Кто изучает корни растений

Что изучает ботаника: виды растений, систематика, морфология, классификация ботаники, предмет, задачи и методы изучения в ботанкие

Ботаника — это комплексная наука о растениях, рассматривающая их происхождение, развитие, внешнее и внутреннее строение, классификацию, распространение по земной поверхности, а также охрану и экологию.

Что означает слово «ботаника»? Само слово «ботаника» происходит от греческого слова «βοτάνη», что означает зелень, трава, растение, овощ.

Ботаника — это раздел науки о растительном покрове поверхности Земли на всех уровнях: клеточном, молекулярном, организменном и популяционном. Соответственно, ботаник — это тот, кто непосредственно все этом изучает.

Ботаника как наука о растениях имеет богатую предысторию. Она зародилась в глубокой древности: в начале использования людьми растений для удовлетворения своих практических потребностей. В числе таких потребностей — еда, лечение, жилье, одежда.

На протяжении долгого периода времени естествоиспытатели только описывали растения: их размеры, специфику отдельных органов, характерную окраску и др. Это так называемый описательный характер ботаники.

Что такое ботаника, какие разделы ботаники существуют, кто такой ботаник и прочие вопросы активно ставились перед исследователями в 17-18 веках, во времена активного формирования ботаники как раздела биологии.

Систематизация растительного мира тесно связана с началом использования сравнительно-описательного метода. С его помощью растения описывались и сравнивались с другими по внешним (морфологическим) признакам.

Экспериментальное направление возникло и стало доминировать с момента изобретения микроскопа, а позже — в ходе развития науки и микроскопической техники.

Современная ботаника — это не просто наука, изучающая растения, и даже не наука, которая изучает классификацию растений.

Современная ботаника — наука, включающая множество отраслей.

Ботаника изучает все, что касается растений, и включает в себя различные разделы. Один из наиболее важных разделов — систематика.

В ботанике выделяют флористику и ботаническую географию. Первая занимается изучением сообществ растений на конкретной территории, а вторая — изучением особенностей распространения растений на планете.

Виды растений

Растения — важный источник биологически активных веществ (в растениях их количество может достигать десяти). Эти вещества непосредственно воздействуют на организм людей и животных, потому что употребляются в пищу.

Будучи неотъемлемым элементом человеческой жизни, растения стали пристально изучаться. Растения включают две большие группы:

1. Низшие или слоевищные (таломные). К ним относят водоросли.
2. Высшие или листостебельные. Это мохообразные (мхи и печеночники), голосеменные, покрытосеменные, а также папоротникообразные (хвощи, папоротники, псилоты и псилофиты).

Грибы, лишайники и бактерии изучают отдельно.

Систематика как ботаническая дисциплина

Что изучает наука систематика? Она занимается классификацией растений на основе подобных общих характеристик.

Являясь основной ботанической дисциплиной, систематика сконцентрировала внимание на классификации растений. Поэтому на вопрос, что изучает систематика проще всего ответить так: она изучает весь растительный мир, выделяет в нем отдельные группы, объясняет родственные и эволюционные связи между этими группами.

Для этих целей в ботанике существует специальный раздел — филогения.

Процесс систематизации растений происходил поэтапно. Вначале исследователи брали за основу внешние, морфологические признаки. Сегодня уже учитываются и внутренние признаки: смотрят, как устроены клетки, изучают их химический состав, какой хромосомный набор они имеют, какими экологическими особенностями отличаются.

Морфология как наука

Стоит отметить такую дисциплину как морфология растений. Эта наука изучает строение растений.

• микроскопическую морфологию. Изучает строение клеток и тканей растений, эмбриологию;
• макроскопическую морфологию (органография). Она изучает органы и части растений.

Разделы морфологии

Отдельные разделы морфологии — самостоятельные дисциплины:

• Органография. Изучает органы и части растений;
• Палинология. Предмет ее изучения — строение спор и пыльца растений;
• Карпология. Классифицирует плоды;
• Тератология. Исследует уродства и аномалии, возникающие в строении растений;
• Анатомия растений. Изучает, как растения устроены внутри;
• Физиология растений. Она занимается изучением форм растений, наблюдающихся в ходе онтогенеза и филогенеза, и процессов, которые происходят в растении: их причины, особенности и связь с окружающей средой. Физиология имеет отношение к систематике;
• Биохимия растений. Ее интересуют химические процессы, происходящие в растениях — те, что связаны с ростом и развитием;
• Генетика растений. В поле ее внимания — генетические изменения растений. При этом не важно, происходят они без человеческого вмешательства или с ним;
• Фитоценология. Изучает растительный покров планеты, отмечает динамические изменения в природе, завиисимости и закономерности этих изменений;

Растительность в данном контексте — сочетание всех растений на одной территории, составляющие ее ландшафт.

• Геоботаника. Концентрируется на изучении экосистем: взаимосвязи между растениями, животными и неживой природой (этот комплекс называют биогеоценозом);
• Экология растений. В поле ее зрения — растения и среда их обитания, а также определение наиболее подходящих условий для растительного мира;
• Палеоботаника. Она сфокусирована на изучении ископаемых растений, что дает возможность проследить историю развития.

Классификации ботаники по объекту изучения

Если выделять отдельные науки в ботанике кратко, то получится, что по объекту изучения эта классификация включает:

• альгологию. Это наука о водорослях;
• бриология. Исследует мхи и др;
• микробиология. Занимается изучением микроскопических организмов;
• фитопатология. В поле ее изучения — болезни растений, вызванные бактериями, вирусами и грибами.

Если во внимание берется проживание изучаемого объекта, то можно говорить о специальных отраслях в ботанике растений. Среди них — лесоведение, болотоведение, луговедение, тундроведение и др.

Наука ботаника изучает и грибы. Для этого есть отдельная дисциплина: микология, которая возникла, когда грибы выделили в отдельное царство.

Наука, изучающая лишайники — лихенология.

Предмет, задачи и методы исследования в ботанике

Предмет изучения в ботанике — растения: их строение, рост, родственные связи, возможности рационального применения.

Выделяют 5 основных задач ботаники:

1. Изучение растений с целью повысить их устойчивость, выносливость и урожайность.
2. Определение новых видов растений, возможностей их использования.
3. Изучение того, как растения влияют на организм человека.
4. Определение, какова роль человека в сохранении и развитии растений на планете.
5. Генетическая трансформация растений.

Основных методов исследования в ботанике 6:

1. Метод наблюдения. Применяется на макро- и микроскопическом уровнях. Он основан на установлении индивидуальности исследуемого объекта, при этом искусственного вмешательства в процессы жизнедеятельности этого объекта не наблюдается. Полученная в ходе наблюдения информация исследуется дальше.
2. Метод сравнения. Исследуемый объект сравнивают с похожими объектами. Это помогает в классификации, так как в ходе сравнения определяются сходства и различия с близкими объекту формами.
3. Метод эксперимента. В этом случае объект или процесс изучается в специально созданных по такому случаю искусственных условиях. Экспериментальный метод отличается тем, что допускает специальное вмешательство исследователя в природу. Благодаря этому есть возможность обозначить последствия влияния различных факторов на объект. В этом заключается принципиальное отличие эксперимента от наблюдения. А еще эксперимент можно ставить как в лаборатории, так и в естественных условиях.
4. Мониторинг. Основан на непрерывном наблюдении за состоянием отдельных объектов, а также за тем, как протекают отдельные процессы.
5. Моделирование. Заключается в том, что отдельные процессы и явления показываются и исследуются при помощи упрощенной имитации. Преимущество моделирования в том, что таким образом изучаются процессы, недоступные для изучения в живой природе или в условиях эксперимента.
6. Метод статистики. В его основе — статистическая обработка количественного материала. Как правило, такой материал собирается в ходе других исследований: наблюдения, моделирования, эксперимента. Благодаря этому есть возможность определить и провести анализ определенных закономерностей.

Источник

Строение корня растения зоны корня и их функции

Строение корня растения изучает наука ботаника. Изучение данного материала поможет узнать особенности этой части растений.

Что такое корень

Корень – постоянно растущий и развивающийся орган. Самая главная его функция – это выполнение роста и жизнедеятельности растения. Это и обеспечение питанием, а также дыхательная функция. Длина и форма его постоянно меняется с ростом стебля.

Внутри этого органа находятся все витамины и вещества, которые получены и образованы путем синтеза.

Зоны корня

Подробные таблицы с описанием зон корневой системы можно посмотреть в учебных пособиях по ботанике. Мы расскажем основные моменты.

В структуре корневой системы выделяют важные зоны от верхушки до хвоста. Корневой чехлик служит прикрытием хвостовой части, защищает конец от повреждений. С каждым ростом конца корня можно наблюдать образующиеся сморщивания чехлика и появления новых его клеток.

Ниже чехлика расположена зона деления. Здесь происходит клеточное размножение. Длина этой зоны обычно составляет всего лишь несколько миллиметров. Над ней располагается зона роста, в которой эти клетки вытягиваются в длину.

Далее идет зона всасывания. Ее длина около одного сантиметра. Здесь образуются проростки. Они носят название корневые волоски. Все они отчетливо видны невооруженным взглядом, и вместе образуют белый тонкий пушок на корешке. Корневые волоски состоят из ядра, оболочки, лейкоцитов и цитоплазмы.

Зона всасывания обеспечивает питание жидкостью и минералами. Корневые волоски проникают между клетками почвы и поглощают питание. Далее питательные вещества продвигаются по внутренним клеткам корня к зоне проведения. Эта зона осуществляет переход необходимых важных элементов питания к клеткам стебля.

Между корнем и стеблем происходит непрерывная взаимосвязь. От стебля в корень попадают все необходимые для его роста органические питательные вещества. Зона проводящей системы находится и в кончике корня. С помощью волокон происходит взаимодействие между элементами корня.

Видоизменения корней

Для выживания в различных условиях у растений могут быть совершенно разные по виду корни. Особенности растения плюща помогают ему забираться на любую возвышенность с помощью корней-прицепок.

Корнеплоды имеются у брюквы, репы, моркови. В основном это двулетние растения. Если человеку надо получить семена, то плод оставляют на будущий год. Но, в основном, корнеплоды едят.

Корневые клубни имеются у лилий, георгинов и других цветов. В них накапливаются все полезные вещества для питания. Они образуются из боковых или придаточных корней.

Корни-подпорки имеются у многих тропических деревьев. Они выпирают из-под почвы, создавая столбовидные опоры для растений. Например, растение баньян, некоторые виды фикусов.

Воздушные корни имеют орхидеи и другие тропические цветы. Рост и жизнь растения происходит при том, что свисающие корешки втягивают воду и питание из воздушной сферы.

Корни-присоски бывают у многих ядовитых растений. С их помощью они присасываются к другим растениям, высасывая из них питательные вещества и влагу.

Виды корней

В биологии есть три вида корней:

1. Придаточными называются отростки, направленные горизонтально, параллельно почве. Отходят от различных органов растения: на стеблях, листьях, главном корне.
2. Главный корень обычно самый большой, уходит вниз в землю, растет вертикально вниз. Он вырастает из зародышевого семени.
3. Боковые могут расти и на придаточных корешках, и на главном.

Типы корневых систем

Есть два типа корневой системы: мочковатая и стержневая. Структура стержневого типа состоит из основного главного корня. Он крепкий и хорошо развит.

Мочковатый тип состоит из одинаковых нескольких отростков, которые переплетаются между собой, по форме напоминают гнездо или пучок.

Внутреннее строение корня

Осмотрим микроскопическое строение корневой системы на поперечном срезе с помощью рисунка с подписями. Продольный разрез может показать, как устроен корень внутри.

У корня известно несколько слоев:

• кожура,
• первичная кора,
• ткань, образующая внешний слой,
• проводящие ткани,
• сосуды, по которым перемещаются питательные вещества, минералы и вода,
• ткань, в которой хранятся запасы питательных веществ.

Заключение

Мы разобрались, какие бывают корни по форме и виду, для чего они служат растениям, какую важную роль играют. Изучив анатомическое строение корневой системы, можно узнать ее значение и функцию.

Источник