|
Введение
Наука
о разнообразии растительного
мира Земли - ботаника (греч.
"botane" -
трава, растение) изучает
закономерности и
особенности
внешнего и внутреннего строения
растений,
их жизнедеятельность,
распространенность, взаимосвязь друг
с
другом, с окружающей средой.
Начало
искусственного разведения
растений человеком относится,
по-видимому, к VI-V тысячелетиям до
н.э. Позже человек
научился
распознавать и использовать растения
для
лечения, изготовления тканей,
постройки жилищ и, наконец,
для
украшения. Тысячелетиями человек
познавал природу
и накапливал знания
о растениях и их
свойствах.
Первые
данные о растениях
содержатся в трудах греческого
классика Аристотеля и его ученика
Теофраста (IV-III
вв. до н.э.).
Аристотелем была впервые сделана
попытка
классифицировать растения:
он разделил их на деревья,
кустарники,
полукустарники и травы, а травы - на
однолетние, двулетние и многолетние.
В “Естественной
истории” Плиния
Старшего (23-79 гг. н.э.) содержатся
сведения о 1000 растениях, имеющих в
основном полезные
свойства. Эта
работа Плиния Старшего была для
ботаников основным источником
сведений о растениях до
конца XVII в.
Период, охватывающий XV-XVII вв.,
называют временем “первоначальной
инвентаризации”
растений. К этому
времени были разработаны принципы и
методы классификации растений,
созданы первые
искусственные системы
растительного мира, сформулированы
основные ботанические термины. Так,
итальянский ученый
XVI в. Андреа
Чезальпино создал свою
классификацию на
основе
особенностей строения плодов,
количества и
расположения семян в
них. Наилучшую искусственную
классификацию растений составил
шведский натуралист
Карл Линней
(1707-1778 гг.), в основу которой были
положены характерные особенности
тычинок, их
количество и способы
прикрепления. Он описал 1260 родов и
7540 видов растений, создав бинарную
номенклатуру (род
и вид) растений,
ввел в биологию понятие вида.
Французским ботаником А.Жюссье
(XVIII в.) введено
понятие семейства и
составлена система растений,
включающая 15 классов, 100 семейств
и около
20 000 видов.
В
XIX в. по мере накопления сведений о
развитии мира
появилось учение
французского исследователя
Ж.Б.Ламарка об эволюции организмов,
в том числе и
растений. В начале XIX в.
оформляется в самостоятельную
науку,
Морфология растений. Немецкими
учеными
М.Шлейденом (1838 г.) и
Т.Шванном (1839 г.) была создана
клеточная теория, доказывающая
единство происхождения
всех
организмов. Ч.Дарвин в своей книге
“Происхождение
видов путем
естественного отбора” 1859 г.,
изложил
эволюционную теорию,
которая произвела переворот в
биологическом мышлении и стала
историческим методом
исследования в
биологии. К концу XIX в. получили
развитие новые отрасли биологии:
филогенетическая
систематика,
эволюционная морфология,
биогеография и
др. В этот период
разрабатываются филогенетические
системы различных растительных групп.
XX
в. характеризуется бурным
развитием биологии, что связано
с
разработкой и широким применением
новых методов и
средств исследования.
Это привело к развитию морфологии,
анатомии, физиологии и систематики
растений с
привлечением данных
биохимии, генетики, молекулярной
биологии, химии, физики и т.д.
Систематические
исследования
растений начались в России в XVIII в. и
связаны с открытием в 1725 г. в
Петербурге Академии
наук.
Первоначально развивалось
флористическое
направление -
изучался видовой состав растений на
всей
огромной территории России.
Появились важные научные труды
С.П.Крашенинникова “Описание земли
Камчатки” (1755
г.), И.Г.Гмелина
“Флора Сибири”(1747-1759 гг.),
П.С.Палласа “Флора России” (1784-1788
гг.),
К.Ф.Ледебура “Флора Алтая” и
“Флора России” (1841-1853
гг.), он же
сделал первую попытку деления карты
России
на флористические области.
В
XIX в. русские ученые начали
изучение растительного мира
других
стран - Китая, Монголии, Малой Азии и
др.
М.А.Максимовичем в “Систематике
растений” (1831 г.)
сделана первая
попытка рассмотреть эволюцию как
процесс видообразования. Ко второй
половине XIX в. -
началу XX в.
относится деятельность таких видных
русских ученых, как ботаников
Л.С.Ценковского,
А.Н.Бекетова,
Д.И.Ивановского; физиологов растений
-
А.С.Фаминицина, К.А.Тимирязева;
морфолога растений
И.И.Горожанкина;
цитологов растений И.И.Герасимова,
С.Г.Навашина и др. Г.В.Морозов изучал
динамику лесных
сообществ.
Выдающимися учеными, такими как
Н.И.Вавилов, В.Л.Комаров, А.А.Еленкин,
Л.И.Курсанов и
многими другими,
внесен огромный вклад в изучение
флоры СССР, составление карт
растительного мира СССР,
изучение
систематики, анатомии, морфологии,
физиологии, биогеоценологии,
биохимии и т.д. Работы
русских ученых
широко используются учеными всего
мира.
Изучение флоры России
способствовало углублению и
уточнению классификаций растений,
давало материал для
выводов,
относящихся к географическому
распределению
растений и экологии,
сделало возможным выделить центры
происхождения культурных растений и
установить
географические
закономерностей в распределении их
наследственных признаков, позволило
достичь
значительных успехов в
селекции растений.
Достижения
ботаников широко
используются в медицине, сельском
хозяйстве, промышленности, области
охраны окружающей
среды.
К.А.Тимирязев раскрыл планетарную и
космическую
роль зеленых растений. За
счет энергии Солнца зеленые
растения
синтезируют органические вещества,
используемые другими организмами в
процессе
жизнедеятельности. Растения
обогащают атмосферу Земли
кислородом, осуществляют кругооборот
веществ в
природе, оказывают влияние
на формирование и изменение
климата, почвообразовательные
процессы и повышение
плодородия
почвы.
Леса
занимают 40% суши Земли,
оказывая огромное влияние на
биосферу. Являясь крупными
поставщиками кислорода, они
улучшают микроклимат, смягчают
резкие колебания
температуры,
предохраняют почву от промерзания и
эрозии, являются мощным
водорегулятором, поставляют
техническое и лекарственное сырье,
пищевые продукты и
т.д. Растения
удовлетворяют потребности человека в
пище, одежде, жилище. Полезные
свойства растений
изучены еще
недостаточно и используются далеко
не
полностью. Из 500 тыс. видов
высших растений человек в
практических целях использует только
2500. В недалеком
будущем многие
растения, считающиеся сейчас
бесполезными или даже вредными,
окажутся источниками
либо
лекарственного, либо технического
сырья, либо
обладателями ценных для
человека
свойств.
Издавна
человек подразделял живые
организмы на растения и
животные. С
середины 50-х гг. нашего столетия,
когда в
биологии были сделаны важные
открытия в ультраструктуре и
метаболизме клеток разных групп
организмов, учеными
предлагаются
разные системы таксономической
классификации растений и животных
(З.Уиттейкер,
Ч.Джефри, Е.Додсон,
А.Тахтаджан, Я.Старобогатов и др.). В
настоящее время выделяют от трех до
десяти царств. В
основу деления
живого на царства положены способы
питания, особенности ультраструктуры
митохондрий,
пластид и другие
принципы.
В
современной классификации
организмов выделяют два
надцарства:
Доядерные (предъядерные) -
прокариоты
(организмы, не имеющие
морфологически
оформленного
ядра). В эту градацию входит
только
одно царство - дробянки,
включающее три подцарства:
архебактерии
(метансинтезирующие
бактерии,
использующие для
анаэробного
дыхания
преимущественно СО2 и
восстанавливающие его до СН4);
настоящие бактерии
(аэробные и
анаэробные
гетеротрофы, реже
автотрофные прокариоты,
способные к анаэробному
фотосинтезу);
оксифотобактерии - автотрофные
прокариоты, способные к
аэробному фотосинтезу
(цианобактерии и
хлороксибактерии);
Настоящие ядерные организмы -
эукариоты (организмы, имеющие
морфологически оформленное ядро).
Эукариоты включают три царства -
животные, грибы и растения:
животные - объединяет
организмы, питающиеся
преимущественно
гетеротрофно
путем
заглатывания (т.е.
голозойное) или реже всасывания
(адсорбция). Эти организмы
часто
диплоидные, плотная
клеточная
стенка у них
обычно отсутствует;
грибы -
включает гетеротрофные
организмы (всасывание). Имеют
часто плотную клеточную
оболочку; гаплоидные или
дикарионные организмы.
растения - включает
автотрофные
организмы,
способные к синтезу
органических веществ из
неорганических за счет энергии
Солнца. Они имеют плотную
клеточную оболочку, чаще
диплоидны, обнаруживают
чередование поколений.
Царство
растений подразделяют на три
подцарства: багрянки,
настоящие
водоросли и высшие растения.
Багрянки
и настоящие водоросли часто
называют низшими растениями.
Тело
этих организмов не имеет развитых
органов и
тканей и представляет собой
недифференцированное слоевище
(таллом). Обитают эти организмы
преимущественно в
воде,
размножаются неподвижными спорами
или подвижными
зооспорами (бесполое
размножение), часто образующимися в
одноклеточных спорангиях или
зооспорангиях.
Остальные
растения относят к высшим -
это вымершие риниофиты и ныне
существующие таксоны: моховидные,
хвощевидные,
плауновидные,
папоротниковые, голосеменные и
покрытосеменные. Большинство этих
растений
характеризуются
расчленением тела на ткани и органы:
листостебельные побеги и корни,
служащие для питания и
обмена
веществ с внешней средой, и
генеративные органы
(органы полового
размножения). Бесполое размножение
у
высших растений осуществляется
спорами, образующимися в
многоклеточных спорангиях.
Голосеменные и
покрытосеменные
растения характеризуются появлением
семени, служащем для размножения и
расселения. Высшие
растения -
наземные организмы или
вторичноводные.
Схема
организации живых организмов
Далее
подробно будут рассматрены
строение, физиология, системы
органов
высших растений, а также в
систематическом
порядке вирусы,
риккетсии, бактерии, багрянки,
водоросли, грибы и высшие растения
(моховидные,
хвощевидные,
плауновидные, папоротниковые,
голосеменные и покрытосеменные).
|
