Опрашивање орхидеја је књига енглеског природњака Чарлса Дарвина објављена 15. маја 1862. године под непотпуним објашњавајућим насловом О различитим механизмима помоћу којих британске и стране орхидеје опрашују инсекти, и о добрим ефектима укрштања (). – Библиографски увод из: Freeman, R. B. . 2nd edn. Dawson: Folkestone. Дарвинова претходна књига, Порекло врста, укратко је поменула еволуционе интеракције између инсеката и биљака које су они опрашивали, а ова нова идеја је детаљно истражена. Теренске студије и практична научна истраживања која су Дарвину у почетку била рекреација – предах од напорног писања – развила су се у пријатне и изазовне експерименте. Уз помоћ своје породице, пријатеља и широке мреже сарадника широм Британије и света, Дарвин се препустио тадашњој помодарској страсти за гајењем егзотичних орхидеја.
Књига је била његова прва детаљна демонстрација моћи природне селекције и објаснила је како сложени еколошки односи доводе до коеволуције орхидеја и инсеката. Сматра се да је књига директно или индиректно довела до свих савремених радова о коеволуцији и еволуцији екстремне специјализације. Утицала је на ботаничаре и оживела интересовање за занемарену идеју да инсекти играју улогу у опрашивању цветова. Отворила је нова подручја истраживања – опрашивање и репродуктивну екологију – директно повезана са Дарвиновим идејама о еволуцији, и подржала његово мишљење да природна селекција доводи до разноликости облика кроз важне предности које доноси унакрсно опрашивање. Иако је шира јавност показала мање интересовања и продаја књиге је била слаба, она је Дарвина учврстила као водећег ботаничара. Орхидеје су биле прва у низу књига о његовим иновативним истраживањима биљака.
Књига описује како су односи између инсеката и биљака резултирали лепим и сложеним облицима које је природна теологија приписивала великом дизајнеру. Показујући како се практичне адаптације развијају из кумулативних мањих варијација делова цветова да би служиле новим сврхама, Дарвин се супротставио преовлађујућем гледишту да су лепи организми дело Творца. Дарвинова педантна посматрања, експерименти и детаљна дисекција цветова објаснили су раније непознате карактеристике, попут загонетке рода Catasetum, за који се сматрало да има три потпуно различите врсте цветова на истој биљци. Поред тога, произвели су проверљива предвиђања, укључујући и његов тада контроверзан предлог да дугачка нектарија врсте Angraecum sesquipedale указује на постојање мољца са једнако дугачким рилцем. Ово је потврђено 1903. године када је Xanthopan morganii praedicta пронађен на Мадагаскару.
Позадина Чарлс Дарвин је одрастао са интересовањем за природну историју, а као студент на Универзитету у Кембриџу постао је ученик и близак пријатељ професора ботанике Џона Стивенса Хенслоуа. Године када је дипломирао, Дарвину је дато прекобројно место господина природњака и геолога на другом путовању ХМС Бигл, путовању које је трајало пет година. До тренутка када се вратио у октобру 1836. године, почео је да сумња у доктрину да су врсте фиксне и непроменљиве. За неколико месеци, стручњаци су га обавестили да су примерци које је сакупио засебне врсте, а не само варијетети, а обрасци које је видео инспирисали су зачетак његове теорије природне селекције 1838. Дарвин је почео да уређује и објављује стручне извештаје, сакупљене у делу Зоологија путовања Х.М.С. Бигл, истовремено пишући серију књига о геологији, од којих је прва била Структура и дистрибуција коралних гребена. Његов „рад на врстама” био је његов „главни хоби”, споредан у односу на ово писање, али се развио у опсежан истраживачки програм током двадесет година пре него што је објавио своју теорију.
Опрашивање биљака инсектима Дарвинова размишљања о пореклу врста уверила су га да унакрсно опрашивање игра важну улогу у одржавању постојаности облика врста. Одбацио је доктрину да су карактеристике врсте статичне и био је свестан из праксе узгоја животиња да инбридинг може довести до промена, често штетних. Сматрао је да би природно укрштање унакрсним опрашивањем одржавало дивље врсте уједначеним, али и виталним. Унакрсно опрашивање би донело еволуциону предност ширењем повољних промена кроз репродуктивну заједницу. Његове идеје биле су супротне уобичајеној претпоставци да се биљке обично самоопрашују, па је Дарвин сваког лета истраживао допринос опрашивања инсектима унакрсном опрашивању цветова.
мини|лево|alt=торњеви малих цветова међу травом|Мускусне орхидеје (Herminium monorchis) на травњаку У лето 1841. Чарлс и Ема Дарвин преселили су се из лондонске вреве на село, у Даун хаус, мирну бившу парохијску кућу у селу Даун. Написао је: „Цвеће је овде веома лепо”. Дарвин је следио препоруку свог пријатеља, водећег ботаничара Роберта Брауна, и прочитао Das entdeckte Geheimnis der Natur im Bau und in der Befruchtung der Blumen (Откривена тајна природе у грађи и оплођивању цветова). Мало позната књига, објављена 1793. од стране Кристијана Конрада Шпренгела, али никада преведена на енглески, увела је идеју да је цвеће створено од Бога да испуни телеолошку сврху: инсекти би деловали као „живе четкице” за унакрсно опрашивање биљака у симбиотском односу. Овај функционални приступ је одбачен и углавном заборављен, јер је противречио уобичајеном веровању да је цвеће створено ради лепоте и да се углавном самоопрашује. За Дарвина, концепт еволуције дао је ново значење Шпренгеловом истраживању механизама за унакрсно опрашивање. Прихватио је његову подршку својој претпоставци да унакрсно опрашивање код цветница омогућава њиховом потомству да избегне могуће недостатке који произилазе из самоопрашивања, и до 1845. је потврдио многа Шпренгелова запажања.
Омиљена шетња водила је породицу Дарвин до места изнад мирне долине Кадам, препуног орхидеја укључујући родове Cephalanthera, Neottia, орхидеје муваре и мочварне орхидеје. Назвали су ово место „Орхис банка” (Orchis Bank) и цела породица се укључила у Дарвинова истраживања. Дарвин је посматрао орхидеје сваког лета, али је за двадесет година само два пута (када је приметио лептире како „сисају O. pyramidalis и Gymnadenia”) видео инсекте како посећују цветове. Године 1854, Дарвин је почео да ради пуно радно време на теорији о пореклу врста. Испитивао је орхидеје и бројао колико често су једна или обе polinije (поленове масе) биле уклоњене са њихових цветова, што указује да су их посетили инсекти. Експериментисао је са опрашивањем инсектима како би истражио да ли ће унакрсним опрашивањем пољских усева попут Fabaceae добити виталније потомство, и објавио писма о својим неубедљивим резултатима у The Gardeners' Chronicle 1857. и 1858. Затим је применио Шпренгелове методе на емпиријско истраживање орхидеја., Упркос кашњењима изазваним поновљеном болешћу, напредовао је у писању своје планиране „Велике књиге” о еволуцији, али када је писмо Алфреда Расела Воласа подстакло заједничко објављивање обе њихове теорије природне селекције 1858. године, Дарвин је брзо написао Порекло врста као сажетак своје теорије, објављен 22. новембра 1859. У овој књизи, подржао је Шпренгелове идеје о предностима „укрштања”, и приметио: „Многим од наших орхидејских биљака апсолутно су потребне посете мољаца да би им они уклонили поленове масе и тако их опрашили”. Увео је свој нови концепт, процес коеволуције, описујући коадаптацију бумбара и црвене детелине, и спекулишући „како би цвет и пчела могли полако постати, било истовремено или једно за другим, модификовани и прилагођени једно другом на најсавршенији начин, сталним очувањем јединки које представљају међусобна и благо повољна одступања у структури”. Ово је била тема коју је развио у својој књизи о орхидејама.
Ботаника као рекреација мини|десно|alt=светлољубичасти цвет, са избоченим доњим латицама обојеним црно и жуто|Пчелина орхидеја нема нектар, али њен лабелум, имитирајући женку пчеле, привлачи мужјаке пчела. Дарвин је открио да се у северној Европи углавном самоопрашује. Након што је Порекло врста објављено, Дарвин се укључио у припрему ревидираних издања, као и у рад на Варијације животиња и биљака под доместикацијом као првом делу своје планиране „Велике књиге”. До пролећа 1860. уморио се од напорног писања и требало му је нешто ново и занимљиво за проучавање. Током породичне посете рођацима у Хартфилду, тражио је орхидеје када је приметио росуљу. Сакупио ју је и покушао да је храни инсектима, започињући тако дугорочно проучавање биљака месождерки. Истраживао је друга ботаничка питања која су произашла из његових идеја о природној селекцији, укључујући предности полног диморфизма код јаглаца и адаптивне механизме који обезбеђују унакрсно опрашивање код орхидеја., из The Correspondence of Charles Darwin, Volume 8: 1860 (pub 1993) Као ентузијастичном практичном научнику, таква истраживања су му пружала снажно осећање личног уживања. Уживао је у надмудривању са природом и праћењу срећних слутњи. Његова теорија била је начин гледања на свет, омогућавајући му да пронађе креативна решења за проблеме које традиционални приступи нису могли да реше. Касније је написао: „Ја сам као коцкар, и волим дивљи експеримент.”
Крајем априла 1860. Дарвин је разговарао о опрашивању инсектима са својим пријатељем Џозефом Далтоном Хукером, и поменуо пчелињу орхидеју. Дарвин се дописивао са Хукеровим асистентом Данијелом Оливером, вишим кустосом у Кју Гарденс, који је постао следбеник Дарвинових идеја. Почетком јуна, Дарвин је писао The Gardeners' Chronicle тражећи од читалаца запажања о томе како се пчелиње или мушичје орхидеје опрашују. Његово писмо описивало је механизме за опрашивање инсектима које је открио код уобичајених британских орхидеја и известио о својим експерименталним запажањима да су поленове масе уклањане са биљака Orchis morio и Orchis mascula на отвореном, али су остајале у својим кесицама код суседних биљака под стакленим звоном. Писао је америчком ботаничару Ејси Греју да је био „толико задивљен механизмима да сам послао обавештење за Gardeners Chronicle”, и упутио сличне упите другим стручњацима.
Дарвин се удубио у педантно микроскопско испитивање, пратећи компликоване механизме цветова који су привлачили инсекте својим нектаром како би инсекти преносили полен да унакрсно опраше друге биљке, и 19. јула је рекао Хукеру: „Интензивно сам заинтересован за тему, баш као за партију шаха”. У септембру је „с највећим интересовањем сецирао” и написао: „Механизми за опрашивање инсектима код орхидеја су разноврсни и заиста чудесни и лепи.” До октобра је имао „велику масу белешки са много нових чињеница”, али их је оставио по страни „уверен да би требало да радим на Варијацијама и да се не забављам интерлудијима”.
Истраживање и нацрт мини|десно|alt=Глава мољца са дугим рилцем које вири и увијено је надоле, причвршћено за седам пари поленових маса.|Глава мољца са рилцем натовареним са седам пари polinija са Orchis pyramidalis
Током 1861. ботаника је постала Дарвинова преокупација, а његови пројекти су постали озбиљни научни подухвати. Наставио је проучавање орхидеја целог лета, пишући сваком ко би могао да му достави примерке које још није испитао., из The Correspondence of Charles Darwin, volume 9: 1861 (pub 1994) Теренски природњаци, ботаничари и сеоска господа слали су примерке са свих Британских острва. Дарвин је такође обилазио сеоске пределе са лименим кантама и кутијама за кекс, сакупљајући примерке које су његови баштовани садили у саксије. Његова породица се придружила, а комшије су допринеле истраживању. Пошто је имао само хладни стакленик, пријатељ са друге стране села који је имао топли стакленик дозволио му је да га користи и понудио услуге свог баштована да се брине о осетљивим примерцима. Дарвинов циљ је био да покаже како се сложене структуре и животни циклуси биљака могу објаснити природном селекцијом, а не божанским стварањем; видео је огромну разноликост цветова као колекцију ад хок еволуционих адаптација. У јуну је описао своје испитивање пчелињих орхидеја као ствар страсти, а своје налазе о опрашивању орхидеја инсектима као „лепе чињенице”.