ВВЕДЕНИЕ

Ботаника (от греч. «ботанэ» — зелень, трава) — наука о растительных организмах. Знания о растениях стали накапливаться уже с самых первых этапов существования человечества. Ведь они играли в жизни людей весьма важную роль: давали легкодоступную пищу, позволяли защищаться от непогоды, излечивали раны и болезни. Именно поэтому люди должны были ради своего выживания научиться отличать полезные растения среди окружающего их огромного многообразия растительного мира. Прошло много тысячелетий до того времени, когда накопленные сведения о растениях положили начало ботанике как науке, причем одной из древнейших мировых наук.

Считают, что наука ботаника возникла около 2,4 тыс. лет тому назад. Ее основоположниками были выдающиеся ученые Древнего мира — Аристотель и Теофраст, жившие в IV в. до н.э. Эти ученые могли уже различать более 600 видов растений, не только европейских, но и завезенных из других частей света. Теофраст был учеником Аристотеля и оказался первым, кто сумел обобщить накопленные сведения о растениях в виде письменных трактатов. Поэтому его часто называют отцом ботаники.

Все организмы нашей планеты для обеспечения своего существования используют два источника энергии. Одни из них, называемые гетеротрофными, способны извлекать энергию из органических веществ, созданных другими организмами. Типичные гетеротрофы — большинство бактерий, грибы и животные. Другие организмы способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических, используя для этого либо энергию, получаемую в процессе окисления неорганических веществ (хемоавтотрофные организмы), либо энергию света (фотоавтотрофные организмы). Фотоавтотрофные организмы представлены пурпурными бактериями, цианобактериями и растениями. Именно растения — основные поставщики органического вещества на Земле.

Как биологическая наука ботаника изучает растения на разных уровнях их структурно-функциональной организации. Молекулярный, или суборга- низменный, уровень — самый нижний и наиболее древний; по нему проходит граница между неживой материей и организмом. Следующий уровень более высокого ранга — клеточный. Закономерности строения клетки и биохимических процессов, в ней проходящих, сходны у всех организмов, имеющих клеточное строение. Из клеток слагаются ткани и органы растения — это уже органный уровень организации. Организменный уровень — уровень целостного организма с присущими ему основными свойствами: способностью к размножению, изменчивостью и наследственностью. Растительные организмы не существуют поодиночке — растения одного вида живут группами — популяциями, составляя популяционно-видовой уровень организации. Наивысший уровень организации живой материи — экосистемный, или биосферно-биоценотический. На этом уровне сообщества всех организмов — биоценозы — составляют единый комплекс с их средой обитания — экосистемы.

Растения как автотрофные фотосинтезирующие организмы составляют основу экосистемы и являются продуцентами, т.е. организмами, способными синтезировать органические вещества из неорганических. Образовавшиеся органические вещества в экосистеме потребляют гетеротрофные организмы — консументы. После отмирания и продуцентов, и консументов их органические останки используют гетеротрофные редуценты (бактерии и грибы), превращая их снова в неорганические (минеральные) вещества, используемые растениями-продуцентами в процессе синтеза органических веществ. Таким образом в экосистеме происходит круговорот веществ и энергии.

Возникнув как единая наука, ботаника активно развивалась, накапливала со временем все больше новых сведений о разных сторонах жизнедеятельности растений. Это привело к тому, что ботаника разделилась на ряд самостоятельных конкретных наук. Одной из первых сформировалась и обособилась морфология — наука о внешнем и внутреннем строении растений. Морфологию можно разделить на макроскопическую и микроскопическую. Макроскопическая морфология, или органография, изучает внешнее строение растений и их органов, их изменение в процессе индивидуального (онтогенез) или исторического (филогенез) развития, а также под действием условий внешней среды. Микроскопическая морфология исследует строение органов растения с помощью микроскопической техники и включает в себя такие разделы, как цитология — учение о строении клетки, гистология — учение о растительных тканях, анатомия — учение о внутреннем строении органов растения, эмбриология — учение о закономерностях развития зародыша растительного организма. Владение знаниями о внешнем и внутреннем строении растений — залог грамотной, творческой работы агронома.

Несколько позже выделился еще ряд ботанических наук. Систематика разрабатывает научно обоснованную классификацию растительных организмов, выявляет родственные связи между ними, устанавливает, к какому виду, роду, семейству, классу и отделу относится растение; дает названия новым видам. Большой вклад в развитие систематики растений внес великий ученый агроном и ботаник Н.И. Вавилов. Основная задача географии растений, или фитогеографии, — изучение закономерностей распространения растений и растительных сообществ (фитоценозов) на нашей планете. Фитоценология, или геоботаника, изучает растительные сообщества — фитоценозы. Исследуются закономерности развития как фитоценозов естественных (леса, луга, болота, степи, тундры), так и искусственных (поля, сады, огороды, парки). Большое значение для практического растениеводства имеет экология растений — наука, изучающая взаимоотношения и взаимовлияние растительных организмов и окружающей среды. Важные задачи экологии растений — выявление закономерностей, определяющих устойчивость фитоценозов, и разработка научных основ природоохранных мероприятий. Разработкой интересных проблем занимаются такие ботанические науки, как физиология растений и палеоботаника, и ряд других. Таким образом, современная ботаника представляет собой комплекс биологических наук о растениях.

Сегодня человек, как и тысячелетия назад, весьма зависим от мира растений. Растения для него — это пища, одежда и кров, корм для домашних животных, сырье для промышленности, ценные лекарства, средства эстетического воздействия. Население Земли быстро растет, и, чтобы обеспечить его потребности, необходима интенсификация аграрного производства, в частности расширение ассортимента и повышение урожайности возделываемых растений. Эти задачи должны решать прикладные науки — растениеводство (в широком понимании) и земледелие, базирующиеся на достижениях фундаментальных наук, среди которых одно из первых мест занимает ботаника.

Так как для агронома приоритетным бесспорно является знание морфологии возделываемых растений, построение учебника несколько отличается от традиционного. Обычно в вузах курс ботаники начинают с подробного изучения цитологии растений, а их морфологию изучают лишь в конце первого семестра — в декабре, и в весьма сжатые сроки, с использованием таблиц и гербария. Изучение морфологии вегетативных органов растений в начале курса ботаники (сентябрь — октябрь) позволяет делать это более основательно и значительно расширить набор демонстрационных материалов, используя в их качестве еще вегетирующие живые растения. Более эффективному освоению материала могут способствовать и экскурсии на природу, во время которых особенности морфологии растений изучаются непосредственно в местах их произрастания. Именно по такому измененному плану уже более десяти лет автор читает курс лекций по ботанике в РГАУ — МСХА им. К.А. Тимирязева.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >