Ботаника, физиология, систематика и экология растений Предмет исследований. Методы исследования. Основные этапы развития ботаники. Растения как часть живой природы. Классификация живых организмов.
Слово «ботаника» происходит от греческого «ботанэ» , что в переводе означает «зелень» , «трава» , «растение» . Ботаника как наука занимается всесторонним исследованием растений и объединяет все современные знания о них. Она изучает внешнее и внутреннее строение растений, законы их жизнедеятельности. Кроме того, ботаника изучает места распространения растений на Земле, исследует связь растений друг с другом, и с окружающими их природными условиями.
Морфология растений (от греческого слова «морфо» - форма) – один из наиболее рано сформировавшихся разделов ботаники. Она изучает внешнее строение растений, разнообразие форм листьев, цветков, корней и других органов. Выясняет закономерности их образования, как меняется морфологическое строение в ходе индивидуального и исторического развития организма.
Анатомия растений (от латинского «анатомэ» - рассечение) изучает внутреннее строение растений и их органов. Она устанавливает связь внутреннего строения растения с особенностями его жизнедеятельности. Включает в себя цитологию (науку о клетке) и гистологию (науку о растительных тканях).
Систематика растений (от греческого «систематикос» - упорядоченный) занимается изучением всех ныне живущих и вымерших растений, а так же распределением их по родственным группам. Это один из основных разделов ботаники. Она разделяет многообразие растительного мира на соподчинённые другу естественные группы — таксоны (классификация), занимается классификацией растений и выясняет родственные (эволюционные) взаимоотношения между ними (филогения).
Физиология растений (от греческого "физис" - природа) исследует процессы жизнедеятельности растений. Например, каким образом по растению перемещается вода, и как запасаются питательные вещества. Она тесно взаимодействует с биохимией и генетикой. Методы физиологии растений существенно отличаются от ботанических, поэтому часто этот раздел к ботанике не относят.
География растений выявляет закономерности распространения растений и их сообществ на поверхности Земли. Из нее в конце 19 века выделилась геоботаника, которая исследует фитоценозы - растительные сообщества, их состав, структуру и распространение. Близко к географии растений стоит экология растений (от греческого «ойкос» - дом, жилище) изучает зависимость жизни растений от внешних условий, например, количества тепла и влаги, в том числе, с другими организмами.
Установление видового состава растений (флоры) какой-либо определенной территории обычно называется флористикой. Наука о вымерших ископаемых растениях – палеоботаника. Она имеет первостепенное значение для восстановления истории развития растительного мира. Данные палеоботаники используются для решения многих вопросов систематики, морфологии (включая анатомию) и исторической географии растений. Болезнями растений, вызываемыми вирусами, бактериями и грибами, занимается фитопатология.
По объектам исследования в ботанике выделяют альгологию (наука о водорослях), микологию (наука о грибах), лихенологию (наука о лишайниках), бриологию (наука о мхах) и др. Наука об ископаемых растениях — палеоботаника (от греческого «палаиос» древний) - изучает историю развития растительного мира. Для этого используются окаменелые остатки растений, живших на Земле тысячи и миллионы лет назад.
Методы исследования. Ботаника 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 Человечество стало изучать растения давно. Первые ботанические знания появились еще в глубокой древности. Уже неандертальцы различали ядовитые и лекарственные растения, знали какие растения можно употреблять в пищу. Сведения о том, какие растения съедобны, а какие ядовиты, какие останавливают кровь, а какие - унимают боль в животе передавались из поколения в поколение. Со временем человек узнавал все больше и больше новых растений. Земледельцы постигали способы возделывания культурных растений. Ремесленники и строители постигали свойства древесины различных деревьев. Так, в течение многих тысячелетий люди разных профессий накапливали ботанические знания.
Первыми людьми, которые серьезно изучали свойства растений, были древние целители и народные знахари. Среди памятников письменности Древнего Египта, Ассирии были найдены тексты, содержащие сведения о пищевых и лекарственных растениях. В конце третьего тысячелетия до нашей эры в Древнем Китае была написана легендарная книга о травах "Бонь цао", которая и сегодня считается одной из лучших книг о свойствах растений.
Однако, как наука ботаника зародилась благодаря ученым Древней Греции. «Отцом ботаники» считают древнегреческого ученого и естествоиспытателя Теофраста. В его труде «Естественная история растений» было описано около 480 видов растений. Его интересовало не только их прикладное значение, но он также исследовал строение органов растений, некоторые стороны их физиологии, распространение. Теофраст сделал первую в истории науки попытку классифицировать растения, разделив их на деревья, кустарники, полукустарники и травы.
Интенсивно ботаника начала развиваться в эпоху Возрождения (XVIXVII века), когда значительно возрос интерес к растениям, как источнику лекарств, пряностей и новых пищевых продуктов. Из разных стран мира хлынул поток новых неизвестных науке растений. Так в XV-XVI веке в Европу были ввезены из Южной Америки картофель, кукуруза, табак, подсолнечник, помидоры, из Индии – мандарины и т. д.
В это период стали появляться «травники» с описанием все возрастающего числа растений, начали создаваться первые «сухие сады» — гербарии, а также организовываться настоящие ботанические сады. В России первые ботанические сады, так называемые «аптекарские огороды» были созданы в конце XVII начале XVIII века.
К середине XVIII века накопилось множество описаний растений, поэтому возникал необходимость привести их в систему. Основателем систематики считают Карла Линнея. Он ввел в науку основные принципы систематики (представление о виде, бинарная номенклатура, принцип иерархии таксонов), которые существуют и по сей день
Для этого периода характерно не только развитие систематики. Изобретение микроскопа привело к открытию клеточного строения растений. Первые наблюдения в этой области были сделаны Робертом Гуком, которому принадлежит термин «клетка» . Позднее итальянец Марчелло Мальпиги и англичанин Николай Грю заложили основы анатомии растений. Голландец Ян ван Гельмонт поставил первый опыт по физиологии растений. Немецкий ботаник Р. Камерариус впервые обосновал наличие полового процесса у растений.
Как самостоятельная отрасль наук она определилась только в XVIII веке. Как стройная система знаний о растениях ботаника оформилась к XVII—XVIII векам, хотя многие сведения о растениях были известны и первобытному человеку, так как жизнь его была связана с полезными, главным образом пищевыми, лекарственными и ядовитыми растениями.
XIX век ознаменовался интенсивным развитием естествознания в целом. Бурное развитие получили и все отрасли ботаники. Решающее влияние на систематику оказала эволюционная теория Ч. Дарвина.
Дата рождения: 12 февраля 1809, Англия Место рождения: Шрусбери, Англия Дата смерти: 19 апреля 1882 (73 года) Англия Научная сфера: биология, геология Место работы: Королевское географическое общество Альма-матер: Эдинбургский университет, Кембриджский университет Известен как: основоположник эволюционного учения
В двадцатом веке русский ученый Николай Иванович Вавилов доказал, что все культурные растения, возделываемые человеком имели свои первоначальные центры происхождения, а затем уже распространились по миру.
Схема классификации живых организмов, или четыре царства органического мира
Растения как часть живой природы. Классификации живых организмов. Сотни лет все живые существа считались либо растениями, либо животными. Постепенно знания человечества в области биологии все более расширялись. В отдельные царства были выделены бактерии и грибы. Основы систематики как науки были заложены в трудах английского натуралиста Дж. Рея (первая сводка по флоре Англии, 1670) и шведского ученого Карла Линнея ( «Система природы» , 1735).
При изучении растений сходные друг с другом виды объединяют и роды, роды в семейства, семейства в порядки, порядки в классы, классы в отделы: вид — род — семейство — порядок — класс — отдел — царство. Таким образом, систематика это наука о степени родства организмов. Вид самая маленькая единица в систематике, он объединяет растения, схожие по 4 признакам: 1) общее строение; 2) сходные экологические условия; 3) общий ареал; 4) скрещиваемость и качество потомства.
Царство растений делится на 2 полцарства: низшие и высшие растения. К низшим, растениям относятся водоросли. Некоторые из них имеют простое одноклеточное строение. Другие, хотя и являются многоклеточными, не имеют корней, стеблей и листьев. Большинство высших растений имеет все ткани и органы. Вегетативные органы корни, стебли и листья, которые выполняют функции питания и взаимодействия с окружающей средой. Генеративные органы (цветки) служат для полового размножения.
К высшим растениям относятся: моховидные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные, голосеменные и покрытосеменные. Моховидные, плауновидные, хвощевидные растения размножаются спорами. Голосеменные и покрытосеменные растения размножаются семенами. Семена содержат запасы питательных веществ и многоклеточный зародыш.
К самой распространенной на земле группе растений относятся покрытосеменные, или цветковые, растения. По строению семян, стеблей и листьев они подразделяются на два класса: однодольные и двудольные. Например, всем известный картофель паслен клубненосный относится к роду паслен, семейству пасленовых, порядку норичниковых, классу двудольных, отделу покрытосеменных.
Скачать презентацию Ботаника физиология систематика и экология растений Предмет исследований
Ботаника, физиология, систематика.pptx