A botanika történetének fontos eseményei 91.

1862-ben megjelent Charles R. Darwin On the Various Contrivances by which British and Foreign Orchids are Fertilised by Insects ("A brit és külföldi orchideák rovarok általi megtermékenyülésének különféle megoldásairól") című könyve. Darwin részletesen bemutatta, hogy az orchideák bonyolult virágszerkezetei, pollencsomagjai, nektárjai, sarkantyúi és rovarmegporzóikkal való kapcsolatai az idegenmegporzást szolgáló alkalmazkodások.

E műben – számos egyéb faj mellett – részletesen elemzi az Orchis mascula virágmorfológiáját és beporzási mechanizmusát. Darwin egy ceruza hegyét az orchidea sarkantyújának bejáratához illesztette (így utánozva egy beporzó rovart), mire a pollencsomó a ceruzára tapadt. Azt is megfigyelte, hogy rövid idő elteltével a pollencsomó nyele előrehajlik, és a pollent olyan helyzetbe hozza, hogy az a következő meglátogatott virág bibefelületével érintkezhet.

Darwin éleslátásának egy másik híres példája a madagaszkári orchidea, az Angraecum sesquipedale, amely fehér, éjszaka illatozó virágokat hoz, rendkívül hosszú nektársarkantyúval. E feltűnő morfológiával szembesülve Darwin arra következtetett, hogy az orchideát egy éjszaka aktív, kivételesen hosszú pödörnyelvű rovar, nagy valószínűséggel egy szender (hawk moth) porozza be. Bár akkoriban ilyen rovar nem volt ismert, később Madagaszkáron valóban felfedeztek egy megfelelő fajt, amelyet Xanthopan morganii praedicta néven írtak le. Az alfaji jelző, praedicta („megjövendölt”) kifejezetten arra utal, hogy létezését Darwin évtizedekkel korábban előre jelezte, így ez az eset a koevolúció és az evolúciós elmélet előrejelző erejének egyik legismertebb demonstrációja.

Az Fertilisation of Orchids záró fejezetében Darwin nemcsak azt vizsgálta, miként történik az orchideák beporzása, hanem azt is, mi következik a beporzás után – különösen a magképződést. Megfigyelte, hogy az orchideák virágai egyetlen toktermésben óriási mennyiségű, rendkívül apró magot hoznak létre. Ennek megbecslésére Darwin felnyitott egy érett tokot, a parányi magokat egy vonalzó mellé, nagyon vékony csíkban szétszórta, megszámolta, hány mag esik egy rövid, kimért szakaszra, majd ebből extrapolálva becsülte meg a tokban található összes mag számát. E módszerrel arra jutott, hogy egyetlen növény magtermése elegendő volna egy acre (kb. 0,4 hektár) terület bevetéséhez. Ebből továbbmenve azt a gondolatot vetette fel, hogy ha minden mag akadálytalanul kikelne és felnőne, egyetlen növény ükunokái orchideákkal „szőnyegként boríthatnák be a Föld teljes szárazföldi felszínét” – szemléletesen érzékeltetve a rendkívüli termékenységet, és azt, milyen szerepe van a nagyon magas magszámnak a természetes szelekció által formált növényi szaporodási stratégiákban.

A beporzásról és magtermésről szóló munkái mellett Darwin az orchideák életciklusának egy rejtélyesebb szakaszán, a csírázáson is elgondolkodott. Megdöbbentette, hogy az orchideamagvak rendkívül kicsik, és nem tartalmaznak táplálószövetet, ezért nehéz elképzelni, miként képes egy csíranövény önállóan megtelepedni. Sikertelen csíráztatási kísérletei és a korabeli mikroszkópos megfigyelések – amelyek gombákat mutattak ki orchideagyökerekben – alapján Darwin meglepően előrelátó következtetésre jutott: az orchideák – legalábbis legkorábbi fejlődési szakaszaikban – gombáktól kell hogy tápanyagot nyerjenek. Egy 1863-as levelében azt feltételezte, hogy a fiatal orchideacsíranövények parazitaként viselkednek gombagazdáikon. Bár ma ezt a kapcsolatot a mikorrhizás szimbiózis egy specializált formájaként értelmezzük, Darwin következtetése évtizedekkel megelőlegezte az orchidea–gomba kölcsönhatások modern fogalmát.