Фаминцын слишком внимательный наблюдатель (к сосредоточенному вниманию он приучил и Баранецкого), чтобы упустить одну подробность: в воде сгнивает не весь лишайник. Каждый раз зеленые его клетки, гонидии, выживают. Да не только выживают, но и начинают усиленно размножаться в тухлой воде.

Разные части одного и того же растения ведут себя в воде по-разному: одна часть гибнет, гниет, а другая дает бурную вспышку жизни. И еще одна загадка — размножаясь, гонидии образуют только себе подобные зеленые клетки, а не новый лишайник. Выходит, что теория Вальрота неверна, гонидии не являются органами размножения лишайников?

Фаминцын рассказал о своих наблюдениях Воронину. Михаил Степанович, выслушав друга, аккуратно, дотошно проверил в своей лаборатории его опыты и подтвердил: да, гонидии хорошо развиваются в воде и образуют только гонидии, а отнюдь не лишайники.

Между тем Фаминцын и Баранецкий, продолжая свои наблюдения, дознались, что гонидии, выделенные из лишайников, совершенно подобны зеленой водоросли цистококкус.

Лишайник порождает водоросль? Ну, нет, зайчиха щенка не народит… Биология второй половины XIX века уже наука, а не свод средневековых догадок, и подобные предположения вряд ли у кого возникли…

Опыты Фаминцына и Баранецкого произвели огромное впечатление не только на лихенологов, но и вообще на всех биологов. Западноевропейские ученые немедленно подхватили блестящее открытие русских. И разгорелся спор, один из тех споров, которыми так богата наука XIX века. В него втянулись почти все тогдашние ботаники. Лишайники вдруг оказались в центре всеобщего внимания.

Немецкий ботаник Симон Швенденер, основываясь на опытах Фаминцына и Баранецкого, которые он повторил и подтвердил, доказывал, что лишайники представляют собою симбиоз — длительное сожительство — гриба с водорослью; что гонидии вовсе не органы размножения лишайника, а просто водоросли, живущие в теле гриба. Против теории Швенденера, утверждающей дуалистическую, то есть двойственную, природу лишайников, выступали приверженцы старых взглядов Вальрота.

Удивительнее всего, что Фаминцын вовсе не вмешивался в спор. Казалось, что он вдруг потерял всякий интерес к своим опытам, наделавшим столько шума, предоставив другим разбираться во всем этом. Однако дело обстояло не так просто.

Но сначала о том, как завершился спор. Швенденер оказался прав. Лишайники — действительно двойные растения, состоящие из гриба и водоросли. Эти своеобразные организмы и доныне представляют большой интерес для всех, кого занимают тайны жизни.

В самом деле, природа сочетала, объединила в лишайнике два растения, обладающие прямо противоположными свойствами. Грибы, не имея хлорофилла, не нуждаются и в свете — трюфели растут под землей, а шампиньоны разводят в темных погребах, где охотно заводится и плесень; грибы питаются готовыми органическими веществами, водоросли же хлорофиллоносны и без света погибают; водоросли на свету сами создают себе пищу из воды, минеральных солей и углерода. И вот природа соединила оба эти организма к обоюдной их пользе. От сожительства в лишайнике выгадывают и гриб и водоросль. Гриб получает от хлорофиллоносной водоросли органические вещества, главным образом сахар; сам же гриб, в свою очередь, снабжает водоросль минеральными солями и водой. Нити гриба плотно оплетают водоросль, предохраняя ее от высыхания. Но тело лишайника устроено так, что свет к водоросли проникает, и гонидии (за зелеными клетками так и сохранилось это название, напоминающее об ошибочной теории) сохраняют способность в фотосинтезу.

Но все-таки в этом содружестве мир нередко нарушается — нет-нет, да и скажется паразитическая природа гриба, и он поедает часть живущих в нем водорослей, присасываясь к ним кончиками нитей; иногда, наоборот, в лишайнике чрезмерно разрастаются водоросли и из-за этого погибают грибные тела. Так что это сожительство не такое уж тихое. В конце концов борьба организмов приводит к установлению какого-то равновесия…

Лишайник обладает как бы удвоенной неприхотливостью. Он переносит крайние невзгоды. Он пионер, он приходит первым на голые места. Он произрастает и в Антарктиде и на плешивых, глинистых, твердых, как асфальт, пустынных равнинах. Высохнув до того, что корки его легко превращаются под пальцами в порошок, он вновь оживает после первого дождя. Библейская легенда о евреях, которым бог послал манну небесную во время их странствий в пустыне, основана на вполне реальном явлении природы. В странах Ближнего Востока манна иногда действительно спускается с неба подобно снегу. Это белые лишайники. Ветры пустынь подхватывают легкие сухие корки манны (так и названы эти лишайники в научной литературе), перенося их иногда на громадные расстояния. И как только ветер затихнет, возникает «манный дождь». Бедуины и другие народности, кочующие в пустынях, иногда толкут манну в ступах и пекут из нее лепешки.