Ботаника комплексная наука о растениях: наука о растениях. Что изучает ботаника?

Ботаника как комплексная наука о растениях, ее место и значение в системе биологических дисциплин презентация, доклад

«Ботаника, как комплексная наука о растениях, ее место и значение в системе биологических дисциплин. Краткая история развития ботаники. Цели, задачи, объекты и метода исследования. Основные разделы ботаники.»

ВВОДНАЯ ЛЕКЦИЯ.

План:

Понятие о науке ботанике
Краткая история развития ботаники как науки
Объект и предмет изучения ботаники
Основные задачи ботаники
Ботаника в системе современных биологических дисциплин
Разделы ботаники
Методы исследований ботаники

«Ботаника – есть естественная наука, которая учит познанию растений.» (Карл Линней)

Ботаника – один из важнейших разделов общей биологии, науки, которая изучает жизнь представителей растительного мира.
Ботаника – наука о растениях.
Название термина происходит от латинского слова «botane», которое означает росток, проросток, трава.

Краткая история развития ботаники

Ботаника – одна из древнейших наук на земле. Более двух тысяч лет назад она зародилась как прообраз науки в Древнем Египте и Древней Греции.
Первобытный человек познавал питательные и ядовитые, необходимые для него целебные и кормовые растения.
Однако, как наука, ботаника начала формироваться только в XVI веке.
Основы ботаники как науки были заложены в античные времена и до нас дошли в сочинениях греческих классиков (IV-III вв. до н.э.).

Теофраст (370 до н.э. – 285 до н.э.) – древнегреческий мыслитель, естествоиспытатель, «отец ботаники».
Первым заложил научные основы ботаники. Исследовал строение и физиологические отправления, распространение и влияние климата и почвы на растения. Он сделал первую в истории науки попытку классифицировать растения (подразделив их на деревья, кустарники и травы). Свои взгляды изложил в десятитомном труде «Естественная история растений».

Как любая наука, ботаника имеет свой объект, предмет (и методы изучения):

Объектом исследования в ботанике является растение.

Предметом – изучение растений в различных их ипостасях.

В основные задачи ботаники входит:

изучение внешнего и внутреннего строения;
изучение функций растений и их органов;
изучение происхождения растений;
изучение их исторического развития;
изучение взаимоотношения растений друг с другом и со средой обитания;
изучение расселения растений на Земле;
изучение возможностей рационального использования и обеспечения охраны природы.

Современная биология рассматривает организм как сложную, открытую, самоподдерживающуюся, саморегулирующуюся и самосозидающуюся (в процессе развития) динамическую систему.

Для ее познания необходимо конкретно изучить процессы, протекающие на разных уровнях организации:

Фитоценотический

Организменный

Органный

Тканевой

Клеточный

Субклеточный (органоиды клетки)

Молекулярный

Это применимо к растительному организму, который представляет собой сложную, многозвенную систему, все элементы которой функционально связаны друг с другом и друг друга взаимно обуславливают.

Гетерогенность, разнокачественность этой системы, наличие у зеленого растения органов, тканей, клеток, органоидов, резко отличающихся структурой и протекающими в них процессами обмена, не только не противоречат принципу единства организма, а, наоборот, являются необходимым условием его нормального существования.

Разделы ботаники:

Морфология растений
Анатомия растений
Физиология растений
Систематика растений
География растений
Экология растений
Геоботаника
Дендрология
Интродукция
Палеоботаника

Морфология растений – изучает внешнее строение растительных организмов, их органов, изменения последних в зависимости от условий существования.

Анатомия растений – исследует их внутреннее строение, и внутреннее строение их органов.

Физиология растений – изучает процессы жизнедеятельности растений и закономерности превращения в них веществ.

Систематика растений – занимается классификацией растений на основе их эволюции, устанавливает родственные связи между ними, их происхождение, а также создает системы растительного мира.

География растений – наука о распределении растительности на нашей планете

Экология растений –выясняет взаимозависимость растений и условий местообитания.

Геоботаника (фитоценология) – изучает сообщества растений в связи с почвой, закономерности естественных группировок растений, продуктивность растительного покрова, дает рекомендации по его изучению.

Дендрология – изучает древесные растения (деревья, кустарники, взаимоотношения их с окружающей средой.

Интродукция – теория и практика перенесения растений в какой-либо район, не произрастающих в его природных условиях.

Палеоботаника – изучает вымершие виды растений прежних геологических эпох по ископаемым останкам и найденным в земле окаменелостям.

Основные методы исследований в ботанике:

Описательный метод
Метод наблюдения
Метод биологического контроля
Исторический метод изучения
Экспериментальный метод

К нему относятся:
биохимические методы
биофизические методы
физиологические методы
цитохимический метод
дифференциальное центрифугирование
микроскопическая хирургия
метод изолирования клеток и тканей
метод меченых атомов
хроматографические методы

Спасибо за внимание!

Скачать презентацию

Ботаника как комплексная наука о растениях, ее место и значение в системе биологических дисциплин

Похожие презентации:

Эндокринная система

Анатомо — физиологические особенности сердечно — сосудистой системы детей

Хронический панкреатит

Топографическая анатомия верхних конечностей

Анатомия и физиология сердца

Мышцы головы и шеи

Эхинококкоз человека

Черепно-мозговые нервы

Анатомия и физиология печени

Топографическая анатомия и оперативная хирургия таза и промежности

1.

ВВОДНАЯ ЛЕКЦИЯ.

«Ботаника, как комплексная наука
о растениях, ее место и значение в
системе биологических дисциплин.
Краткая история развития
ботаники. Цели, задачи, объекты и
метода исследования. Основные
разделы ботаники.»

2. План:

• Понятие о науке ботанике
• Краткая история развития ботаники как науки
• Объект и предмет изучения ботаники
• Основные задачи ботаники
• Ботаника в системе современных биологических дисциплин
• Разделы ботаники
• Методы исследований ботаники

3. «Ботаника – есть естественная наука, которая учит познанию растений.» (Карл Линней)

• Ботаника – один из важнейших разделов общей биологии,
науки, которая изучает жизнь представителей растительного
мира.
• Ботаника – наука о растениях.
Название термина происходит от латинского слова
«botane», которое означает росток, проросток, трава.

4. Краткая история развития ботаники

• Ботаника – одна из древнейших наук на земле. Более двух
тысяч лет назад она зародилась как прообраз науки в
Древнем Египте и Древней Греции.
• Первобытный человек познавал питательные и ядовитые,
необходимые для него целебные и кормовые растения.
• Однако, как наука, ботаника начала формироваться
только в XVI веке.
• Основы ботаники как науки были заложены в античные
времена и до нас дошли в сочинениях греческих
классиков (IV-III вв. до н.э.).
Теофраст (370 до н.э. – 285 до н.э.) –
древнегреческий мыслитель,
естествоиспытатель, «отец
ботаники».
Первым заложил научные основы
ботаники. Исследовал строение и
физиологические отправления,
распространение и влияние
климата и почвы на растения. Он
сделал первую в истории науки
попытку классифицировать
растения (подразделив их на
деревья, кустарники и травы). Свои
взгляды изложил в десятитомном
труде «Естественная история
растений».

6. Как любая наука, ботаника имеет свой объект, предмет (и методы изучения):

•Объектом исследования в ботанике
является растение.
•Предметом – изучение растений в
различных их ипостасях.

7. В основные задачи ботаники входит:

• изучение внешнего и внутреннего строения;
• изучение функций растений и их органов;
• изучение происхождения растений;
• изучение их исторического развития;
• изучение взаимоотношения растений друг с другом и со средой
обитания;
• изучение расселения растений на Земле;
• изучение возможностей рационального использования и
обеспечения охраны природы.
Современная биология рассматривает
организм как сложную, открытую,
самоподдерживающуюся,
саморегулирующуюся и
самосозидающуюся (в процессе
развития) динамическую систему.
Для ее познания необходимо конкретно изучить процессы,
протекающие на разных уровнях организации:
Фитоценотический
Организменный
Органный
Тканевой
Клеточный
Субклеточный (органоиды клетки)
Молекулярный
Это применимо к растительному
организму, который представляет
собой сложную, многозвенную
систему, все элементы которой
функционально связаны друг с
другом и друг друга взаимно
обуславливают.
Гетерогенность,
разнокачественность этой
системы, наличие у зеленого
растения органов, тканей, клеток,
органоидов, резко отличающихся
структурой и протекающими в них
процессами обмена, не только не
противоречат принципу единства
организма, а, наоборот, являются
необходимым условием его
нормального существования.

11. Разделы ботаники:

• Морфология растений
• Анатомия растений
• Физиология растений
• Систематика растений
• География растений
• Экология растений
• Геоботаника
• Дендрология
• Интродукция
• Палеоботаника
Морфология растений – изучает внешнее строение растительных
организмов, их органов, изменения последних в зависимости от
условий существования.
Анатомия растений – исследует их внутреннее строение, и
внутреннее строение их органов.
Физиология растений – изучает процессы жизнедеятельности
растений и закономерности превращения в них веществ.
Систематика растений – занимается классификацией растений на
основе их эволюции, устанавливает родственные связи между
ними, их происхождение, а также создает системы растительного
мира.
География растений – наука о распределении
растительности на нашей планете
Экология растений –выясняет взаимозависимость
растений и условий местообитания.
Геоботаника (фитоценология) – изучает
сообщества растений в связи с почвой,
закономерности естественных группировок
растений, продуктивность растительного покрова,
дает рекомендации по его изучению.
Дендрология – изучает древесные растения
(деревья, кустарники, взаимоотношения их с
окружающей средой.
Интродукция – теория и практика перенесения
растений в какой-либо район, не произрастающих в
его природных условиях.
Палеоботаника – изучает вымершие виды растений
прежних геологических эпох по ископаемым
останкам и найденным в земле окаменелостям.

15. Основные методы исследований в ботанике:

Описательный метод
Метод наблюдения
Метод биологического контроля
Исторический метод изучения
Экспериментальный метод
К нему относятся:
биохимические методы
биофизические методы
физиологические методы
цитохимический метод
дифференциальное центрифугирование
микроскопическая хирургия
метод изолирования клеток и тканей
метод меченых атомов
хроматографические методы
Спасибо за внимание!

English    
Русский
Правила

1.

2: Ботаника

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

• Daniela Dutra Elliott & Paula Mejia Velasquez
• Leeward Community College

Наука, изучающая растения, называется Ботаника. Все естественные науки, включая ботанику, стремятся понять, как функционирует мир природы. Для этого нам необходимо проводить наблюдения, проводить эксперименты, генерировать и проверять гипотезы, записывать данные и сообщать о результатах. В западной науке люди используют серию шагов, называемых научным методом, которые помогают ответить на вопрос непредвзято.

Важно отметить, что коренные народы во всем мире имеют свои собственные системы знаний, которые отличаются от западного научного подхода, где «. ..знания для наблюдения, сбора, категоризации, записи, использования, распространения и пересмотра информации и концепций, которые объяснить, как устроен мир…» (Уайт и др. , 2016). Знания коренных народов часто имеют место в гораздо более длительном масштабе времени, когда знания и наблюдения передаются из поколения в поколение. Эти две системы не нужно изолировать, и иногда они используются вместе для ответа на вопросы. «Гавайцы, как и многие коренные жители, были внимательными наблюдателями за природой. Они внимательно наблюдали, разрабатывали возможные объяснения того, что наблюдали, проводили эксперименты, чтобы либо подтвердить, либо уточнить свое понимание, пока не были уверены в своем понимании. Как только их понимание было усовершенствовано, они затем запоминали его, используя такие мнемонические приемы, как меле (песня), оли (пение) или мо’олело (рассказ), которые затем передавались следующему поколению. Нам достаточно взглянуть на гавайские рыбные пруды, чтобы понять, сколько наблюдений, экспериментов, уточнений должно было произойти, прежде чем они взяли на себя чрезвычайно трудоемкие обязательства по строительству рыбного пруда. В одном мы можем быть уверены: совершенство гавайского пруда не произошло за одно поколение; это был преднамеренный процесс. Западный «научный метод» работает примерно так же, проводятся наблюдения, выдвигаются гипотезы, проводятся эксперименты для уточнения наблюдения, главное отличие состоит в том, что на западе каждый шаг тщательно записывается и документируется». (Калей Лаймана, личное сообщение).

Научный метод

Ботаники и другие ученые узнают о мире природы, задавая вопросы о нем и используя систематический подход, известный как научный метод, чтобы найти ответы. Возможно, вы удивитесь, узнав, что даже вы используете этот метод в своей жизни для решения повседневных задач или ответов на вопросы, которые, по-видимому, не связаны с наукой. Первым шагом научного метода является наблюдение, которое обычно приводит к вопросу. Представьте, что у вас есть красивые puakenikeni растений в вашем саду, и вы заметили, что их листья начинают желтеть (Рисунок \(\PageIndex{1}\)). Это наблюдение может привести вас к вопросу: «Почему листья моих растений желтеют?» Поскольку вы не специалист по растениям, вы обращаетесь к Интернету или к члену семьи, у которого есть большой палец, чтобы попытаться ответить на вопрос и, в конечном итоге, решить проблему. Ученые следуют аналогичному процессу; они исследуют информацию, относящуюся к вопросу, чтобы попытаться найти на него ответ, посмотреть, пытались ли другие ученые ответить на этот вопрос или сталкивались ли они с похожей проблемой и как они ее решили.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Растение Пуакеникени ( Fagraea berteroana ) с пожелтевшими листьями.

Возвращаясь к нашему примеру, выполнив поиск в Интернете по запросу «листья растений желтеют», вы обнаружите несколько потенциальных причин, по которым листья ваших растений желтеют. Какой из них правильный? Прочитав более подробно о некоторых причинах, вы решите, что это должно быть нехватка воды, почва вокруг ваших растений кажется сухой, поэтому ваши растения, вероятно, не получают достаточного количества воды. Теперь у вас есть вероятный ответ на ваш вопрос или гипотеза. Гипотеза — это потенциальное объяснение вопроса, которое можно проверить. Гипотезы обычно следуют формату «если… то», который представляет собой вопрос и предлагаемое решение. В этом случае ваша гипотеза может быть такой: «Если я поливаю свои puakenikeni сажайте чаще, тогда листья не будут желтеть». В нашем примере есть разные причины, которые могут вызвать пожелтение листьев на ваших растениях, поэтому есть несколько гипотез, которые можно было бы проверить, и это верно для большинства вопросов науки.

Взгляните на блок-схему научного метода, представленную на рисунке \(\PageIndex{2}\). Вы можете видеть, что мы уже выполнили несколько шагов, составляющих научный метод в нашем примере: наблюдение, вопрос и гипотеза/предсказание. Следующим шагом является запуск эксперимента для проверки вашей гипотезы. Теперь, как бы вы проверили свою гипотезу? Иногда мы представляем себе, что научные эксперименты — это сложные и продвинутые процессы, которые необходимо проводить в сверхсовременном и высокотехнологичном оборудовании, но это не всегда так. В определенной степени мы все можем проводить эксперименты легко и точно. После того, как вы определили, что ваши растения были залиты водой, наиболее логичным экспериментом было бы добавить больше воды, чем обычно, чтобы посмотреть, решит ли это проблему пожелтения листьев. Эксперимент может быть таким простым; однако ученые должны быть уверены в том, что именно влияет на результаты. Для этого научные эксперименты имеют одну или несколько экспериментальных переменных, которые являются частью (частями) эксперимента, которую можно изменить. В нашем случае экспериментальной переменной будет количество воды, подаваемой растениям.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Научный метод состоит из ряда четко определенных шагов. Компания OpenStax находится под лицензией CC-BY 4.0.

Для экспериментов также нужна контрольная группа, то есть группа, имеющая все те же характеристики, что и экспериментальная группа (та, в которой вы меняете переменную), но в которой мы не изменяем переменную. Имея контрольную группу, мы убеждаемся, что нехватка воды является той переменной (характеристикой), которая вызывает пожелтение листьев у ваших растений, и что другой причины нет. В вашем саду простым способом точно проверить эту гипотезу будет проведение эксперимента, включающего экспериментальную и контрольную группы. В экспериментальной группе у вас будет хотя бы один puakenikeni растение, которое вы собираетесь поливать чаще, поэтому изменяемой переменной будет частота полива. С другой стороны, контрольной группой будет как минимум одно растение puakenikeni , которое вы будете продолжать поливать с той же частотой, что и до сих пор. Вы будете продолжать делать это в течение нескольких недель, а затем сможете записывать свои результаты. Если бы ученый захотел провести подобный эксперимент, он, вероятно, провел бы его в теплице или в детской, чтобы иметь возможность регулировать все другие условия окружающей среды и любые другие переменные, чтобы ничто другое не повлияло на результаты эксперимента. У ученого также будет несколько копий или повторений эксперимента, чтобы гарантировать объективность результатов. Например, вместо того, чтобы увеличить полив только одного растения, ученый может иметь группу из 30 растений, которые поливают чаще, как экспериментальную группу, и группу из 30 растений, которые поддерживают тот же режим полива, что и контрольная группа.

Следующим шагом в этом процессе является анализ результатов. В течение нескольких недель вы поливали хотя бы одно растение из puakenikeni чаще (экспериментальная группа) и продолжали поливать по крайней мере одно растение puakenikeni , как раньше (контрольная группа), поэтому пришло время проанализировать результаты вашего эксперимента. . Вы внимательно смотрите на листья обоих растений и, к своему ужасу, листья обоих растений выглядят одинаково желтыми. На этом этапе вы можете сделать вывод, что пожелтение листьев у ваших растений было вызвано не водой, поэтому ваша первоначальная гипотеза была неверной. Что делать дальше, чтобы спасти растения? Если вы посмотрите на блок-схему научного метода (рисунок \(\PageIndex{2}\)), то увидите, что если ваша гипотеза не подтвердилась вашим экспериментом, вам нужно попробовать еще раз.

Помните ли вы, что вы нашли в Интернете другие причины, которые могут вызывать пожелтение листьев у ваших растений? Что ж, теперь вы можете проверить другую гипотезу: возможно, ваше растение страдает от нехватки питательных веществ в почве. Вам нужно провести новый эксперимент, чтобы проверить эту новую гипотезу так же, как вы проверяли гипотезу о воде. Итак, давайте представим, что вы добавляете удобрения хотя бы к одному из ваших растений puakenikeni , чтобы увеличить количество питательных веществ, доступных в почве (экспериментальная группа), и оставляете хотя бы одно 9 растений.0034 puakenikeni растение без удобрений (контрольная группа). Через несколько недель вы анализируете результаты и видите, что растение, к которому было добавлено удобрение, теперь имеет красивые зеленые листья и выглядит здоровым, в то время как контрольное растение имеет желтые листья. Поздравляем, вы раскрыли дело и теперь можете помочь своим растениям прожить долгую и здоровую жизнь, добавляя удобрения ко всем своим puakenikeni растениям! Обычно эксперимент требует повторения, поэтому для этого потребуется, чтобы у вас было несколько растений в контрольной группе и несколько в экспериментальной группе. Это не всегда возможно, если вы делаете это на своем заднем дворе, но важно знать, что исследователи делают это, чтобы убедиться, что результаты не являются влиянием случайной величины (например, влияние местоположения завода). .

Последним шагом в научном методе является сообщение или распространение результатов, что в научном сообществе обычно делается путем публикации научной статьи или отчета, публичной презентации на научном собрании или даже публикации статьи в газете. если проблема представляет интерес для сообщества. Этот последний шаг важен, потому что он помогает накапливать знания и продвигать науку, чтобы мы не застряли, пытаясь решить одну и ту же проблему снова и снова. В нашем примере вы также можете поделиться результатами своего эксперимента со своей семьей и друзьями, чтобы помочь кому-то, кто столкнулся с той же проблемой.

Эксперименты — не единственный способ ответить на вопрос в науке. Иногда мы используем описательные методы, когда экспериментальный подход невозможен. Например, если вы хотите определить, сколько особей исчезающего гавайского растения осталось в дикой природе на горе Каала в штате Оаху, лучшим подходом будет провести опрос или записать все растения этого вида в этом гору, вместо того, чтобы проводить эксперимент.

Фундаментальные и прикладные науки

Существует два основных типа науки: фундаментальные и прикладные. Фундаментальная наука направлена ​​на расширение знаний; не стремление найти практическое применение или создание продукта, а просто распространение знаний в предмете. Примером фундаментальной науки может быть запись всех различных видов растений, которые присутствуют на Гавайях. Кажется, что это не имеет никакого практического применения, но мы действительно могли бы использовать знания, полученные в фундаментальной науке, для прикладной науки. Прикладная наука стремится использовать науку для создания продукта или решения реальной проблемы. Например, если бы мы записали все особи исчезающего гавайского растения, которые остались в дикой природе на горе Каала в штате Оаху, мы могли бы использовать эту информацию для создания плана сохранения, чтобы спасти этот вид от исчезновения, выращивая его в лаборатории, а затем посадить его в дикой природе, чтобы восстановить местные экосистемы. Прекрасным примером прикладной науки о растениях является сельское хозяйство, поскольку оно использует знания о растениях для создания и улучшения сортов растений, адаптированных к местным условиям, дающих больше плодов или урожая или повышающих устойчивость к засухе. Примером могут служить сорта томатов, выведенные селекционерами Гавайского университета и обладающие устойчивостью к ряду тропических болезней. Эти усилия не только помогли местному производству продуктов питания с 1950-1980-х годов, но помогли селекционным программам во многих странах. Выведенные здесь сорта томатов затем использовались другими исследовательскими программами для выведения других сортов (Teves, 2017).

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Посадка Кало в Вайхе, Оаху. By DutraElliott находится под лицензией CC BY-NC-SA 4.0 через Flickr.

Почему важна ботаника?

Ботаника — широкая наука с множеством различных поддисциплин, охватывающих различные аспекты наук о растениях. Некоторые ботаники занимаются биотехнологиями, например, люди извлекают соединения из растений для создания лекарств или изучают химические вещества, производимые различными растениями, чтобы найти для них новые применения. Например, мы используем некоторые растительные химические вещества для лечения определенных видов рака. Одним из таких соединений является таксол, который извлекают из тиса тихоокеанского ( Taxus brevifolia ) и используется для лечения рака яичников. Ботаники в области сохранения стремятся сохранить виды растений и восстановить поврежденные экосистемы. Они также могут использовать биотехнологию и вырастить целое растение из одной клетки (тканевая культура). Другие ботаники заинтересованы в понимании того, как функционируют растения (физиология растений), поэтому они сосредотачиваются на изучении таких вещей, как фотосинтез, транспортировка питательных веществ и движение воды в растениях. Другие ботаники больше заинтересованы в изучении того, как растения традиционно использовались людьми в культурной практике, медицине или кулинарии (этноботаника). Другие ботаники заинтересованы в изучении ископаемых растений и понимании того, как растения развивались с течением времени (палеоботаника и эволюция растений). Это всего лишь несколько примеров, иллюстрирующих разнообразие ботанического поля.

Изучение растений полезно не только ботаникам, но и всем людям. Например, изучение растений может помочь вам выращивать и поддерживать здоровые растения в вашем доме и саду. В некоторых быстрорастущих предприятиях, таких как натуральные продукты и продукты из конопли / марихуаны, всегда нужны люди со знаниями растений и, в некоторых случаях, с опытом работы в лаборатории, поскольку экстракция растительных соединений может потребовать использования определенных лабораторных методов. Изучение растений, которые традиционно использовались в вашей культуре, также может помочь вам наладить связь с семьей и сообществом (рис. \(\PageIndex{4}\)).

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Кало растет в долине Вайпио на острове Гавайи. By DutraElliott находится под лицензией CC BY-NC-SA 4.0 через Flickr.

И, конечно же, вы не можете упустить возможность ответить на один из животрепещущих вопросов, которые у вас всегда были: Почему растения зеленые? Что это за запах, когда я косил траву? Как передвигаются некоторые растения? Что это за липкие штуки, которые прилипают к моим носкам? Питаются ли плотоядные растения человеческим мясом?

Эта страница под названием 1. 2: Наука о ботанике распространяется в соответствии с лицензией CC BY-NC-SA 4.0, авторами, ремиксами и/или кураторами являются Даниэла Дутра Эллиотт и Паула Мехия Веласкес.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Даниэла Эллиотт и Паула Мехия Веласкес

   Лицензия

   СС BY-NC-SA

   Версия лицензии

   4,0

2. Теги

   На этой странице нет тегов.

Ботаника — Энциклопедия Нового Света

Pinguicula grandiflora

Ботаника — раздел биологии, занимающийся научным изучением жизни растений. Его также иногда называют .наука о растениях или биология растений . Ботаника охватывает широкий круг научных дисциплин, изучающих строение, рост, размножение, обмен веществ, развитие, болезни, экологию и эволюцию растений.

Исторически сложилось так, что ботаника охватывает все организмы, не считающиеся животными, в том числе некоторые «растительноподобные» организмы, такие как водоросли и грибы, но водоросли и грибы в целом больше не считаются частью царства растений.

На Земле зарегистрировано более 400 000 видов растений. Это множество видов играет решающую роль в пищевой сети, биогеохимических циклах и поддержании экологического баланса. Виды растений обычно являются хорошим примером сложных отношений взаимозависимости как между различными видами растений, так и между видами растений и животных. Как и у животных, растения также в значительной степени зависят от полового размножения между мужскими и женскими частями, однако часто у растений мужские и женские части сосуществуют в одном цветке.

Содержание

• 1 История
• 2 Субдисциплины ботаники
  • 2.1 Форма и назначение
  • 2.2 Другие субдисциплины
• 3 Объем и значение ботаники
  • 3.1 Накормить мир
  • 3.2 Понимание основных жизненных процессов
  • 3.3 Использование лекарств и материалов
  • 3.4 Понимание изменений окружающей среды
• 4 См. также
• 5 Ссылки
• 6 Дополнительная литература
  • 6.1 Научно-популярные книги по ботанике
  • 6.2 Академические и научные книги по ботанике
• 7 Внешние ссылки
• 8 кредитов

Ботаника, восходящая к Римской империи, является одной из старейших дисциплин биологии. Изучение ботаники может способствовать созданию более идеальной среды обитания человека посредством таких разнообразных аспектов, как помощь в обеспечении продовольствием растущего населения, открытие новых лекарств из растений, разработка или улучшение различных растительных продуктов, а также понимание фундаментальных жизненных процессов, экологических отношений, и изменения окружающей среды.

История

Традиционные инструменты ботаника.

Среди самых ранних ботанических работ, написанных около 300 г. до н.э. , два больших трактата Теофраста, философа и ученика Аристотеля: По истории растений (Historia Plantarum) и О причинах растений . Вместе эти книги составляют важнейший вклад в ботаническую науку античности и средневековья. В результате Теофраст считается основателем ботаники.

Римский писатель-медик Диоскорид в первом веке г. н.э. представил важные доказательства знаний греков и римлян о лекарственных растениях. Он классифицировал растения на основе их лечебной, кулинарной или ароматической ценности.

В 1665 году с помощью первого микроскопа Роберт Гук обнаружил клетки в пробке, а вскоре и в живых тканях растений. Немец Леонхарт Фукс, швейцарец Конрад фон Геснер и британские авторы Николас Калпепер и Джон Джерард опубликовали информацию о лекарственных применениях растений.

В 1753 году Карл Линней опубликовал видов Plantarum, , в который вошли 6000 видов растений. Он ввел биномиальную номенклатуру , которая с тех пор используется для обозначения живых существ.

Поддисциплины ботаники

Форма и функции

Ботанику можно рассматривать как включающую восемь ключевых поддисциплин, каждая из которых изучает различные аспекты растений. Этими дисциплинами являются генетика, систематика, цитология, анатомия, морфология, физиология, патология и экология.

Генетика — это изучение наследственности, генов и функций генов. Большая часть современной ботаники использует ДНК растений и геномную информацию для более тщательного изучения растений, чем это было возможно ранее. Молекулярная биология позволила систематикам классифицировать виды растений на основе ДНК. В результате растения были разделены на разные семейства и переименованы. По этой причине старые ботанические справочники могут содержать устаревшие названия и классификации. Значительный объем новых знаний сегодня генерируется при изучении модельных растений, подобных 9.0213 Arabidopsis thaliana (горчица). Горчица была одним из первых растений, чей геном был секвенирован. Секвенирование генома риса и большое международное исследовательское сообщество сделали рис де-факто моделью злаков/травы/однодольных растений. Другой вид травы, Brachypodium distachyon , также становится экспериментальной моделью для понимания генетической, клеточной и молекулярной биологии трав умеренного пояса. Геномы других коммерчески важных основных продуктов питания, таких как пшеница, кукуруза, ячмень, рожь, просо и соя, также секвенированы. Некоторые из них сложно секвенировать, потому что они имеют более двух гаплоидных (n) наборов хромосом, состояние, известное как полиплоидия, распространенное в царстве растений. «Зеленые дрожжи» Chlamydomonas reinhardtii (одноклеточная зеленая водоросль) — еще один растительный модельный организм, обширное изучение которого дало важные сведения о клеточной биологии.

Ботаническая систематика – это изучение характеристик растений, особенно с целью выявления их эволюционных взаимоотношений и установления филогенетических ассоциаций различных растений. Термин «систематика» может пересекаться или не пересекаться с «таксономией», которая занимается научной классификацией видов и других таксонов. Последние разработки — кладистика и молекулярная систематика.

Цитология — это изучение клеток, включая их функции, структуру и историю жизни.

Анатомия изучает внутреннее строение живых существ.

Морфология — это изучение внешней формы растений, включая расположение стеблей и листьев на стебле (т. е. чередование или сужение), а также изучение истории жизни и эволюционного развития. Ботанические полевые справочники часто полагаются на морфологию растений, чтобы помочь биологам идентифицировать виды растений в полевых условиях.

Физиология растений — это изучение функций растений, их клеток и тканей. Примеры физиологических исследований включают изучение путей фотосинтеза у различных растений и поглощения минералов растениями.

Растение Патология изучает заболевания и структурные и функциональные изменения, происходящие при заболеваниях. Это может быть важно для целого ряда областей, включая природоохранную биологию, экологию, сельское хозяйство и садоводство.

Экология — это изучение взаимодействия между организмами и их биотической и абиотической средой как интегрированной системы (Чапин и др., 2002).

Другие субдисциплины

Другие субдисциплины ботаники включают этноботанику , изучение того, как конкретная культура или регион используют местные и местные растения, включая их использование в пищу, жилье, лекарства, одежду, охота и религия. Хотя этноботаника уходит своими корнями в ботанику, этноботаники также проходят подготовку в области антропологии, социологии, истории, религии или мифологии.

Палеоботаника — это изучение ископаемых растений. Палинология , изучение современной и ископаемой пыльцы, также часто объединяется с палеоботаникой. Палеоботаника и палинология играют важную роль в изучении палеоклиматологии.

Бриология — изучение мхов, печеночников и роголистников; психология — изучение водорослей; птеридолгия — изучение папоротников; и микология — изучение грибов.

Объем и значение ботаники

Гибискус

Как и другие формы жизни, жизнь растений можно изучать с разных точек зрения, на молекулярном, генетическом и биохимическом уровне через органеллы, клетки, ткани, органы, особи, популяции растений, сообщества растений и целые экосистемы. На каждом из этих уровней ботаник может заниматься классификацией (таксономия), структурой (анатомия) или функцией (физиология) растительной жизни.

Исторически ботаника охватывала все организмы, которые не считались животными. Некоторые из этих «растительных» организмов включают грибы (изучаются в микологии), бактерии и вирусы (изучаются в микробиологии) и водоросли (изучаются в психологии). Большинство водорослей, грибов и микробов больше не относятся к царству растений. Однако ботаники по-прежнему уделяют им внимание, а бактерии, грибы и водоросли обычно изучаются во вводных курсах ботаники.

Растения являются неотъемлемой частью жизни на Земле. Они производят кислород, пищу, волокна, топливо и лекарства, которые позволяют существовать высшим формам жизни. Растения также поглощают углекислый газ, значительный парниковый газ, посредством фотосинтеза. Хорошее понимание растений имеет решающее значение для будущего человеческого общества, поскольку оно позволяет нам:

• Накорми мир
• Понимание основных жизненных процессов
• Использовать лекарства и материалы
• Понимание изменений окружающей среды
• Поддержание экологии, биоразнообразия и экосистемных функций

Накормить мир

Почти вся пища, которую мы едим, поступает (прямо или косвенно) из таких растений, как этот американский длиннозерный рис.

Практически вся пища, которую мы едим, поступает из растений, либо непосредственно из основных продуктов питания и других фруктов и овощей, либо косвенно через домашний скот, который использует растения в качестве корма. Другими словами, растения лежат в основе почти всех пищевых цепей, или того, что экологи называют первым трофическим уровнем. Понимание того, как растения производят пищу, которую мы едим, важно, чтобы иметь возможность накормить мир и обеспечить продовольственную безопасность будущих поколений, например, за счет селекции растений.

Не все растения полезны для человека, некоторые сорняки представляют серьезную проблему в сельском хозяйстве, а ботаника дает некоторые фундаментальные знания, чтобы понять, как свести к минимуму их воздействие. Тем не менее, другие сорняки являются растениями-первопроходцами, которые возвращают загрязненную окружающую среду на путь реабилитации, подчеркивая, что термин «сорняк» — очень относительное понятие, и что в широком смысле сорняк — это просто нежелательное растение, которое слишком успешно.

Грегор Мендель заложил основы генетики, изучая растения.

Понимание фундаментальных жизненных процессов

Растения — это удобные организмы, в которых можно изучать фундаментальные жизненные процессы (например, деление клеток и синтез белка), без этических дилемм изучения животных или людей. Таким образом, генетические законы наследственности были открыты Грегором Менделем, изучавшим, как наследуется форма гороха. То, что Мендель узнал из изучения растений, имело далеко идущие преимущества за пределами ботаники.

Барбара МакКлинток открыла транспозоны, или «прыгающие гены», изучая кукурузу (McClintock 1950). Эти транспозоны, гены, которые перемещаются из одного места в другое на хромосоме, ответственны за пятнистый вид зерен кукурузы. Такого рода исследования проложили путь для изучения геномов других растений и эволюции геномов (Fedoroff 2000).

Другие виды физиологических исследований, включая поглощение углерода растениями посредством фотосинтеза и понимание физиологии фотосинтезирующих растений С3 по сравнению с С4, важны для понимания реакции растений на изменение климата и механизмов обратной связи, возникающих при увеличении содержания парниковых газов в атмосфера.

Вот несколько примеров, демонстрирующих, как ботанические исследования имеют постоянное отношение к пониманию фундаментальных биологических процессов.

Использование лекарств и материалов

Многие из наших лекарств и рекреационных наркотиков, такие как кофеин и никотин, происходят непосредственно из царства растений. Аспирин, который первоначально получали из коры ивы, является лишь одним примером растительного производного, используемого в современной медицине. Фармакогнозия — это изучение лекарственных и ядовитых производных растений. Может быть много новых лекарств от болезней, вызываемых растениями, которые еще не обнаружены. Популярные стимуляторы, такие как кофе, шоколад, табак и чай, также получают из растений. Большинство алкогольных напитков получают из ферментирующих растений, таких как ячменный солод и виноград.

Растения также обеспечивают нас многими природными материалами, такими как хлопок, дерево, бумага, лен, растительные масла, некоторые виды веревок и каучука. Производство шелка было бы невозможно без выращивания тутового дерева. Сахарный тростник и другие растения недавно начали использовать в качестве источников биотоплива, которые являются важной альтернативой ископаемому топливу. Растения чрезвычайно ценны в качестве отдыха для миллионов людей, которые ежедневно используют растения в садоводстве, садоводстве и кулинарии.

Понимание изменений в окружающей среде

Растения также могут во многих отношениях помочь нам понять изменения в окружающей среде.

• Понимание разрушения среды обитания и вымирания видов зависит от точного и полного каталога систематики и таксономии растений.
• Реакция растений на ультрафиолетовое излучение может помочь нам контролировать такие проблемы, как истощение озонового слоя (Caldwell 1981).
• Анализ пыльцы, отложенной растениями тысячи или миллионы лет назад, может помочь ученым реконструировать прошлый климат и предсказать будущий, что является важной частью исследований изменения климата (см. Палеоботаника, Палеоклиматология).
• Запись и анализ сроков жизненных циклов растений являются важной частью фенологии, используемой в исследованиях изменения климата.
• Растения могут действовать как «шахтерская канарейка», система раннего предупреждения , , предупреждающая нас о важных изменениях в окружающей среде. Например, лишайники, чувствительные к атмосферным условиям, широко используются в качестве индикаторов загрязнения.

См. также

• Палеоботаника
• Этноботаника

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

• Caldwell, MM 1981. Реакция растений на солнечное ультрафиолетовое излучение. Физиологическая экология растений I. Энциклопедия физиологии растений Новая серия . Том. 12А. Берлин: Springer-Verlag.
• Чапин, С. Ф., П. А. Мэтсон и Х. А. Муни. 2002. Принципы экологии наземных экосистем. Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-0387954394
• Федоров Н. 2000. Транспозоны и эволюция генома у растений. Труды Национальной академии наук. 97(13):7002-7007.
• McClintock, B. 1950. Происхождение и поведение мутабельных локусов в кукурузе. Труды Национальной академии наук. т. 36(6):344-355.

Дополнительная литература

Научно-популярные книги по ботанике

• Беллами, Д. 1972. Беллами по ботанике . Британская радиовещательная корпорация. ISBN 0563106662 . Доступное и краткое введение в различные ботанические предметы.
• Каплун Б. 2004. Ботаника для садоводов . Лесной пресс. ISBN 0881926558
• Cohen, J. 1995. Сколько людей может прокормить земля? В.В. Нортон. ISBN 0393314952
• Галле, Фрэнсис. 2002. Во славу растений . Лесной пресс. ISBN 0881925500 . Английский перевод поэтической защиты растений.
• King, J. 1997. Дотянуться до солнца: как работают растения . Издательство Кембриджского университета. ISBN 0521587387 . Краткое введение в то, как работают растения.
• Pakenham, T. 2002. Замечательные деревья мира . Вайденфельд и Николсон. ISBN 0297843001
• Pakenham, T. 1996. Встречи с замечательными деревьями . Вайденфельд и Николсон. ISBN 0297832557
• Поллан, М. 2002. Ботаника желания: взгляд на мир глазами растений . Блумсбери. ISBN 0747563004 . Отчет о совместной эволюции растений и человека.
• Томас, Б.А. 1981. Эволюция растений и цветов . Пресса Святого Мартина. ISBN 0312272715
• Уокер, Д. 1992. Энергия, растения и человек . Oxygraphics Ltd. ISBN 1870232054 . Презентация основных концепций фотосинтеза.

Академические и научные книги по ботанике

• Buchanan, B.B., W. Gruissem и R.L. Jones. 2000. Биохимия и молекулярная биология растений . Американское общество физиологов растений ISBN 0943088399
• Crawford, R.M.M. 1989. Исследования выживания растений . Блэквелл. ISBN 063201475X
• Crawley, M.J. 1997. Экология растений . Блэквелл Научный. ISBN 0632036397
• Эннос Р. и Э. Шеффилд. 2000. Жизнь растений . Наука Блэквелла. ISBN 0865427372 . Введение в биоразнообразие растений.
• Фиттер А. и Р. Хэй. 2001. Экологическая физиология растений Harcourt Publishers, Academic Press. ISBN 0122577663
• Лоулор, Д.В. 2000. Фотосинтез . Гарланд Наука. ISBN 1859961576
• Мэтьюз, REF 1992. Основы вирусологии растений . Академическая пресса. ASIN B015GQ1GNC
• Mauseth, JD Ботаника: Введение в биологию растений . Издательство Джонс и Бартлетт. ISBN 0763721344 — Учебник для первого курса бакалавриата.
• Рэйвен, П.Х., Р.Х. Эверт и С.Э. Эйхорн. 1999. Биология растений , Фримен. ISBN 15725 — Учебник для первого курса бакалавриата
• Richards, P.W. 1996. Влажный тропический лес . ЧАШКА. ISBN 0521421942
• Ридж, И. 2002. Растения . Издательство Оксфордского университета. ISBN 0199255482
• Солсбери, Ф. Б. и К. В. Росс. 1991. Физиология растений . Брукс Коул. ISBN 0534151620
• Stace, CA 1997. Новая флора Британских островов . ЧАШКА. ISBN 0521589355
• Strange, R. L. 2003. Введение в патологию растений . Wiley-ВЧ. ISBN 0470849738
• Тайз Л. и Э. Зейгер. 1998. Физиология растений . Синауэр Ассошиэйтс. ISBN 0878938230
• Уиллис, К. 2002. Эволюция растений . Издательство Оксфордского университета. ISBN 0198500653

Внешние ссылки

Все ссылки получены 9 февраля 2022 г.

• Ботанические тексты онлайн Project Gutenberg.

Авторы

New World Encyclopedia авторы и редакторы переписали и дополнили статью Wikipedia
в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .