Рассмотрим лишь основные работы по морфологии и систематике растений, в том числе серию статей под общим названием «Руководство к познанию лекарственных трав» [10 Там же. 1781. С. 7. № 53. С. 3—14; № 56. С. 49—60; № 59. С. 97—109; № 62. С. 145—157; № 63. С. 163—173; № 65. С. 193-205; № 67. С. 225-239; № 70. С. 273-282.]. Эта работа Болотова является первым оригинальным русским руководством по морфологии и линнеевской систематике растений. Во вступительной части, ознакомив читателей с тем, как ученые определяют растения, Болотов с горечью отмечал: «Вот порядок, каким узнают ботаники травы! Но не всякому им в сем случае подражать можно: обстоятельство, что на нашем языке еще нет таких книг, в которых бы все растущие в России травы и произрастения систематическим образом и по классам и статьям [семействам] были обстоятельно описаны и каковая необходимо нужна при ботанизировании, может мешать многим, а особливо не знающим иностранных языков» [11 Болотов А. Т. Избр. соч. С. 358.].
Восполнить этот пробел, дать своим соотечественникам руководство, которое помогло бы им изучить строение растения и на этой основе определить его систематическую принадлежность,— такую задачу и ставил Андрей Тимофеевич, публикуя свои статьи. Следует сказать, что это ему вполне удалось. Во-первых, Болотов ко времени написания руководства уже имел богатый опыт изучения российской флоры, его гербарий насчитывал многие сотни растений, так что морфологические характеристики видов, родов и семейств он давал на основе собственных материалов, что делало их надежными. Во-вторых, красочный и образный язык Болотова позволял ему производить описание растений настолько четко и выразительно, что даже начинающему не составляло большого труда правильно определять их.
В основу классификации растений Болотов положил систему К. Линнея, которая к тому времени была принята большинством ботаников. Соответственно с этим он построил свою схему морфологического описания растений начиная с их органов размножения. Здесь Болотов перечисляет их важнейшие части: тычинки, пестики, венчик, чашечку, плоды, семена, а затем дает их довольно подробную характеристику на примере конкретных наиболее известных растений.
После цветков и связанных с ними плодов и семян Болотов знакомит читателей со стеблем и его ветвями, а также со способами расположения цветков на стебле, в том числе с группировкой цветков в соцветия.
Следующие разделы работы посвящены листьям и их видоизменениям, а также корневой системе. Как и в случае с цветками и соцветиями, Болотов подчеркивает удивительное разнообразие в строении листьев и корней и приспособленность их к определенной среде обитания: «Кроме сего, и самое положение кореньев в земле не недостойно замечания, ибо в том сделала натура великую разницу и предписала каждому из них особливый закон не только каким ему вырастать, но и как рость и куда простираться, и потому одни из них растут прямо вниз и, простираясь в глубину земли, уходят иногда до нескольких аршин, а другие, напротив того, простираются плашмя подле поверхности земной, третьи простираются вкось, четвертые все крючками и закорючками изгибаются и никогда не растут прямо, пятые расползаются подле самой поверхности земной и простираются либо во все, либо в которую-нибудь одну сторону и очень далеко и т. д.» [12 Там же. С. 375—376.]
Рассмотрим руководство А. Т. Болотова по морфологии растений более подробно.
В цветке (в широком смысле слова) ученый различал основные части, тычинки и пестики, которые представляют собою собственно органы полового размножения, и второстепенные, чашечку и венчик, выполняющие функцию защиты основных органов от неблагоприятных внешних условий. Рассматривая цветок в развитии, он включал в него и образующиеся семена, а также окружающий их околоплодник.
Тычинки («гвоздочки» по терминологии Болотова) характеризуются большим разнообразием как по числу, так и по строению. Болотов подчеркивал, что число тычинок представляет собою важный систематический признак, определяющий принадлежность растения к тому или иному классу. Из других отличительных признаков ученый обращал внимание читателей на строение «спичек или волоти» (по современной терминологии — тычиночные нити), которые могут быть длинными и короткими, толстыми и тонкими, иметь разную окраску; строение шляпок (пыльников), различающихся формой, способом расположения на волоти, весьма разнообразной окраской, от белой до черной; строение семенной пыли (пыльцы).
В пестиках Болотов, как и современные ботаники, различал три основные части: яичник или семенное гнездо (завязь), столбочек (столбик) и струпики (рыльце). Ему были известны три типа завязи в зависимости от места соединения ее с околоцветником. «В некоторых цветах находится он [яичник] в самом центре или во внутренности цветка и по больш ^й части укрыт многими другими частями цветка и скрыт от нашего зрения, но у других вырастает он совсем ниже цветка и под исподом оного, и в сем случае виден он и приметен, как, например, зародыши огурцов или у яблоней и груш. Наконец, есть и такие цветки, у которых половина под цветком, а другая — в цветке и скрыта» [13 Там же. С. 300.] (в современной ботанике — верхняя, нижняя и полунижняя завязи).
Столбики характеризуются Болотовым главным образом по их числу и устройству, в том числе признакам, позволяющим отличать столбики от тычинок. Описывая рыльце, ученый обращает внимание на такую важную особенность, как появление на его поверхности в период созревания «некакой клейкой влажности, дабы упадаемая на него из семенных гвоздочков пыль тем удобнее могла приставать и производить определенное натурою действие» [оплодотворение].
По мнению Болотова, нигде природа не проявила такой щедрости фантазии, как в строении цветков. Недаром человек испокон веков старался обставить свое жилище и снаружи и внутри цветочными растениями.
Разделив растения по строению цветков на две большие группы: однолистные и многолистные (что соответствует современным со спайнолепестными цветками и раздельнолепестными), Андрей Тимофеевич на конкретных растениях показывал строение главных типов цветков. Для примера приведем его описание цветка губоцветных: «Сии цветки устроены таким образом: сперва произвела в них натура узенькую... трубочку, которая бывает иногда нарочно длинна, а иногда короче. Сия трубочка разгибается потом на две губки, из которых одна загибается вверх и бывает разрезана на две лапки или изогнута желобком и шляпкою, а другая губка висит вниз и по большей части разрезана бывает на три разноманерно искривленные и испещренные лапки...» [14 Там же. 363.]
Семена А. Т. Болотов совершенно правильно рассматривал в качестве зародыша будущего растения, снабженного запасом питательных веществ, необходимых для его развития до тех пор, пока он не перейдет на самостоятельное питание. Для защиты зародыша от неблагоприятных внешних условий семена снабжены различного рода предохранительными устройствами. В качестве примеров Болотов приводил бобы и стручки мотыльковых растений, коробочки маковых и лилейных, твердые косточки вишен, слив и т. п. В ряде случаев природа соединила функцию защиты зародыша с приспособительной функцией для распространения вида в новые ареалы. Таковы, например, ягоды. Птицы, склевывая их, перелетают на другие места и там выбрасывают семена с экскрементами.
Большое внимание Болотов уделял расположению цветков на растении, считая, в частности, устройство соцветий важным систематическим признаком. Здесь он прежде всего различал одиночное расположение цветков на растении и группировку их в разного рода соцветия. Примером первых были тюльпаны и нарциссы. На вторых, поскольку их подавляющее большинство, Болотов останавливается подробнее. Для своего времени он довольно точно классифицирует соцветия, выделяя среди них такие, как кисть, зонтик (простой и сложный), колос, головка, корзинка. В соцветии сложноцветных Болотов различал цветки трубчатые и язычковые.
Болотов был твердым приверженцем теории существования пола у растений, которая в те времена разделялась далеко не всеми учеными, и широко использовал свой журнал для ее пропаганды. Описывая расположение цветков у растений, он не преминул подчеркнуть их половую природу на примере обоеполых цветков и однополых, двудомных и однодомных растений.
Классификацию растений по распределению пола ученый иллюстрировал следующими примерами: двудомные растения — конопля (мужские особи — посконь, женские — головичник), шпинат; однодомные — огурцы, арбузы, кукуруза; растения с обоеполыми цветками — подавляющее большинство.
Вегетативным органам растений в отношении систематической значимости Андрей Тимофеевич придавал меньшее значение по сравнению с цветками, тем не менее считал, что «для распознания какой-нибудь травы требуется рассмотрение и оных».
В наземных органах он описывал отдельно ствол, ветви и листья. При анализе строения стволов отмечалось, что некоторые растения совсем не имеют стволов, ограничиваясь прикорневой розеткой листьев, из которых развиваются цветоносные побеги, у других она существует лишь первый год, а затем вырастает стебель с листьями и цветками. Стволы Болотов делил прежде всего по высоте и прочности тканей (деревья, кустарники, травы); кроме того — по строению: со сплошным заполнением тканью, полые внутри, с междоузлиями и т. п.; прямостоящие, стелющиеся, ползающие, вьющиеся и т. п.
Большое разнообразие растений Болотов отмечал по строению кроны у деревьев и расположению листьев у трав. У деревьев сучья могут располагаться поочередно и мутовками, отходить от ствола под углом вверх, перпендикулярно или опускаться вниз. Травы могут иметь стебель простой и ветвящийся с различным расположением листьев: по очереди спирально, парами напротив друг друга, мутовками. У некоторых растений стебель снабжен шипами или иголками.