Дарвин исследовал цветы так тщательно, как никто прежде, и в своей книге об орхидеях приводит огромное количество деталей – намного больше, чем в «Происхождении видов». Дарвин делал это не из-за педантизма или одержимости, а потому, что чувствовал и понимал, насколько здесь важна каждая мелочь. Ботанические исследования Дарвина, как писал его сын Фрэнсис,

«представили аргументы против тех критиков, кто догматически рассуждал о бесполезности частных структур и, следовательно, о невозможности их появления и развития посредством естественного отбора. Изучение орхидей позволило ему заявить: “Я могу показать значение бессмысленных, на первый взгляд, борозд и рогов, и кто теперь посмеет утверждать, что та или иная структура бесполезна?”»

В опубликованной в 1793 году книге «Открытая тайна природы в строении и оплодотворении цветов» немецкий ботаник Христиан Конрад Шпренгель, проницательный наблюдатель, отметил, что нагруженные пыльцой пчелы переносят ее с одного цветка на другой. Дарвин всегда считал эту книгу «чудесной». Однако Шпренгель, хотя и приблизился к раскрытию тайны, все же упустил из виду один секрет, потому что сохранил верность линнеевской идее о том, что цветы самоопыляются и цветы одного вида растений идентичны между собой. Именно здесь Дарвин совершил решающий прорыв и раскрыл секрет цветов, доказав, что их особые признаки – различные формы, цвета́, очертания, нектары и запахи, которыми они привлекают насекомых и соблазняют их перелетать с одного растения на другое, а также приспособления, гарантирующие, что насекомое покинет цветок, изрядно вымазавшись пыльцой, – «ухищрения». Все данные признаки возникли для перекрестного оплодотворения.

То, что раньше представлялось идиллией жужжащих возле ярко окрашенных цветов насекомых, оказалось подлинной драмой жизни, полной биологической глубины и значимости. Цвет и запахи цветов были приспособлены к органам чувств насекомых. Пчел привлекают синие и желтые цветы, но они игнорируют красные, потому что не различают этот цвет. С другой стороны, способность пчел видеть в ультрафиолетовом спектре используется цветами, отмеченными ультрафиолетовыми маркерами. Бабочки, различающие оттенки красного, опыляют красные цветки, но могут игнорировать синие и фиолетовые. Цветки, опыляемые ночными бабочками, лишены цвета, однако привлекают насекомых своим ароматом, который они источают преимущественно по ночам. Цветы, опыляемые мухами, живущими на разлагающихся останках, могут источать отвратительные (для нас) запахи, чтобы привлечь их.

Это была не просто эволюция растений, а эволюция растений и насекомых, на которую Дарвин первым обратил внимание. Естественный отбор привел к тому, что ротовые части насекомых стали соответствовать строению предпочитаемых ими цветков, и Дарвину доставляло особое удовольствие высказывать предположения на данную тему. Исследуя мадагаскарскую орхидею с нектарником длиной почти в фут, он сделал вывод, что существует бабочка с таким длинным хоботком, каким она может высосать нектар из столь глубокого нектарника. Через несколько десятилетий после смерти Дарвина такую бабочку обнаружили.