- Ботаника — наука о растениях: объекты изучения, разделы, методы исследований
- Традиционно все растения делятся на две большие группы:
- В морфологии растений выделяются такие разделы как:
- Науку о растениях можно классифицировать по объектам изучения:
- Ботаника как и любая наука использует различные методы исследования:
- Современные методы систематики растений
Ботаника — наука о растениях: объекты изучения, разделы, методы исследований
Это один из разделов биологии, комплексно исследующий мир растений. Флора земли – это миллионы видов.
Как система знаний о растениях, ботаника формировалась во времена Древней Греции и Египта.
Она возникла и развивалась вместе с хозяйственной деятельностью человека, медициной.
До наших дней дошли сочинения древних авторов: Ибн Сины (Авицены), индийское учение «Аюрведа» — наука о жизни, легендарная китайская книга о травах «Бэнь цао».
Эти книги не только описывали растение, но указывали на их полезность для человека. Период великих географических открытий дал толчок развитию всех естественных наук, и ботаника – не исключение.
Выдающийся ботаник и естествоиспытатель, шведский ученый Карл Линней создал и узаконил классификацию ботанического мира. Каждое растение на латинском языке получило два названия: рода и вида. Такая систематика существует и сейчас.
Изобретение микроскопа привело к открытию клеточного строения растений и бурному развитию экспериментальных направлений развития науки. По сей день растения являются объектом изучения, так как они неотъемлемая часть нашей жизни.
Традиционно все растения делятся на две большие группы:
- Низшие или нецветковые (водоросли, лишайники). Еще их называют слоевищными. Слоевище – тело низших растений.
- Высшие – или цветковые, листостебельные растения. К ним относятся мохообразные, папоротники, хвощи и плауны, орхидеи, голосемянные и покрытосемянные.
- В общепринятую классификацию не попали лишайники, грибы и бактерии. В настоящее время:
- лишайники изучает наука — лихенология,
- грибы – микология,
- бактерии – бактериология.
Современная наука о растениях включает в себя ряд разделов. Основной раздел – это систематика. Она занимается естественной классификацией растений по сходным признакам и объединяет их в виды.
Это основа любой отрасли ботаники. Систематику можно разделить на две части: флористическую и географическую ботанику. Флористика рассматривает закономерности распространения видов растений на различных территориях, ареалах распространения.
Ботаническая география отвечает на вопрос: «Почему в одном регионе растут определенные растения, а в другом – нет». Она изучает географические законы распространения растений на планете.
Рассматривая развитие отдельных видов растений в историческом развитии, устанавливаются их генетические родственные связи. Этим занимается специальный раздел – филогения.
Из истории развития ботаники известно, что первоначально растения систематизировались по внешним признакам – морфологическим. В наши дни используются знания клеточного строения растений.
Морфологию делят на макро- и микро-уровни. Макроморфология изучает внешнее строения растения в целом. Микроморфология изучает растение с помощью микроскопа. Это цитология, эмбриология, гистология.
В морфологии растений выделяются такие разделы как:
- Органография – описывается и сравнивается внешнее строение растений
- Палинология – строение пыльцы растений или его спор, их рассеивание и применение
- Карпология – изучаются строение и форма семян растений, классифицируются их плоды.
- Тератология – аномалии в строении растений, причины их проявлений, методы лечений и профилактики
- Анатомия – строение растения, в том числе и на клеточном уровне
- Физиология – изучает процессы роста и развития, питания, плодоношения и размножения растения, их закономерности
- Биохимия – объектом изучения являются вирусы и бактерии, высшие и низшие растения и химические процессы, происходящие внутри растения
- Генетика – наследственность и изменчивость, особенности развития того или иного вида, зависимость изменений от вмешательства человека
- Фитоценология – иногда приравнивается к геоботанике и рассматривает растительный покров как совокупность растительных сообществ, взаимоотношения между ними и между собой
- Геоботаника – раздел на стыке наук: ботаники, географии и экологии
- Экология растений – взаимоотношения растений с окружающим миром, создание идеальных условий произростания
- Палеоботаника – изучает вымершие организмы и историю развития растений
Науку о растениях можно классифицировать по объектам изучения:
- Альгология — (от лат. alga — морская трава, водоросль и греч. λογοσ — учение) — раздел биологии, изучающий водоросли. В современном понимании, водоросли – это гетерогенная экологическая группа. К ней относятся протисты, бактерии и растения.
- Бриология — (от греч. βρύον «мох» и …логия) — раздел ботаники, изучающий мохообразные растения. Бриологи изучают морфологические, биохимические. Генетические, физиологические особенности мхов и возможности их применения в бытовых и медицинских целях.
- Микробиология – дна из молодых и динамично развивающихся наук. Предмет ее изучения – это микро-жинь – все что не видимо невооруженным глазом. Это изучение бактерий, одноклеточных водорослей. Способы выживания растений в экстримальных условиях и их влияние на жизнь человека.
- Фитопатология – исследует болезни растений, ищет средства их защиты и разрабатывает методы профилактики, изучает условия возникновения и распространения массовых вспышек заболевания растений – эпифотий.
В 18 веке немецкий учены Гумбольдт А. обосновал появление тех или иных видов растений, их развитие от географической среды произрастания. Это послужило развитию таких отраслей ботаники как болотоведение, тундроведение, луговедение, лесоведение и т.п.
В современном мире наиболее важными задачами ботаники являются:
Открытие новых видов растений и возможность их применения в жизни человека.
Изучение свойств растений, их устойчивости и выносливости к болезням, повышение урожайности сельскохозяйственных культур.
Исследование действий растений на организм человека и животный мир.
Влияние человека на формирование экосистем, защиты и сохранения растительного покрова нашей планеты.
Изучение наследственности и изменчивости растений – как основа выращивания генномодифицированных растений. Выявление положительных и отрицательных влияний таких растений на человека и окружающий мир.
Ботаника как и любая наука использует различные методы исследования:
- Наблюдение – традиционный метод – наблюдение за жизнедеятельностью объекта в реальных условиях, без вмешательства. Используется и макроскопическом, и в микроскопических уровнях.
- Сравнительный – сравнение исходного объекта с подобным для выявления сходных и отличительных черт.
- Экспериментальный – искусственно созданный процесс для определения влияния различных факторов на жизнедеятельность растений. Может использоваться как в естественной среде обитания, так и в лаборатории.
- Мониторинг – регулярное комплексное наблюдение за определенным объектом, оценка и прогнозирование состояние растительных сообществ, оценка воздействия на них природных и антропогенных факторов.
- Статистический – математическая обработка материалов, собранных другими методами исследования. Установление на их основе закономерностей развития, прогнозирования ситуаций.
Ботаника – это современная многоотраслевая наука, изучающая флору планеты Земля.
Она использует как традиционные методы, так и современные химические, физические, молекулярные методы исследований. Глобальной проблемой современности стало производство продуктов питания.
Эту задачу решают различные науки.
Первое место занимает ботаника. Предметом ее исследования является растение, все аспекты его жизнедеятельности и полезности для человека. Не менее глобальной является проблема сохранения благоприятного климата на планете.
Современная ботаника призвана разработать научные основы охраны природных экосистем.
Большое внимание отводится охране редких и исчезающих видов растений, занесенных в Красную книгу.
Источник
Современные методы систематики растений
В систематике растений, как и в любой другой науке, существуют определённые методы исследований.
В настоящее время при разработке филогенетических систем растений в ботанике применяют разнообразные методы исследований, позволяющие устанавливать родственные взаимоотношения разных систематических групп растений.
Сравнительно-морфологический метод до настоящего времени является основным широко применяемым при разработке классификаций цветковых растений. На основании сравнительного изучения морфологических отдельных органов и их особенностей ботаники подробно описывают растения и устанавливают родственные взаимоотношения между ними. Этот метод позволяет устанавливать происхождение и родственные связи отдельных систематических единиц.
Эмбриологический метод позволяет устанавливать родственные связи растений на основании изучения развития зародыша, зародышевого мешка, эндосперма. При помощи этого метода вскрыты особенности строения цветка разных семейств.
Палеоботанический метод дает возможность судить о распространёнии и развитии определённых групп растений, а следовательно, и о их происхождении на основании изучения вымерших растений. При помощи исследования данным методом получены убедительные доказательства о последовательном развитии растительного мира.
Эколого-географический метод позволяет установить определённую связь в формировании растений с условиями существования. Этот метод связан со сравнительно-морфологическим методом.
Палинологический метод изучает морфологию пыльцы. Пыльца покрытосеменных очень разнообразна по форме и величине, прекрасно сохраняется в различных отложениях земли. Нередко этот метод является лучшим для изучения истории растительного мира. В настоящее время палинологический метод известен под названием «пыльцевого анализа».
Карпологический, или цитологический, метод основан на изучении хромосом. Иногда этот метод называется генетическим.
Используют при классификации растений и другие методы исследований (серологический, биохимический и др.).
Глава VI. КЛАССИФИКАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО МИРА
Обычно мир живых существ нашей планеты делится на 2 царства: 1) царство животных; 2) царство растений. В последнее время некоторые исследователи, как отечественные, так и зарубежные, предлагают делить органический мир не на 2, а на 4 царства: 1) дробянки; 2) животные; 3) грибы; 4) растения.
Дробянки объединяют простейшие безъядерные организмы — бактерии и сине-зелёные водоросли, так называемую группу — доядерных организмов (Procariota). Остальные 3 царства объединяют группы ядерных организмов (Eucaryota). Однако эти предложения не получили ещё общего признания, и не принимаются за основу при классификации растительного мира.
В учебнике органический мир рассматривается в прежнем понимании — царство (мир) растений и царство (мир) животных. При разработке классификаций эти очень крупные группы органического мира делятся в свою очередь на более мелкие систематические единицы, представители которых характеризуются наличием свойственных им признаков. Обычно растительное царство делится вначале на 2 подцарства: низшие растения и высшие растения.
В настоящее время согласно решениям Международных ботанических конгрессов общепринятой высшей систематической (таксономической) единицей внутри подцарств считается отдел (раньше он именовался типом). Отделы растений разбиваются на более мелкие таксономические единицы, каждая из которых имеет специальное название: подотдел, порядок, класс, подкласс, семейство, род и вид. Классификация растений и номенклатура (название) отдельных систематических единиц подробно разработаны применительно к покрытосеменным (цветковым) растениям:
Подцарство низшие растения Подцарство высшие растения
1. Отдел бактерии 11. Отдел моховидные
2. Отдел сине-зелёные водоросли 12. Отдел псилофитовидные
3. Отдел разножгутиковые водоросли 13. Отдел плауновидные
4. Отдел диатомовые водоросли 14. Отдел хвощевидные
5. Отдел зелёные водоросли 15. Отдел папоротниковидные
6. Отдел бурые водоросли 16. Отдел голосеменные
7. Отдел красные водоросли 17. Отдел покрытосеменные
8. Отдел слизевики, или миксомицеты
9. Отдел грибы 10. Отдел лишайники
Источник
