Что изучает ботаника в биологии. Ботаника — наука о растениях. Зарождение ботаники как науки

Царства живой природы. Каждый человек соприкасается с живой природой - органическим миром. Это различные растения, животные, грибы, бактерии. Да и сами люди - представители органического мира.

(Особенности живой природы и ее разнообразие изучает наука биология (от греч. биос - «жизнь», логос - «учение»).

Термин «биология» стал использоваться во всем мире как название науки о живой природе после того, как он появился в 1802 г. в трудах французского ученого Жана Батиста Ламарка.

Первые живые организмы появились на Земле очень давно, более 3,5 млрд лет назад. Они имели простое строение и представляли собой одиночные маленькие клетки. Позднее возникли более сложные одноклеточные, а затем и многоклеточные организмы. С тех пор их потомки достигли огромного разнообразия. Среди них есть и крупные, и микроскопически малые организмы: всевозможные животные, растения, грибы, бактерии и вирусы. Все живые существа очень различаются по своим свойствам. Вот почему всех их делят на большие группы, которые ученые называют царствами.

Царство - очень большая группа организмов, обладающих сходными признаками строения, питания и жизни в природе. Современная наука выделяет несколько царств живых организмов: Животные, Растения, Грибы, Бактерии, Вирусы и др. В данном курсе вы будете изучать царства: Растения, Бактерии, Грибы.

Чтобы сохранить живую природу во всем ее многообразии, нужно знать, как устроены разные организмы и как они взаимосвязаны в природе, в каких условиях живут и развиваются представители всех царств, как распространены они по земной поверхности, какую роль играют в природе, в чем их ценность для людей и по каким признакам они различаются между собой. Для этого надо изучать биологию.

Царство растений. Знакомство с наукой биологией в школе начинается с изучения царства растений.

Всюду можно видеть разнообразие растений. Они встречаются по всему земному шару: на суше, в воде, лесах, болотах, на лугах, в степях, садах, парках. У растений много общих признаков: почти все они ведут неподвижный образ жизни, имеют хлорофилл и способны на свету образовывать органические вещества.

Именно поэтому они принадлежат к одному царству живой природы - царству растений.

Наука, изучающая царство растений, называется ботаникой (от греч. ботане - «трава», «растение»).

Ботаника занимает особое положение в истории развития знаний о природе. С древнейших времен люди многое знали о свойствах растений, использовали их для еды, получения текстильных тканей, постройки и обогрева жилищ, изготовления оружия, орудий труда, музыкальных инструментов, красителей, ядов, лекарств и многого другого.

Люди каменного века не только собирали растения, но и выращивали некоторые из них около своих обиталищ. В бронзовом веке, примерно 10-12 тыс. лет назад, когда зародилось земледелие, появились и первые культурные растения.

Кулътурными растениями называют растения, выращиваемые человеком для удовлетворения своих потребностей. Они очень разнообразны, их многочисленные сорта созданы человеком, но все они происходят от дикорастущих растений.

Дикорастущие растения - это растения, которые растут, развиваются и расселяются без помощи человека.

Изучение растений. Начало изучению растений заложил в III в. до н. э. древнегреческий ученый Теофраст. Свои наблюдения он объединил с практическими знаниями об использовании растений, накопленными земледельцами и лекарями, с суждениями ученых о растительном мире и создал первую систему ботанических понятий. Поэтому в истории науки Теофраста называют отцом ботаники. Его настоящее имя - Тиртамос (Тиртам), а имя Теофраст, т. е.«божественный оратор», дал ему его учитель Аристотель за выдающийся дар красноречия.

История ботаники показывает, как наука зародилась из обобщения практических знаний человека по возделыванию растений и использованию их для различных целей, а также из наблюдений ученых за дикорастущими растеними.

В настоящее время ботаники изучают законы жизни растений, их внешнее и внутреннее строение, процессы размножения и жизнедеятельности, распространение по земной поверхности, условия выращивания, взаимосвязи с другими живыми организмами и с окружающей средой.

Теперь о растениях говорят как об основе жизни всего органического мира. В самом деле, живые растения и их отжившие и опавшие части - листья, плоды, ветви, стволы - дают пищу не только человеку, но и животным, грибам и бактериям. Именно растения создают условия для существования всего живого на Земле.

Понимая огромное значение растений, мы должны очень бережно относиться к ним, чтобы сохранить на Земле все их многообразие и богатство. Для этого каждому человеку необходимо хорошо знать ботанику.

Ботаника (от греч. botanikós - относящийся к растениям, botánē - трава, растение)

наука о растениях. Б. охватывает огромный круг проблем: закономерности внешнего и внутреннего строения (морфология и анатомия) растений, их систематику, развитие в течение геологического времени (эволюция) и родственные связи (филогения), особенности прошлого и современного распространения по земной поверхности (география растений), взаимоотношения со средой (экология растений), сложение растительного покрова (фитоценология, или геоботаника), возможности и пути хозяйственного использования растений (ботаническое ресурсоведение, или экономическая ботаника). По объектам исследования в Б. выделяют фикологию (альгологию) - науку о водорослях, микологию - о грибах, лихенологию - о лишайниках, бриологию - о мхах и др.; изучение микроскопических организмов, преимущественно из мира растений (бактерий, актиномицетов, некоторых грибов и водорослей), выделяют в особую науку - микробиологию. Болезнями растений, вызываемыми вирусами, бактериями и грибами, занимается фитопатология.

Основная ботаническая дисциплина - Систематика растений разделяет многообразие растительного мира на соподчинённые друг другу естественные группы - таксоны (классификация), устанавливает рациональную систему их наименований (номенклатура) и выясняет родственные (эволюционные) взаимоотношения между ними (филогения). В прошлом систематика основывалась на внешних морфологических признаках растений и их географическом распространении, теперь же систематики широко используют также признаки внутреннего строения растений, особенности строения растительных клеток, их хромосомного аппарата, а также химический состав и экологические особенности растений. Установление видового состава растений (флоры) какой-либо определенной территории обычно называется флористикой, выявление областей распространения (ареалов) отдельных видов, родов и семейств - хорологией (фитохорологией). Изучение древесных и кустарниковых растений иногда выделяют в особую дисциплину - дендрологию (См. Дендрология).

В тесной связи с систематикой находится Морфология растений , изучающая форму растений в процессе индивидуального (онтогенез) и исторического (филогенез) развития. В узком смысле морфология изучает внешнюю форму растений и их частей, в более широком - включает анатомию растений (См. Анатомия растений), изучающую их внутреннее строение, эмбриологию, исследующую образование и развитие зародыша, и цитологию, изучающую строение растительной клетки. Некоторые разделы морфологии растений выделяют в особые дисциплины в связи с их прикладным или теоретическим значением: органографию - описание частей и органов растений, палинологию - изучение пыльцы и спор растений, карпологию - описание и классификация плодов, тератологию - изучение аномалий и уродств (терат) в строении растений. Различают сравнительную, эволюционную, экологическую морфологию растений.

Изучением растений в их взаимоотношении со средой обитания занимается ряд отраслей Б., иногда объединяемых под общим названием Экология растений. В более узком смысле экология изучает влияние на растение среды обитания, а также разнообразные приспособления растений к особенностям этой среды. На земной поверхности растения образуют определенные сообщества, или фитоценозы, повторяющиеся на более или менее значительных территориях (леса, степи, луга, саванны и т.д.). Исследованием этих сообществ занимается отрасль Б., называемая в СССР геоботаникой (См. Геоботаника), или фитоценологией (за рубежом её часто называют фитосоциологией). В зависимости от объекта исследования в геоботанике выделяют лесоведение, луговедение, тундроведение, болотоведение и т.д. В более широком смысле геоботаника смыкается с учением об экосистемах, или с биогеоценологией (См. Биогеоценология), изучающей взаимоотношения между растительным покровом, животным миром, почвой и подстилающими почву горными породами. Этот комплекс называется Биогеоценоз ом. Распространение отдельных видов растений на поверхности земного шара изучает География растений , а особенности распределения растительного покрова на Земле в зависимости от современных условий и исторического прошлого - Ботаническая география .

Наука об ископаемых растениях - Палеоботаника , или фитопалеонтология, имеет первостепенное значение для восстановления истории развития растительного мира. Данные палеоботаники имеют важнейшее значение для решения многих вопросов систематики, морфологии (включая анатомию) и исторической географии растений. Её данными пользуется также геология (историческая геология и стратиграфия).

Полезные свойства дикорастущих растений и возможности их окультуривания изучаются экономической Б. (хозяйственная Б., ботаническое ресурсоведение). С экономической Б. тесно связана этноботаника - учение об использовании растений различными этническими группами населения земного шара. Важный раздел прикладной Б. - изучение дикорастущих родичей культурных растений, обладающих ценными свойствами (например, иммунитетом к болезням, засухоустойчивостью и т.д.).

Физиологию растений (См. Физиология растений) и биохимию (См. Биохимия) растений не всегда относят к Б., поскольку многие физиологические и биохимические процессы, протекающие в растениях, аналогичны или даже тождественны процессам, протекающим в животных организмах, и изучаются сходными методами. Однако биохимия и физиология растений отличаются рядом специфических черт, исключительно или почти исключительно свойственных растениям. Поэтому разграничить физиологию и биохимию растений от собственно Б. нелегко, тем более, что физиологические и биохимические особенности растений могут рассматриваться как таксономические признаки, следовательно, интересовать систематиков растений. Эти же особенности чрезвычайно важны для понимания проблем экологии и геоботаники, географии растений и ботанической географии, экономической Б. и т.д. Генетика растений обычно также рассматривается как раздел общей генетики (См. Генетика), хотя некоторые главы её (генетика популяций, цитогенетика) тесно связаны с систематикой, особенно биосистематикой (См. Биосистематика), экологией растений и геоботаникой.

Границы между перечисленными выше разделами Б. в значительной мере условны, т.к. их методы нередко перекрещиваются, а данные взаимно используются. Трудно определить место таких наук, как физиологическая анатомия и экологическая физиология, или отделить использование химических особенностей растений в систематике (хемосистематика) от сравнительной биохимии растений; наряду с этим процессом идёт и весьма узкая специализация отдельных ботанических разделов.

Б. тесно связана со многими другими науками - с геологией через палеоботанику и индикационную геоботанику (использование признаков некоторых растений и их сообществ как индикаторов некоторых полезных ископаемых); с химией - через биохимию и физиологию, экономическую Б. и фармакогнозию; с почвоведением и физической географией - через экологию и геоботанику; с техническими науками - через экономическую ботанику. Б. - естественноисторическая основа сельского и лесного хозяйства, зелёного строительства в городах, курортах и парках, она разрешает многие вопросы пищевой, текстильной, целлюлозно-бумажной, микробиологической, деревообрабатывающей промышленности. Однако важнейшая задача Б. - изучение закономерностей развития и охраны среды обитания человечества - биосферы и прежде всего растительного мира - фитосферы.

Б. пользуется как наблюдением, так и сравнительным, историческим и экспериментальным методами, включающими сбор и составление коллекций, наблюдение в природе и на опытных участках, эксперимент в природе и в условиях специализированных лабораторий, математическую обработку полученной информации. Наряду с классическими методами регистрации тех или иных признаков изучаемых растений используется весь арсенал современных химических, физических и кибернетических методов исследования.

Основные этапы развития ботаники. Зарождение Б. Как стройная система знаний о растениях Б. оформилась к 17-18 вв., хотя многие сведения о растениях были известны и первобытному человеку, т.к. жизнь его была связана с полезными, главным образом пищевыми, лекарственными и ядовитыми растениями. Тексты, которые можно в какой-то мере считать ботаническими, известны из древнейших памятников письменности Двуречья (Шумер, Вавилон, Ассирия) и долины Нила (Древний Египет). Эти тексты, так же как и легендарная китайская книга о травах «Бэнь цао», относимая к концу 3-го тысячелетия до н. э., представляли собой скорее сочинения по прикладной Б., т.к. в основном содержали сведения о пищевых и лекарственных растениях. Первыми книгами, в которых растения описывались не только в связи с их полезностью, были произведения греческих учёных Аристотеля и особенно его ученика Теофраста, который сделал первую в истории науки попытку классифицировать растения, разделив их на деревья, кустарники, полукустарники и травы; среди последних он различал многолетники, дву- и однолетники. Теофраст был назван «отцом Б.» Он отчётливо представлял себе строение цветка, в частности положение завязи в нём, и различия между сростнолепестными и свободнолепестными венчиками. В его «Исследовании о растениях» описано около 480 растений. Римский натуралист Плиний Старший в своей «Естественной истории» привёл все известные его современникам сведения о природе; он упомянул около 1000 видов растений, описав их достаточно точно.

В течение примерно 1500 лет, со времени Теофраста и Плиния Старшего, накопление знаний о растениях шло преимущественно вне Европы. В Индии в 1-м тысячелетии до н. э. появляется т. н. «Аюрведа» - «наука о жизни», включающая описание многих лекарственных растений Индии. Комментарии и дополнения к «Аюрведе» содержатся в сочинениях индийских врачей Чарака (10-8 вв. до н. э.), Сушрута и Вадбака (8-7 вв. до н. э.). Арабская экспансия во 2-й половине 1-го тысячелетия н. э. значительно расширила горизонты античности. Особое значение имели труды таджикского учёного Ибн Сины (Авиценны), описавшего в сочинении «Канон врачебной науки» множество растений, до того неизвестных европейцам. Единственным достижением европейской науки в области Б. были труды немецкого философа и естествоиспытателя Альберта фон Больштедта (Альберт Великий), установившего, в частности, на основании разницы в строении стебля различие между однодольными и двудольными растениями.

Б. к концу средневековья. В эпоху великих открытий значительно возрос интерес к растениям, пока в основном как источнику лекарств, пряностей и новых пищевых продуктов. Появляются (а вскоре и печатаются) «травники» с описанием всё возрастающего числа растений, создаются первые «сухие сады» - гербарии (См. Гербарий), организуются настоящие ботанические сады. Всё это способствовало накоплению новых фактов и созданию первых общих концепций, главным образом в области классификации растений. Так, немецкий ботаник О. Брунфельс различает растения «совершенные», т. е. несущие цветки, и «несовершенные», т. е. лишённые их; итальянский врач и ботаник А. Чезальпино (в латинском произношении Цезальпин), опубликовавший важнейшее ботаническое сочинение эпохи - книгу «О растениях», в предисловии к ней сделал попытку классифицировать растения, привлекая в дополнение к обычному в то время делению растений на деревья, кустарники и травы также признаки цветков, плодов и семян. Швейцарский ботаник Иоганн Баугин (Жан Боэн) в своей «Всеобщей истории растений», опубликованной (1650) после его смерти, описал около 5000 растений. Его брату Каспару Баугину Б. обязана созданием бинарной номенклатуры, т. е. наименованием каждого растения двумя словами, из которых первое обозначает родовое название, а второе - видовое. Как известно, такой порядок наименования растений впоследствии был узаконен К. Линнеем (См. Линней) и существует по сей день.

Б. в 16 и 17 в в. Для этого периода характерно не только развитие систематики. Изобретение микроскопа привело к открытию клеточного строения растений. Первые наблюдения в этой области были сделаны английским учёным Р. Гуком. Позднее итальянец М. Мальпиги и англичанин Н. Грю заложили основы анатомии растений (См. Анатомия растений). Голландец Я. Б. ван Гельмонт поставил первый опыт по физиологии растений, вырастив ветку ивы в бочке и установив, что почти 40-кратное увеличение её в весе за 5 лет не сопровождалось сколь-нибудь значительным уменьшением веса земли. Немецкий ботаник Р. Камерариус впервые обосновал наличие полового процесса у растений.

В России в 15-17 вв. переводят с греческого, латинского и европейских языков и переписывают (а позднее печатают) описания лекарственных растений («травники», или, как их тогда называли, «вертограды»). Многие из них редактировались с учётом местных условий, главным образом добавлялись указания на места произрастания тех или иных растений (например: «растеть на Руси в Драгомилове»).

Б. в 18 в. Открытия в разных областях Б. в 18 в., разработка различных концепций принесли свои плоды позднее. Тем не менее это столетие в основном может быть охарактеризовано как столетие ботанической систематики и связывается главным образом с именем шведского ботаника К. Линнея. Положив в основу своей искусственной системы строение цветка, Линней разбил мир растений на 24 класса. Система Линнея не надолго пережила своего создателя, однако значение её в истории Б. огромно. Впервые было показано, что каждое растение может быть помещено в какую-то определенную категорию в соответствии с характерными для него признаками. Поистине титаническая работа, проделанная Линнеем, явилась основой для всех последующих исследований в области систематики растений. Младшие современники Линнея - французы М. Адансон, Ж. Ламарк и особенно три брата де Жюсьё (Антуан, Бернар и Жозеф) и их племянник Антуан Лоран, основываясь на работах Линнея (а также на работах Д. Рея, К. Баугина и Ж. Турнефора), разработали естественные классификации растений, где в основу тех или иных систематических групп были положены признаки «родства», под которыми, впрочем, понималась неопределённая «естественная близость». Выдающиеся натуралисты 18 в. уделяли много внимания общим вопросам Б. Так, русский академик К. Ф. Вольф в своей «Теории генерации» (1759) показал пути формирования органов растений и превращение одних органов в другие. Эти идеи особенно занимали немецкого поэта И. В. Гёте, опубликовавшего в 1790 книгу «Метаморфоз растений», полную блестящих прозрений. Наличие пола у растений окончательно было установлено немецкими ботаниками И. Кёльрёйтером, получившим и тщательно изучившим межвидовые гибриды табака, гвоздики и других растений, а также исследовавшим способы их опыления насекомыми, и К. Шпренгелем, опубликовавшим книгу «Раскрытая тайна природы в строении и оплодотворении цветов» (1793).

В 18 в. в России шло интенсивное развитие научных исследований, в частности в созданной Петром I Академии наук в Петербурге. В её Кунсткамере начали впервые собирать ботанические коллекции. В 1714 был организован Аптекарский огород - основа будущего Императорского ботанического сада и нынешнего Ботанического института (См. ). Особое значение для развития русской и мировой Б. имели географические экспедиции АН, в которых принимали участие ботаники: С. П. Крашенинников, опубликовавший «Описание земли Камчатки», И. Г. Гмелин - автор 4-томной «Флоры Сибири», одной из первых в мире «флор» столь обширной области. Ценные работы о флоре различных областей России вместе с данными о полезных растениях собраны И. И. Лепёхиным, Н. Я. Озерецковским, П. С. Палласом и К. Ф. Ледебуром.

Б. в 19-20 вв. 19 в. ознаменовался интенсивным развитием естествознания в целом. Бурное развитие получили и все отрасли Б. Решающее влияние на систематику оказала эволюционная теория Ч. Дарвин а. Воспринятая большинством ботаников, теория Дарвина поставила перед ними задачу создания филогенетической системы растительного мира, которая отражала бы последовательные этапы развития мира растений. Первые системы 19 в. швейцарских ботаников О. П. Декандоля и его сына А. Декандоля, английских ботаников Дж. Бентама, У. Гукера и др. (с 1825 по 1845 было предложено около 25 подобных систем классификаций растительного мира) ещё не рассматривали проблему происхождения одних групп растений от других, но стремились к наибольшей «естественности», т. е. к соединению в группы растений, наиболее схожих друг с другом по важнейшим признакам их организации. Оперируя с огромным числом растений практически всех континентов, эти системы (особенно Бентама и Гукера и, отчасти, Декандоля) были настолько логично построены, что дожили почти до наших дней (первая - у английских и, отчасти, у североамериканских ботаников, вторая - у ботаников стран французского языка). Тем не менее, будущее принадлежало филогенетическим системам, первая из которых (опубликована в 1875) принадлежит немецкому ботанику А. В. Эйхлеру. Наибольшее же распространение получила система, разработанная немецким ботаником А. Энглером, который совместно со своими сотрудниками в 20-томном сочинении «Естественные семейства растений» (1887-1911) довёл систему растений до рода, а иногда и до вида. Исследования, проведённые главным образом в 1-й половине 20 в., показали, что большинство принципов, положенных Энглером в основу своей системы, были ложными, но его работу нельзя и недооценивать. Противниками взглядов Энглера были американский ботаник Ч. Э. Бесси, немецкий - Х. Галлир и английский - Дж. Хатчинсон. Основные их разногласия с Энглером относились к систематике покрытосеменных (цветковых растений), наиболее примитивной группой которых они считали многоплодниковые (типа магнолии), в то время как Энглер исходной группой покрытосеменных считал однодольные, а среди двудольных - т. н. серёжкоцветные (типа ив и тополей); его противниками были и русские ботаники Х. Я. Гоби, Б. М. Козо-Полянский, А. А. Гроссгейм и др. В последние годы наблюдается некоторое единодушие во взглядах ботаников на принципы построения системы высших растений, широкое признание получила система, разработанная советским ботаником А. Л. Тахтаджяном.

Не меньшее внимание уделялось в 19 и начале 20 вв. и низшим растениям. В результате работ миколога Х. Г. Персона, работавшего в Германии и Франции, шведского лихенолога Э. Ахариуса, русских ботаников Л. С. Ценковского, И. Н. Горожанкина, немецких микологов А. де Бари и О. Брефельда, русского миколога М. С. Воронина, советского ботаника А. А. Ячевского и многое др. были собраны обширные сведения о водорослях, грибах, лишайниках, позволившие не только построить их рациональную классификацию, но и оценить их значение в биосфере. Особое развитие получила микология, главным образом в связи со значением грибов в качестве возбудителей болезней с.-х. растений. С этим связано и возникновение фитопатологии (См. Фитопатология) как особой дисциплины.

Изучение распространения растений по земному шару относится к 19 - началу 20 вв. Основоположник географии растений немецкий натуралист А. Гумбольдт - автор ряда трудов, из которых наибольшее внимание привлекла книга «О закономерностях, наблюдаемых в распространении растений» (т. 1-2, 1816). Первая попытка описать растительность земного шара в связи с условиями климата была сделана немецким учёным А. Гризебахом в его труде «Растительность земного шара...» (1872). Датский ботаник Э. Варминг связывал распространение растений с определенными условиями существования, его книга «Экологическая география растений» (1896) заложила основы новой науки - экологии растений. Одновременно с этими работами в течение всего 19 в. сотни исследователей вели кропотливую работу по составлению региональных «флор». Среди крупнейших изданий такого рода - «Флора Востока» Э. Буасье в 5 тт. (1867-88) и «Флора Британской Индии» Дж. Гукера в 7 тт. (1875-97). Наиболее капитальный труд в этой области - «Флора СССР» в 30 тт. (1934-64), изданная Ботаническим институтом АН СССР под редакцией В. Л. Комарова и Б. К. Шишкина. Растительный мир почти всех областей земного шара описан в соответствующих руководствах, главным образом региональных «флорах». Огромное значение для мировой науки имеет учение Н. И. Вавилова о центрах происхождения культурных растений (См. Центры происхождения культурных растении) и географических закономерностях в распределении их наследственных признаков (1926-27). В своих трудах Вавилов впервые представил картину эволюции форм культурных растений в немногочисленных первичных очагах их происхождения. В результате организованных им экспедиций собран ценный фонд мировых растительных ресурсов, составивший богатейшую коллекцию растений, хранящуюся во Всесоюзном институте растениеводства.

Изучение систематики огромного числа растений из всех областей земного шара стимулировало развитие работ в области морфологии растений. Одним из первых морфологов 19 в. был английский ботаник Р. Броун, показавший, что голосеменные отличаются от покрытосеменных голым семезачатком, объяснивший природу цветка у злаков и выполнивший ещё ряд работ по морфологии. Работы Броуна по эмбриологии были продолжены итальянским учёным Дж. Б. Амичи, французским ботаником А. Броньяром и особенно немецким учёным В. Гофмейстером, описавшим процесс оплодотворения у растений. Классические работы Гофмейстера были продолжены его соотечественником Э. Страсбургером и русскими учёными И. Н. Горожанкиным, В. И. Беляевым и С. Г. Навашиным. Горожанкин впервые доказал, что ядра из пыльцевой трубки проникают в яйцеклетку. Беляев предсказал существование у голосеменных подвижных сперматозоидов, которые вскоре были открыты японскими ботаниками С. Хиразе у гинкго и С. Икено у саговника. После работ русского эмбриолога С. Г. Навашина, открывшего двойное оплодотворение, период становления эмбриологии растений как самостоятельной дисциплины был практически завершен.

Анатомия растений, начало которой было заложено ещё в 17 в., стала развиваться особенно интенсивно с середины 19 в. Ее успехи связаны с именами немецких ботаников Х. Моля, К. Санио, давших впервые сведения о микроскопическом строении тела высших растений. К середине 19 в. в анатомии растений наметились два направления, из которых одно в основном интересовалось проблемами строения растений с их систематическим положением и эволюцией структур, в то время как другое больше внимания уделяло физиологическому и экологическому значению тех или иных тканей растения. В числе деятелей первого направления - французы Ф. Э. ван Тигем, Ж. Веск и немец Г. Золередер - автор сводки «Систематическая анатомия двудольных» (1899). Американец Э. Джефри в книге «Анатомия древесных растений» (1917) попытался дать общую картину эволюции анатомических структур у всех высших растений. Его ученики Э. Синнотт, А. Имс и особенно И. У. Бейли создали концепцию об эволюции структуры у высших растений, хорошо увязанную с представлениями Ч. Э. Бесси, Х. Галлира и Дж. Хатчинсона. Среди анатомов второго направления - немецкие ботаники С. Швенденер, Г. Габерландт, советские анатомы В. Ф. Раздорский и В. Г. Александров.

Работы в области экологии и географии растений, а также запросы лесоводства и луговедения привели в конце 19 в. к выделению особой области Б., получившей в СССР название геоботаники, или фитоценологии. Русская и советская школа геоботаников была создана трудами С. И. Коржинского, И. К. Пачоского, Г. И. Тан-фильева, Г. Ф. Морозова, В. В. Алехина, Л. Г. Раменского, А. П. Шенникова и особенно В. Н. Сукачева. Острая необходимость в хозяйственном освоении огромных пространств СССР привела к тому, что проблемы геоботаники явились одними из наиболее насущных. Поэтому геоботаники - наиболее многочисленный отряд советских ботаников.

Североамериканская (Ф. Клементс) и европейская (Ж. Браун-Бланке, Э. Рюбель, А. Тенсли) школы фитоценологии развивались каждая своим путём и только в последнее время наблюдается некоторое сближение точек зрения советских и североамериканских исследователей.

Наука об ископаемых растениях - палеоботаника, зарождение которой можно отнести к 18 в. (И. Шёйхцер, Швейцария), неуклонно развивалась в 19 и 20 вв. В 19 в. трудами исследователей, работавших на всех континентах, были не только описаны десятки тысяч растительных остатков из всех толщ осадочных отложений, но и создана достаточно стройная система ныне вымерших растений, увязанная с их современными потомками. В изучение ископаемых растений, найденных на территории СССР, большой вклад внесли М. Д. Залесский, И. В. Палибин и А. Н. Криштофович.

Характерные черты современного этапа развития Б. - стирание граней между отдельными её отраслями и их интеграция. Так, в систематике растений для характеристики отдельных таксонов всё шире применяют цитологические, анатомические, эмбриологические и биохимические методы. Методы биохимии и физиологии берутся на вооружение экологами и геоботаниками, в результате чего возникает комплексная наука о физиологии растительного сообщества, появление которой предсказывали ещё в 20-х гг. 20 в. русский учёный В. В. Алехин и шведский учёный Э. Дю Рье и которую обычно называют ценофизиологией. Всё больше осознаётся необходимость учитывать в геоботанических и экологических исследованиях роль микроорганизмов - водорослей, грибов, бактерий и актиномицетов; специалисты соответствующего профиля всё чаще работают в контакте с геоботаниками и экологами. Это приводит к расширению поля деятельности фикологов, бактериологов и микологов, изучающих интересующие их организмы в природной обстановке.

Гораздо шире применяется эксперимент в тех областях Б., где ранее господствовало наблюдение. Значительное распространение получили работы в области экспериментальной систематики и геоботаники. В морфологии растений, помимо обычных экспериментальных воздействий, широко используется метод культуры тканей, изолированных от влияния организма как целого.

Разработка новых методов исследования, основанных на достижениях физики и химии, позволила решать задачи, недоступные ранее. Так, в результате использования электронного микроскопа, разрешающая сила которого по сравнению с другими оптическими приборами возросла в сотни раз, были выявлены многие новые детали строения растительной клетки, что с успехом используется не только в анатомии, но и в систематике растений. Методы хроматографии, цитофотометрии и ряд др. позволяют проводить химические анализы с невиданной ранее скоростью и точностью на микроскопических объектах, что применяется практически во всех областях Б. Достижения молекулярной биологии в какой-то мере способствовали выделению физиологии и биохимии растений из общей Б. Вместе с тем эти достижения, которые в будущем позволят раскрыть молекулярные основы онтогенеза и филогенеза растений, открывают новые горизонты в области систематики и морфологии растений. В наших знаниях ещё имеется большой пробел относительно тех механизмов, которые, управляя единым для всех клеток данной особи (или даже вида) генетическим кодом, приводят к поразительным различиям между клетками различных тканей.

Одновременно внимание ботаников всё больше занимают ботанические проблемы в масштабе всей нашей планеты. Вопросы продуктивности фитоценозов, их влияния на водный и газовый режим планеты, проблемы круговорота веществ, баланса энергии и вещества решаются на основе наблюдений, осуществляемых с помощью очень точных и всё более совершенствуемых приборов с автоматическим управлением. Глобальное воздействие человечества на природу, ведущееся иногда без точного учёта возможных последствий, делает эти работы ботаников жизненно важными для судеб цивилизации.

Ведущие ботанические учреждения, международные организации, периодическая печать. Организация научных исследований в области Б. в СССР определяется целой системой ботанических учреждений, находящихся в ведении АН СССР; Академий наук союзных республик; кафедр ботаники университетов, педагогических, фармацевтических и с.-х. высших учебных заведений; ботанических садов различного ведомственного подчинения; отраслевых специализированных (научно-исследовательских) институтов, а также действующей в СССР сети заповедников. Ведущими центрами по отдельным отраслям Б. являются институты АН СССР: Ботанический институт им. В. Л. Комарова (Ленинград), институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева (Москва), институт биохимии им. А. Н. Баха (Москва), Институт общей генетики, а также Ботанические сады . Ботанические учреждения имеются в филиалах АН СССР и республиканских Академиях наук. Многие вопросы Б. изучает ряд учреждений в Сибирском отделении АН СССР. Культурные растения изучаются во Всесоюзном институте растениеводства им. Н. И. Вавилова (Ленинград) и в ряде его отделений и опорных пунктов.

Кроме того, имеются специализированные институты: кормов (Москва), субтропических культур и зелёных насаждений (Азербайджан), защиты растений (Ленинград), Всесоюзный научно-исследовательский институт лекарственных растений (Москва) и др. Ботанические учреждения оснащены специализированными лабораториями, опытными станциями и экспериментальными базами. В некоторых из них имеются гербарии.

Советские ботаники объединяются Всесоюзным ботаническим обществом (с многочисленными его отделениями), Московским обществом испытателей природы, Географическим обществом Союза ССР и др. При Отделении общей биологии АН СССР функционируют научные проблемные советы по изучению флоры и растительности, по биогеоценологии, а также интродукции и акклиматизации растений. В СССР издаются «Ботанический журнал СССР» (с 1916), журналы «Физиология растений» (с 1954), «Растительные ресурсы» (с 1965), «Микология и фитопатология» (с 1967), а также многочисленные монографии, справочники, руководства и статьи по различным разделам Б. Советские ботаники принимают участие в работе многих зарубежных обществ, журналов, а также конференций, симпозиумов и съездов.

А. А. Федоров, А. А. Яценко-Хмелевский.

Лит.: История: Очерки по истории русской ботаники, М., 1947; Русские ботаники. Биографо-библиографический словарь, сост. С. Ю. Липшиц, т. 1-4, М., 1947-56; Развитие биологии в СССР, М., 1967, с. 21-158, 695-709; Базилевская Н. А., Белоконь И. П., Щербакова А. А., Краткая история ботаники, М., 1968; Möbius М., Geschichte der Botanik, Jena, 1937; Reed Н. S., A short history of the plant sciences, Waltham (Mass.), 1942; Barnhart J. Н., Biographical notes upon botanists, v. 1-3, Boston, 1966.

Ощие работы: Ботанический атлас, под ред. Б. К. Шишкина, М.-Л., 1963; Жуковский П. М., Ботаника, 4 изд., М., 1964; Ботаника, под ред. Л. В. Кудряшова, 7 изд., т. 1, М., 1966; McLoan R. С., Ivimey-Cook W. R., Textbook of theoretical botany, v. 1-3, L., 1951-67; Němec В., Pastyrik L., Všeobecná botanika, 3 vyd., Bratislava, 1963; Sinnott E.-W., Wilson K. S., Botany: principles and problems, 6 ed., N. Y., 1963; Guttenberg Н., Lehrbuch der allgemeinen Botanik, 6 Aufl., B., 1963; Encyclopédie du monde végétal. Dir. F. Vallardi, t. 1-3, P., 1964; Botanika, red. K. Steckiego, Warsz., 1966; Lehrbuch der Botanik für Hochschulen, 29 Aufl., Jena, 1967; H ll J. B., Botany, 4 ed., N. Y., 1967.

Словари и справочники. Викторов Д. П., Краткий словарь ботанических терминов, 2 изд., М.- Л., 1964; Словник - довiдник з ботанiки, за ред. I. П. Бiлоконя, О. Л. Липи, К., 1965; Font у Quer P., Diccionario de botanica, Barcelona, 1953; Usher G., A dictionary of botany, L., 1966; Schubert R., Wagner G., Pflanzennamen und botanische Fachwörter, 4. Aufl., Radebeul, 1967; Uphof J. C., The dictionary of economic plants, 2 ed., Würzburg, 1968.

Жизнь на Земле - необыкновенный феномен, возникший благодаря эволюции (или божьей воле - кому как привычнее мыслить). Но то, что поддерживается она благодаря кислороду, вырабатываемому растениями, не подвергается сомнению ни учеными, ни верующими. Зеленых братьев среди нас великое множество, правда, знаем мы о них ничтожно мало. Славная наука, которая помогает нам приоткрыть тайную завесу в их мир, называется ботаникой - наукой о растениях.

Одной из отраслей биологии, науки обо всем живом на нашей планете, является ботаника. Разделы ботаники, как биологической науки, изучают отдельные составляющие растений, способ их выживания, процессы, которые происходят внутри организма, способы размножения и возможности использовать в человеческой жизни.

Название дисциплины имеет греческие корни и переводится как «относящийся к растениям». Растениями называют особое царство, которое включает живые организмы, способные к фотосинтезу. Всех их принято делить на низшие (водоросли) и высшие (споровые и семенные).

Процесс изучения растений является важным для человека. В первую очередь это связано с необходимостью дыхания выделяемым кислородом.

Также с помощью собранных знаний о зеленых обитателях Земли человек может:

История развития науки

Ботаника - это раздел науки о растениях, который появился и развивался вместе с человеком. Еще первобытные люди знали, какие растения можно употребить в пищу, а какие лучше обойти стороной.

Основные сведения о лекарственных растениях можно найти в некоторых текстах Древнего Египта, цивилизаций Междуречья - Вавилона, Ассирии и других.

В конце III тысячелетия до нашей эры в Древнем Китае существовала книга под названием «Бэнь Цао», которая содержала множество сведений о лекарственных и съедобных растениях.

Древнегреческий ученый Аристотель стал первым, кто собрал и систематизировал информацию о растительном мире в своем фундаментальном труде «Теория растений». К сожалению, до нас дошли только немногочисленные фрагменты этой работы.

Теофраст (ученик Аристотеля) в своих работах «История растений» и «Причина растений» описал особенности и свойства более чем 500 растений, рассмотрел основы их физиологии (например, описал строение цветка), а также произвел их градацию, т. е. деление на следующие виды:

• деревья;
• кустарники;
• полукустарники;
• травы (однолетники и многолетники).

В древней Индии существовала так называемая «наука о жизни» - Аюрведа, которая, помимо всего прочего, включала описание множества растений, преимущественно лекарственных. Эти сведения толковались и дополнялись в трудах известных индийских мыслителей Вадбака, Чарака и других.

Ну и нельзя не отметить выдающегося арабского ученого, мыслителя и врача - Абу Али Ибн Сину, известного в Европе как Авиценна. Его труд «Канон врачебной науки» содержит описание более 1000 неизвестных в Европе растений.

Начало Средних веков, еще называемое «Темное время», характеризовалось стагнацией научной мысли. Абсолютно все явления и события объясняли Божьей волей, все науки, в том числе и ботаника, остановились в своем развитии.

Лишь открытие Америки Колумбом в 1492 году дало новый виток дальнейшему изучению растений, в особенности произрастающих в Новом Свете. В Европе появляются первые ботанические сады.

В Новое время открытия и достижения в области ботаники продолжались. Нельзя не упомянуть таких выдающихся ученых, как Роберт Гук (открыл растительную клетку), Карла Линнея (разработал принципиально новую терминологию и бинарную номенклатуру).

19 век ознаменовался открытиями в области физиологии растений - работы Дж. Пристли, Н. Соссюра, Ж. Ингенхауза, механизм фотосинтеза в своем труде описал знаменитый русский ученый А. Тимирязев.

Предмет, задачи и объект изучения

Ботаника, как и все науки, имеет собственные предмет, объект, цели, задачи и методы.

Предметом ботаники, исходя из определения, является:

• эволюция мира растений с момента зарождения жизни на Земле и до наших дней;
• взаимосвязь между особенностями растений и условиями их обитания;
• принципы и закономерности формирования растительного покрова на нашей планете;
• строение, особенности жизнедеятельности наших зеленых собратьев.

Любая наука имеет задачи, а ученые должны найти их решение. В ботанике это:

• изучение растений как отдельно, так и в совокупности;
• охрана растительных ресурсов, контроль за редкими и исчезающими видами;
• повышение урожайности сельскохозяйственных культур, выработка у них устойчивости к заболеваниям;
• выявление закономерностей развития природы и способов охраны окружающей среды;
• создание новых сортов.

По объектам изучения науку разделяют на:

Основные разделы

Знание о растениях - комплексная наука, которой свойственно деление на отрасли. Принято выделять в ботанике, как биологической науке, разделы ботаники:

Прикладные дисциплины

Учитывая обширность предметов ботаники как науки о растениях, некие разделы ботаники выделены в отдельные прикладные дисциплины.

Фитопатология - изучает болезни растений, вызванные инфекциями (патогенами), либо экологическими проблемами. Занимается также профилактикой болезней, разработкой средств борьбы с заболеваниями.

Фармакогнозия - эта прикладная дисциплина изучает те растения, которые обладают лечебными свойствами и могут быть использованы для изготовления лекарственных препаратов.

Агробиология - изучает принципы применения основных биологических закономерностей в сельском хозяйстве.

Методы исследования

Ботаника - это раздел науки о растениях, комплексная дисциплина, которая в своих исследованиях пользуется различными методами, как общими (наблюдение, эксперимент, сравнение, анализ и синтез), так и специальными (в зависимости от изучаемого уровня организации). Вторые рассмотрим подробнее:

Проблема вымирания видов в ботанике

Изначально проблема вымирания видов была вовсе не проблемой, а лишь результатом естественного отбора. Снижение численности видового разнообразия Земли было связано с изменением климата, с повышенной вулканической активностью, падением небесных тел и т. д.

С появлением первых людей и их расселением по планете начался принципиально новый этап вымирания видов, как животных, так и растений (около 100 000 лет назад). Охотясь и занимаясь собирательством, человек разрушал существовавшую среду обитания.

Исчезновение отдельных видов порождает такие проблемы, как:

• уменьшение природных богатств;
• утрата уникального генетического материала, присущего каждому виду;
• возникновение угрозы стабильности экосистем при исчезновении одного звена;
• угроза существующим видам - при исчезновении одного вида у вторых возникают популяционные изменения.

Ботаника - это раздел науки об объектах растительного мира, который исследует, анализирует и делает выводы о проблемах существования растений, водорослей, грибов. Для человека подобные знания играют ключевую роль в формировании комфортных условий жизни.

Связь с другими науками

Как и любая общественная наука, ботаника не может существовать, не интегрируя с другими отраслями.

Ботаника - это раздел науки о существовании растений, который связан с такими дисциплинами:

• палеоботаника - наука об ископаемых растениях, широко применяет в исследованиях данные геологии;
• биохимия, с помощью которой ботаника имеет тесную связь с химией;
• геоботаника и экология связывает науку с географией и почвоведением;
• фармакогнозия - с фармацевтикой.

В современном мире ботаника становится все больше востребованной. Ученые активно изучают вымирающие виды растений и разрабатывают планы по охране окружающей среды. Особенно это касается видов, занесенных в Красную Книгу, ведь вымирание всего одного растения из-за человеческого фактора нарушает экологический баланс, который формировался миллионами лет.

Ботаника - это наука, которая изучает растения. "Ботанэ" в переводе с греческого обозначает растение.

Ботаника относится к биологическим наукам. Биология (от греч. «биос» - жизнь) изучает все живые организмы. Живущие на Земле клеточные организмы делятся на четыре царства - это Растения , Животные, Бактерии и Грибы. Как уже было сказано, ботаника изучает только растения. Животных изучает зоология , бактерий - микробиология , грибы - микология .

Ботаника возникла в древности (III в. до н. э.) и по-началу изучала также грибы и бактерии. Бактерии и грибы были выделены в отдельные царства в ХХ в., когда удалось с помощью мощных увеличительных приборов увидеть их огромные отличия от растений.

Царство растений включает около 350 тысяч видов.

Растения очень разнообразны и встречаются по всему земному шару в различных условиях (на суше, в воде, в теплых и холодных климатах, засушливых и влажных районах). Однако у всех растений есть ряд общих признаков, важнейшими из которых являются:

• почти неподвижный образ жизни ,
• способность использовать энергию солнечного света для образования органических веществ .

Ботаника появилась в результате возделывания и использования растений людьми , наблюдения за дикорастущими видами.

Так что изучает ботаника конкретно? Она изучает процессы жизнедеятельности растений (как они живут: появляются, растут, развиваются, дышат, за счет чего питаются, что с ними происходит зимой и др.), их внешнее и внутреннее строение, размножение, распространение, взаимосвязи с окружающей средой и многое другое.

Благодаря растениям существует подавляющее большинство остальных организмов (животный мир без них вообще бы не смог существовать). Поэтому очень важно сохранить растительный мир планеты и его разнообразие. Ботаника позволяет узнать, как это сделать.

Ботаника - это область биологии, изучающая растения. В эту группу входят автотрофы, эукариоты и другие организмы, в том числе многоклеточные, которые производят свои собственные продукты питания. Царство растений - это огромное разнообразие видов. Наука о растениях занимается изучением видов, а также экологии, анатомии и физиологии растений.

Что изучает ботаника?

Ботаника - это раздел науки о растениях. Одна из древнейших естественных занимается изучением обмена веществ и функции организмов, так называемой физиологией растений, а также процессов роста, развития и размножения.

Наука о растениях отвечает за изучение наследственности (генетика растений), приспособления к окружающей среде, экологии, географического распространения. Среди разновидностей стоит упомянуть геоботанику, фитогеографию и палеонтологию (изучение окаменелостей).

История ботаники

Ботаника - это раздел науки о растениях. Как науку ботанику стали рассматривать, начиная с периода европейского колониализма, хотя человеческий интерес к растениям уходит своими корнями гораздо дальше. Область исследования охватывала растения и деревья на своей земле, а также экзотические образцы, привезенные во время многочисленных путешествий. А в древности волей-неволей приходилось изучать те или иные растения. Еще на заре времен люди пытались выявить лечебные свойства растений, их вегетационный период.

Фрукты и овощи были жизненно важны для социального развития всего человечества. Когда еще не было науки в современном понимании этого слова, человечество исследовало растения в рамках сельскохозяйственной революции.

Такие видные деятели Древней Греции и Рима, как Аристотель, Теофраст и Диоскорид, среди прочих важнейших наук продвинули на новый уровень и ботанику. Теофраста даже называют отцом ботаники, благодаря которому были написаны два основополагающих труда, которые использовались на протяжении 1500 лет и продолжают применяться по сей день.

Как и во многих науках, в эпоху Возрождения и Реформации и на заре Просвещения наметился значительный прорыв в изучении ботаники. Микроскоп изобрели в конце 16-го века, что позволило изучать растения как никогда раньше, включая мелкие детали, такие как фитолиты и пыльца. Стали расширяться знания не только о самих растениях, но также об их размножении, обменных процессах и других аспектах, которые до тех пор были закрыты для человечества.

Группы растений

1. Самыми простыми растениями считаются все мохообразные, они небольшие, не имеют стеблей, листьев и корней. Мхи предпочитают места с повышенной влажностью и постоянно нуждаются в воде для воспроизводства.

2. Все сосудистые споровые растения, в отличие от мхов, имеют сосуды, проводящие сок, а также листья, стебель и корень. Эти растения также находятся в сильной зависимости от воды. В качестве представителей можно назвать, например, папоротники и хвощи.

3. Все семенные являются более сложными растениями, обладающими таким важным эволюционным преимуществом, как семена. Это чрезвычайно важно, поскольку гарантирует защиту эмбриона и обеспечение его пищей. Различают голосеменные (сосна) и покрытосеменные (кокосовые пальмы).

Экология растений

Экология растений отличается от ботаники, ее предметом изучения является то, как растения взаимодействуют с окружающей средой и реагируют на экологические и климатические изменения. Человеческая популяция постоянно увеличивается, и требуется все больше земли, поэтому особо остро стоит вопрос об охране природных ресурсов и бережном к ним отношении.

Экология растений признает одиннадцать основных типов среды, в которой возможна жизнь растений:

• тропические леса,
• леса умеренного пояса,
• хвойные леса,
• тропические саванны,
• луга умеренной зоны (равнины),
• пустыни и засушливые экосистемы,
• средиземноморские регионы,
• наземные и водно-болотные угодья,
• экология пресноводных, прибрежных или морских участков и тундры.

У каждого типа есть свой экологический профиль и сбалансированный растительный и животный мир, и то, как они взаимодействуют, важно для понимания их эволюции.

Биология: раздел ботаника

Ботаника - наука о строении, жизнедеятельности, распространении и происхождении растений, она исследует, систематизирует и классифицирует все эти характеристики, а также географическое распространение, эволюцию и экологию флоры. Ботаника - это раздел науки о всем многообразии растительного мира, который включает в себя множество ответвлений. Например, палеоботаника изучает или окаменевшие экземпляры, извлеченные из геологических слоев. Предметом изучения являются также окаменелые водоросли, бактерии, грибы и лишайники. Понимание в прошлом имеет основополагающее значение для современности. Эта наука может даже пролить свет на характер и масштабность видов растений времен Ледникового периода.

Археоботаника является функциональной в плане изучения распространения земледелия, осушения болот и так далее. Ботаника (биология растений) проводит исследования на всех уровнях, в том числе экосистемы, сообщества, виды, особи, ткани, клетки и молекулы (генетика, биохимия). Биологи исследуют многие виды растений, включая водоросли, мхи, папоротники, голосеменные и цветковые (семенные) растения, в том числе дикорастущие и культурные.

Ботаника - это раздел науки о растениях и растениеводстве. 20-й век считается золотым веком биологии, так как благодаря новым технологиям эту науку можно исследовать на совершенно новом уровне. Продвинутые предоставляют новейшие инструменты для исследования как растений, так и других живых организмов, населяющих планету Земля.