Введение в ботанику Предмет и задачи систематики растений

Введение в ботанику. Предмет и задачи систематики растений.

План: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Предмет ботаники. Основные разделы ботаники Роль ботаники в системе подготовки провизора. Систематика растений: предмет и задачи. Ботаническая номенклатура и таксономия Типы систем живых организмов. Краткая история развития систематики. Методы систематики растений (самостоятельно) Древо жизни по Шварцу и Марголис 1982).

Ботаника ( греч. «ботане» -зелень, трава. Ботаника - одна из древнейших областей знаний, т. к. l Растения являются источником пищи для человека и домашних животных l Они дают сырье для промышленности и хозяйственной деятельности человека l Используются как лекарственные средства. l Украшают наш быт, улучшают среду обитания.

Теофраста (370 -285 г. до н. э. ) основатель ботаники l l l написал первые книги о растениях описал около 500 видов растений создал первую классификацию растительного царства разделил все растения на 4 группы: деревья, полукустарники, кустарники и травы. Многие названия растений, которые использовал Теофраст, прочно вошли в ботаническую номенклатуру.

Объекты изучения ботаники: l l l настоящие (наземные) растения Водоросли Грибы Лишайники Прокариоты

Разделы ботаники Общая ботаника • Морфология • Физиология • Систематика • Палеоботаника • География растений • Экология растений • Фитопатология Прикладная ботаника • Лесная • Сельскохозяйственная • Медицинская • Экономическая (ресурсоведение)

Морфология (от греч. «морфа» форма, «логос» -слово, учение) - изучает внешнее и внутреннее строение растений. В морфологии выделяют разделы: l анатомия ( от греч «анатомео» -разрезаю) – изучает внутреннее микроскопическое строение органов и тканей. l цитология ( от греч «цитос» -сосуд, клетка) –изучающую строение и жизнедеятельность растительных клеток l гистология ( от греч. «гистос» -ткань), изучающую растительные ткани и их распределение в теле растения l гистохимия, который устанавливает распределение веществ в тканях растения с помощью микроскопа и химических реакций. l эмбриология (от греч. «эмбрион» - зародыш), которая изучает ранние этапы онтогенеза растений

Физиология растений l l изучает жизнедеятельность растений, т. е. физико-химические процессы, происходящие в организме растения. Из физиологии выделились биохимия и биофизика растений.

Систематика растений (от греч. «систематикос» упорядоченный) l l изучает разнообразие всех существующих и вымерших растений. один из крупнейших и старейших разделов ботаники.

Задачи систематики: l l l выявление новых видов описание растений наименование растений классификация растений установление родства

Разделы систематики: l l l Альгология – изучает водоросли Лихенология – лишайники Микология – грибы Бриология – мхи Птеридология – папоротники

Палеоботаника l l изучает вымершие формы по их ископаемым остаткам Помогает устанавливать родство между различными группами растений.

Экология растений (от греч. «ойкос» - дом) l изучает взаимоотношения растений со средой обитания.

Геоботаника (фитоценология) l изучает растительные сообщества – фитоценозы, их структуру, динамику, продуктивность.

География растений l изучает закономерности распределения видов растений и фитоценозов по поверхности Земли в зависимости от климата, почв, геологической истории.

Роль ботаники в системе подготовки провизора Около 30% всех выпускаемых медицинских препаратов готовят из растительного сырья!!!

Провизор должен уметь: l l узнавать и описывать растения (морфология и систематика) анализировать качество растительного сырья (анатомия, гистология и гистохимия) Знать как и где образуются биологически активные вещества растений (анатомия и физиология) Организовывать заготовку растительного сырья (геоботаника, география и экологии растений)

Систематика растений 1. 2. 3. Изучает: разнообразие растительного мира осуществляет его классификацию устанавливает родственные связи.

Разделы систематики l l l Таксономия Номенклатура Филогенетика

Таксономия (от греч. «таксис» - расположение по порядку, «номос» - закон) l l Термин предложен в 1813 году швейцарским ботаником Декандолем Занимается классификацией растений, т. е. распределением их по группам (таксонам)

Номенклатура l Занимается названиями видов и других таксонов

Филогенетика (от греч. «Филон» - род, племя) l занимается установлением родства между группами и хода исторического развития растительного мира

l Ботаническая таксономия и номенклатура регулируются «Международным кодексом ботанической номенклатуры» , который принимается на всемирных ботанических конгрессах и является обязательным для всех ботаников.

Таксономическая категория l l это ранг группы Основными таксономическими категориями в ботанике являются: Царство → отдел → класс → порядок → семейство→ род → вид

Таксономическая единица (таксон)это конкретная, реально существующая группа растений, относящаяся к определенной систематической категории. l Например: Отдел Зеленые водоросли Chlorophyta Семейство Лютиковые Ranunculaceae l

Названия всех таксонов, кроме вида, состоят из одного латинского слова и имеют определенное окончание, указывающее на ранг таксона. Таксономическая категория Окончание, согласно ботанической номенклатуре Царство (regnum) Отдел (division) - phyta Класс (classis) -opsida, у водорослей -phyceae Порядок (ordo) - ales Семейство (familia) - aceae Род (genus) Вид (species)

Названия видов Для видов принята бинарная номенклатура, т. е. название вида состоит из двух слов: названия рода и видового эпитета Magnolia grandiflora Магнолия крупноцветковая Систематическое положение l Отдел Покрытосеменные Magnoliophyta l Класс Двудольные Magnoliopsida l Порядок Магнолиевые Magnoliales l Семейство Магнолиевые Magnoliaceae

Цель систематики l l l – создание такой системы, в которой бы однозначно было бы определено положение каждого таксона. По мере развития науки, появления новых данных нередко меняется не только положение таксона в системе, но и его ранг. Создание систем было и остается главнейшей задачей систематики.

История развития систематики В истории систематики можно выделить три типа систем: l искусственные l естественные l филогенетические.

Искусственные системы l l l строятся на основе одного или нескольких морфологических признаков несут мало информации, т. к. не отражают сущности объектов служат только для удобного сортирования и узнавания объектов. Первые искусственные системы появились еще в IV веке до н. э. (Аристотель, Теофраст) и просуществовали до середины XVIII века. Наиболее известная искусственная система – это система Карла Линнея.

Карл Линней (1707 -1778) Главный труд - «Система природы» 1735 г (подвел итоги всего предшествующего развития естествознания):

Заслуги К. Линнея: l l Упорядочил и усовершенствовал описательную морфологию растений. Создал учение о виде Ввел бинарную номенклатуру Ввел строго иерархическую систему таксономических категорий: Класс → порядок → род → вид → разновидность

Естественные системы l l l учитывается сходство и различия по многим признакам положение таксона определяет многие его свойства Одну из первых естественных систем создал Антуан Жюссье

Антуан Жюссье: «система должна отражать природу, а не навязываться ей» . l В его работе «Роды растений» (1789 г) было описано около 20 000 видов растений, которые были отнесены к 1754 родам и 100 порядкам.

Павел Горянинов(1796 - 1865) • русский естествоиспытатель, преимущественно ботаник, доктор медицины, профессор • один из русских учёныхэволюционистов. • В его труде «Основания ботаники» (1841 г. ) голосеменные четко отделены от покрытосеменных. • Впервые указал на соотношение между папоротникообразными, голосеменными и покрытосеменными. • Автор первого в России труда по технической микологии: «Грибы, плесени и пылевики в медикополицейском и других отношениях» (1848)

Огюстен Декандоль l l l поставил своей целью описание всех видов растений, обитающих на Земле. Его сочинение «Предвестник естественной системы растительного царства» состояло из 17 томов и выходило 50 лет с 1823 по 1873 год. В нем описано 60 000 видов.

Филогенетические или генеалогические системы. l l должна отражать родство между организмами, т. е. процесс филогенеза. Одна из первых филогенетических систем была составлена немецким ботаником Адольфом Энглером 1844 -1930)

Адольф Энглер l l Разработал филогенетическую систему цветковых растений (1887), доведенную до рода; она была принята во многих флорах (включая «Флору СССР» . т. 1— 30, 1934— 64) и гербариях. Один из основателей исторической географии растений. Организатор и редактор ряда капитальных справочных изданий: «Естественные семейства растений» (1887— 1915), «Царство растений» (с 1900), «Растительность Земли» (1896— 1928).

Рихард Веттштейн (1863 -1931) • Австрийский ботаник разработал псевдантовую теорию происхождения цветка (1901 г) из репродуктивных органов голосеменных и положил ее в основу своей системы.

Арме н Лео нович Тахтаджя н (1910 - 2009) • российский (советский, армянский) ботаник, биолог-эволюционист; академик РАН, • Специалист в области систематики растений и теории эволюции, • создатель новой филогенетической системы классификации высших растений и новой системы ботаникогеографического районирования нашей планеты, получивших всемирное научное признание. • Президент Отделения ботаники Международного союза биологических наук.

Кладизм l l Все перечисленные системы отражают конечные результаты эволюции, поэтому их называют эволюционными. В конце 50 х годов ХХ века появилось новое направление в систематике – кладизм Цель: воспроизведение эволюционных событий в ходе филогенеза Кладистических систем цветковых растений пока не создано!

Древо жизни (по Шварцу и Марголис, 1982 г. ) ц. Растения ц. Грибы ц. . Животные ц. Протоктисты водоросли н/ц Эукариоты н/ц Прокариоты Грибоподобные организмы простейшие ц. Архебактерии ц. Настоящие бактерии ц. Оксифотобактерии доклеточные