Ботаника наука о растениях разделы ботаники методы работы. Ботаника – наука о растениях. Краткий очерк истории ботаники. Основные разделы и перспективы развития современной ботаники.

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 
ГлавнаяРастенийБотаника наука о растениях разделы ботаники методы работы

Предмет, задачи и методы ботаники как науки. Разделы ботаники. Взаимосвязь ботаники с другими науками. Ботаника наука о растениях разделы ботаники методы работы


Ботаника – наука о растениях. Краткий очерк истории ботаники. Основные разделы и перспективы развития современной ботаники.

 Ботаника – наука, изучающая жизнь растений, их строение, жизнедеятельность, условия обитания, происхождение и эволюционное развитие. (Название этой науки происходит от греческого слова "ботанэ", что значит "зелень, трава, растение").  Как наука ботаника возникла и развилась в связи с практическими потребностями человека. С переходом человека к оседлому образу жизни дикие формы растений, будучи малопродуктивными, не могли удовлетворить его запросы. Это и послужило одной из причин зарождения земледелия.  Древнейшими центрами возделывания культурных растений был Египет, Китай, Индия, Вавилония, Центральная Америка, где еще до нашей эры культивировали рис, сорго, просо, пшеницу, чай, хлопчатник, маис и другие некоторые из них использовали в лечебных целях. Все разнообразие современных культурных растений создано упорным трудом человека в результате последующего накопления сведений о форме и свойствах растительных организмов, об их жизнедеятельности, распространенности, изменчивости и т.д.   В разработку отдельных разделов ботаники большой вклад внесли русские ученые: физиолог К.А. Тимирязев, изучавший процесс фотосинтеза в зеленом листе; цитолог и эмбриолог С.Г. Навашин, открывший двойное оплодотворение у цветковых растений; агрохимик Д.Н. Прянишников; генетик, ботаник и географ Н.И. Вавилов, который обосновал закон гомологических рядов наследственной изменчивости и собрал мировую коллекцию ценных растений. 

Современная Ботаника - многоотраслевая наука, подразделяющаяся на частные дисциплины (отделы):  Систематика, которая классифицирует растения на основе общности строения и происхождения (задача создать систему в растительном мире):   а) Флористика - часть систематики, которая изучает флору - список видов какой-то территории (ед. флоры является вид). Со времен Линнея (шведский ученный) растения имеют ФИО и пишутся на мертвом латинском языке: Ф. - семейство, И.,О. -род, вид.   б) Ботаническая география - изучает дикие, спонтанные виды и занимается распространением их по шару. Морфология-наука о внешнем строении органов растений и их видоизменениях (т.е. методы сравнения и описания, из потребностей человека). Делится на: а) Микроскопическая морфология. Сюда относится анатомия - изучает строение тканей и органов растений, эмбриология и гистология. б) Макроскопическая (органография). Основоположник морфологии считается И.Ф. Гете о метаморфозе растений. Фитоценология - изучает растительность, т.е. исследует растительный покров Земли, его видовой состав, структуру, динамику связей со средой, закономерности распределения и развития растительных сообществ. (Растительность - это группа видов сложившихся в процессе эволюции на какой-то территории и составляющий определенный ландшафт). Изучение функций растений: Физиология-наука о процессах, протекающих в растении: закономерностях роста, развития и жизненных отправлений в зависимости от внешних условий; Биохимия - изучает процессы химические, происходящие в растительном организме. Важнейшие задачи современной Ботаники изучение строения растений в единстве с условиями их жизни, изучения их последовательности для создания новых сортов, повышение их урожайности, устойчивости к заболеваниям, полеганием и т.п. Многие растения способны использовать такие сложные органические вещества, как алкалоиды, гликозиды, эфирные масла, витамины из которых готовят лекарственные препараты. Действие их на организм человека различно: одни успокаивают нервную систему, другие способствуют лучшему пищеварению, третьи снижают кровяное давление. Ответственная роль человека в сохранении зеленого покрова Земли в создании сортов культурных растений - источника пищевых продуктов и лекарственных веществ, широко используемых в медицине и ветеринарии.

students-library.com

Ботаника как наука. Основные разделы ботаники

Поиск Лекций

Лекция 1. Ботаника как наука.(2ч.)

Цели:

1) Познакомить студентов с ботаникой, как одним из разделов биологии и с основными разделами ботаники. Отметить отличительные особенности растений, как основного объекта ботаники, их роль в природе и жизни человека.

2) Формирование базовых представлений о разнообразии биологических объектов, понимание значения биоразнообразия для устойчивости биосферы.

 

Рассматриваемые вопросы:

1. Ботаника как наука. Основные разделы ботаники

2. Отличительные особенности растений.

3. Роль растений в природе.

4. Роль растений в жизни человека

Методический инструментарий преподавателя:

- активные формы: лекция-беседа

 

Ботаника как наука. Основные разделы ботаники

Ботаника — сложная система научных дисцип­лин, изучающих растительный мир во всем его богатстве форм и жизненных —проявлений. Вместе с зоологией, изучающей животный мир, она входит в состав биологии — науки о живых существах, о жизни во всех ее проявле­ниях.

Разделы ботаники.Изучение растений продолжалось в течение тысячелетий, однако, подобно всем отраслям науки, оно разделилось на специализированные направления только за последние 300 лет. Немногим более 100 лет назад ботаника еще относилась к медицине, и ею занимались главным образом врачи, для которых она была увлечением или основным делом. Однако сейчас это — важная научная дисциплина с многими раздела­ми. Растения изучают с различных сторон. Исторически возник ряд разделов, каждый из которых решает свои задачи и исполь­зует собственные методы исследования.

Морфология (греч. морфа — форма; логос — слово, учение) изу­чает внешние формы и внутренние структуры, воспринимаемые непосред­ственно человеческим глазом или с помощью инструментов (лупы, светового или электронного микроскопов). Этот раздел можно также назвать с т р у ктурной ботаникой. Морфология составляет первоначальную и совер­шенно необходимую основу для всех других ботанических дисциплин. Поэтому изучение ботаники начинается с морфологии.

Морфология, в свою очередь, включает ряд разделов, морфологических по своему существу. Цитология (греч. китос, цитос — сосуд, клетка) изучает строение и жизнедеятельность клеток. Гистология (греч. гистос — ткань) растений исследует растительные ткани и их распределение в органах растений. Обычно в качестве особого раздела выделяют анато­мию (греч. анатомео — разрезаю) растений, которая с помощью микроско­па изучает строение растений и, следовательно, включает цитологию и гис­тологию. Разделом анатомии является также гистохимия, которая с помощью микроскопа и химических реакций устанавливает распределение веществ в клетках и тканях.

В качестве одного из разделов структурной ботаники исторически обо­собилась эмбриология (греч. эмбрион — зародыш) растений, изу­чающая зарождение и ранние этапы развития растений.

Физиология исследует жизненные процессы, присущие растениям (обмен веществ, рост, развитие и пр.). Она широко использует методы физики и химии, являясь наукой по преимуществу экспериментальной. От физиологии обособились биохимия и биофизика растений.

Систематика растений ставит перед собой несколько целей. Прежде всего необходимо описать все существующие виды. Эти виды должны быть классифицированы, т. е. распределены по более крупным таксономи­ческим (греч. таксис — расположение по порядку; номос — закон) груп­пам (таксонам) — родам, семействам, порядкам, классам и отделам. Такая инвентаризация видов и расположение их в легко обозримой и удобной системе совершенно необходимы, в каком бы направлении ни изуча­лись растения дальше. Однако главная задача систематики — восстановле­ние путей эволюционного развития растительного мира. Для решения этой задачи систематика использует не только морфологический анализ; она привлекает и оценивает данные всех ботанических дисциплин. По выраже­нию академика А. Л. Тахтаджяна, ее можно назвать «фундаментом и венцом биологии».

Восстановлению хода эволюционного развития растений помогает палеоботаника (греч. палайос — древний), которая изучает виды растений, существовавшие в далекие геологические времена и вымершие, но дошедшие до нас в виде окаменелостей и отпечатков в горных породах.

Фитоценология изучает растительные сообщества — фитоценозы (греч. фитон — растение; койнос — общий). Под фитоценозом понимают со­вокупность растений, исторически приспособившихся к совместному сущест­вованию на определенной территории. Фитоценозы обладают своей устой­чивой структурой. Они повторяются, образуя леса, луга, болота, пустыни. Особенности фитоценозов нельзя объяснить только особенностями отдель­ных видов растений, входящих в их состав, поскольку по сравнению с отдельными растениями фитоценозы представляют собой качественно но­вый уровень организации живого мира, со своими более сложными законами строения и развития.

С фитоценологией тесно связана флористика, главная задача которой заключается в составлении флор. Под флорой понимают список всех видов, обитающих на определенной территории.

География растений изучает распределение видов растений и фитоценозов на поверхности Земли в зависимости от климата, почв и геоло­гической истории.

Экология (греч. ойкос — дом) растений исследует взаимосвязи рас­тений с окружающей средой, влияние последней на их строение и жизне­деятельность. Любой организм представляет собой результат длительной приспособительной эволюции в определенных условиях обитания. Поэтому его строение и жизнедеятельность можно понять только при сопоставлении с особенностями природного окружения. Следовательно, все разделы бота­ники должны носить экологический характер. В соответствии с этим выде­ляют экологическую морфологию, экологическую анатомию, экологическую физиологию и т. д. Экология использует методы наблюдения, описания и эксперимента.

Перечисленные основные разделы ботаники нерезко обособлены друг от друга, и их выделение в качестве самостоятельных научных дисциплин в значительной степени условно. Это легко понять, вспомнив, что изучается целостный организм: его форму нельзя понять, не зная, какие функции эта форма выполняет и как она приспособлена к условиям обитания. Надо также проследить возрастное развитие растения. Многие вопросы ре­шаются только при сравнении исследуемого растения с другими видами. Не зная закономерностей развития организмов, нельзя понять структуру и динамику сообществ.

Таким образом, взаимосвязь и взаимообусловленность явлений природы неизбежно определяют методы их научного познания. Обособление разделов ботаники полезно с точки зрения систематизации и упорядочения наших знаний, а также объясняется узкой специализацией отдельных ученых в связи с колоссальным ростом общего объема наших знаний и разработкой новых, более трудоемких методов исследования.

Однако в ботанике, как и в любой другой науке, наряду со специализа­цией происходит и обратный процесс — интеграция: возникают направления, идеи, которые обобщают, объединяют данные разных разделов.

Стремление к объединению выразилось в появлении ряда новых разде­лов на стыках, т. е. на ранее возникших границах (например, экологическая анатомия, биохимическая систематика).

Процесс объединения выразился также в разработке идей, осуществляе­мых усилиями многих наук. Например, сложилась идея изучения явлений жизни на качественно различных уровнях ее организации. Каждый из этих уровней (молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой и биосферно-биоценотический) имеет свои закономерности, которые при переходе к следующему уровню не исчезают, а включаются в новые, более сложные закономерности. Поэтому полное представление о биологических структурах или процессах требует изучения на разных уровнях.

Рекомендуемые страницы:

poisk-ru.ru

Предмет, задачи и методы ботаники как науки. Разделы ботаники. Взаимосвязь ботаники с другими науками.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №1

Предмет, задачи и методы ботаники как науки. Разделы ботаники. Взаимосвязь ботаники с другими науками.

Ботаника - это наука о растениях. Она всесторонне изучает строение, жизненные функции, распространение, происхождение, эволюцию растений на разных уровнях их организации. Предметом ботаники являются растения, особенности их строения и жизнедеятельности.

Морфология - раздел ботаники о внешнем и внутреннем строении органов растений и становлении структур органов в процессе эволюции.

Макроскопическая морфология изучает то, что можно увидеть невооруженным глазом; к ней относится органография- учение об органах растения.

То, что можно увидеть с помощью микроскопа, изучает микроскопическая морфология. К ней относятся: цитология - учение о клетке; гистология - учение о тканях; анатомия - учение о строении внутренних органов растения; эмбриология- учение об образовании и закономерностях развития растения. Позже выделились такие разделы ботаники, как систематика, изучающая классификацию растений; геоботаника - наука о растительных сообществах; география растений, изучающая распределение растений на земном шаре; экология растений, рассматривающая взаимодействие растений с окружающей средой; палеоботаника, изучающая прежний облик растительности Земли. В ботанику входят и такие отпочковавшиеся от нее разделы, как микология (наука о грибах), альгология (наука о водорослях), фитопатология (наука о болезнях растений).

Физиология растений изучает жизнедеятельность. География растений – распространение растений и растительных сообществ на Земле. Экология растений изучает взаимосвязь растений с окруж.средой и друг с другом. Аутэкология-взаимодействие одного растения с окруж.средой. Синэкология-взаимодействие группы растений с окруж.средой.

Изучение растений ведется по нескольким уровням их организации. Наиболее древний уровень организации - молекулярный, определяющий критерии живой и неживой материи и отличия между ними. Следующий уровень - клеточный; на нем выявляются структура клетки, биохимические процессы и способы деления клеток. На организменномуровне изучают процессы, происходящие в особи, будь то одноклеточная водоросль, гриб или покрытосеменные растения, - с момента их зарождения до прекращения жизни. Онтогенез (индивидуальное развитие) изучает изменения, происходящие в течение всей жизни растения. Популяционно-видовой уровень характеризуется элементарной единицей - популяцией, т.е. совокупностью особей данного вида, населяющих определенную территорию и способных скрещиваться между собой. Биосферно-биогеоценотический уровень характеризуется биогеоценозом, являющимся его элементарной единицей. Биогеоценоз - это сложная система взаимодействия всего живого (растений, животных и микроорганизмов) с элементами неживой природы (атмосферы, гидросферы и литосферы).

Ботаника тесно связана с другими науками – с геологией через палеоботанику и индикационную геоботанику. С химией через биохимию и физиологию. С почвоведением и физ.географией – через экологию и геоботанику.

 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №2

Клетка - элементарная единица живого. Строение и функции клетки.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №3

Экзаменационный билет № 4

Экзаменационный билет № 5

Билет №6.

Билет №7.

1. Цветок . Строение и функции . Диаграмма и формулы цветка :

Цветок-орган семенного размножениях покрытосеменных растений . Он представляет собой видоизменённый укорочённый спороносный побег ограниченного роста ,приспособленный для образования микро- и мегаспор , гамет и для перекрёстного опыления. От шишки голосеменных растений цветок отличается тем , что у него в результате опыления пыльца попадает на рыльце пестика, а не на семязачаток непосредственно, а при последующем половом процессе семязачатки у цветковых развиваются в семена внутри завязи .

По месторасположению цветок бывает верхушечным или боковым , т.е. выходящими из пазухи прицветного листа . Цветок состоит из стеблевой части (цветоножка, цветоложе), листовой части ( чашелистики , лепестки ),и генеративной части ( тычинки , пестики ). Цветок прикрепляется к стеблю посредством цветоножки . Если цветоножка укорочена или отсутствует , то цветок называется сидячим . Верхняя расширенная часть цветоножки , к которой прикрепляются все части цветка , называется цветоложем . Цветоложе имеет различную форуму - плоское (пион) , выпуклое полушаровидное ( лютик) , удлиненное коническое ( магнолия , горицвет , малина , земляника ),вогнутое ( миндаль ). У некоторых растений в результате срастания цветоложа и нижних частей Покрова и тычинок образуется гипантий. Гипантий имеет различную форму : блюдцевидную (смородина Альпийская ), шаровидную (роза морщинистая ), кувшинчатую( роза коричная ), бокаловидную ( мушмула Японская ) , воронковидную (вишня мелкоплодная ). Гипантий участвует иногда в образовании плода (шиповник ), и характерен для представителей семейства розовые .

Одни части цветка считаются стерильными-чашелистики, лепестки , а другие репродуктивными - пестики , и тычинки . Стерильные части выполняют защитную функцию и иногда могут частично или полностью отсутствовать , а репродуктивные приспособились к спороношению. Цветок , содержащий тычинки и пестики считается обоеполым . Большинству покрытосеменных, свойственны обоеполые цветки . Однако цветки могут быть однополыми , содержащими или только тычинки , или только пестик.

У однодомных растений однополые цветки могут находиться на одном экземпляре(кукуруза , дуб, огурец ) ; у двудомных растений ( крапива двудомная , тополь, осина ) тычиночные и пестичные цветки -на разных экземплярах.

При составлении формулы употребляют следующие обозначения: Р - простой околоцветник (perianthiutn) ; Ca (или К) - чашечка (calyx) ; Со (или С) - венчик (corolla) ; A - андроцей (androeceum) ; G - гинецей (gynoeceum) ; знак *, помещаемый в начале формулы, указывает на актиноморфность цветка; стрелка вверх - на его зигоморфность . Обоеполый цветок , обозначается знаком, обозначенным на рис. 222 , А; мужской - на рис. 222 , Б; женский - на рис. 222 , В. Знак "+" указывает на расположение частей цветка в двух или нескольких кругах либо на то, что части, разделенные этим знаком, противостоят друг другу. Скобки означают срастание частей цветка. Цифра рядом с символом указывает на количество членов данной части цветка; черта под цифрой, обозначающей число плодолистиков в гинецее , свидетельствует о том, что завязь верхняя; черта над цифрой - завязь нижняя; черта от цифры - полунижняя завязь. Большое и неопределенное число членов обозначается знаком бесконечность.

Цветки имеют также условные обозначения : обоеполый( это указание в формуле обычно опускают ),пестичный, тычиночный , * актиноморфный , | зигоморфный ( значки ставятся перед символом )

Са5Со5А∞G1 - вишня

*Са5Со5А∞G(3-5) - яблоня

*Са5Со5А∞G∞ - малина

( Isoetopsida).

2. Общая х-ка класса Lycopodiopsida на примере Lycopodium clavatum.

до настоящего времени сохранились один порядок (Lycopodiales), одно семейство (Lycopodiaceae), представленное двумя родами, из которых наиболее значим род плаун ( Lycopodium). Род плаун ( Lycopodium)насчитывает около 200 видов , распространенных от арктических областей до тропиков. Типичным представителем зеленомошных хвойных лесов умеренного пояса Северного полушарии является плаун булавовидный (Lycopodium clavatum) . Ползучий, дихатомически ветвящийся побег этого вечнозеленого многолетнего травянистого растения достигает 3 м длины. Стебель густо покрыт мелкими линейно-ланцентными листьями. От стебля отходят тонкие придаточные корни, а вверх- дихатомически ветвящиеся вертикальные невысокие побеги. На верхушках побегов к середине лета появляются спороносные колоски булавовидной формы, как правило, по два на одной ножке. Колосок состоит из споролистиков( спорофиллов), прикрепляющихся к оси и имеющих на верхней стороне почкообразные спорангии на короткой ножке. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры. Морфологически и физиологически все споры одинаковы(изоспоры): они имеют округло-тетраэдрическую форму, покрыты толстой желтой оболочкой. Споры высыпаются из спорангия и при благоприятных условиях прорастают в маленький заросток- обоеполый клубеньковый формы гаметофит, лишенный хлорофилла. В клетки заростка внедряются гифы грибов. В присутствии гиф почвенного гриба гаметофит, питаясь сапрофитно, медленно растет и развивается в течение 12-17 лет. На верхней стороне гаметофита образуются многочисленные антеридии и архегонии, погруженные в ткань заростка, и только шейки архегониев выдаются наружу. Оплодотворение яйцеклетки, находящейся в архегонии, двужгутиковым сперматозоидом происходит в капельно-жидкой среде. После оплодотворения из зиготы образуется зародыш спорофита, развивающийся в брюшке архегония , а из него- взрослое растение. Взрослое растение плауна является спорофитом и представляет собой бесполое поколение. Некоторые виды плауна содержат парализующий яд, сходный по своему действию с ядом кураре.

Билет №8.

1. Особенности размножения Bryophyta на примере Marchantia polymorpha

Органы полового размножения размещаются на особых подставках и возвышаются над слоевищем. У мужских гаметофитов имеются подставки в виде восьми лопастных дисков, сидящих на ножке. На верхней стороне дисков находятся отверстия, ведущие в антеридии с двужгутиковыми сперматозоидами. На женских гаметофитах подставки имеют вид многолучевой звезды; между лучами подставки группами( шейкой вниз) расположены архегонии, прикрытые покрывальцем – перианцие. Имеется общее покрывальце перихеций. После оплодотворения из зиготы развивается спорангий в виде овальной коробочки, сидящей на очень короткой ножке. Внутри коробочки в результате мейоза образуются гаплоидные, но физиологически разные споры. К моменту созревания спор коробочки лопаются и споры высыпаются. Споры ,выпадающие их спорангия, сначала дают пластинчатую слабо развитую протонему, из которой развивается новый гаметофит. Также имеется вегетативное размножение, осуществляющееся выводковыми почками, образующимися в выводковых корзиночках на слоевищах.

2. Опыление цветковых растений . Приспособление к различным типам опыления :

Для образования зародыша , должно произойти опыление и оплодотворение . Опыление -это процесс переноса пыльцы с тычинки на рыльце пестика . Опыление впервые появилось у голосеменных растений, но наибольшего совершенства достигает у покрытосеменных.

Различают два типа опыления : самоопыление , и перекрёстное опыление . При самоопылении на пестик цветка попадает пыльца того же растения ; если перенос пыльцы осуществляешься между цветками разных особей , то происходит перекрёстное опыление . Считается , что оно свойственно 90% растений . Перекрёстное опыление обуславливает высокий уровень гетерозиготности популяций . Это создаёт большие возможности для естественного отбора . Строгое самоопыление встречается относительно редко ( например , у гороха ) и может вести к расщеплению вида на ряд чистых линий , т.е. делает популяции гомозиготными.

Для эволюционного процесса считается оптимальным сочетание самоопыления и перекрёстного опыления , что чаще всего и имеет место в природе . Одна из форм ограничивающихся самоопыление-, двудомность, т.е. на одних растениях развиваются только мужские цветки (тычиночные ) , а на других женские ( пестичные ) , имеющие только гинецей . Однодомные растения имеют цветки содержащие и андроцей, и гинецей . Другая форма , ограничивающая самоопыление - полная и физиологическая несовместимость . Она выражается в подавлении прорастания пыльцы на рыльце пестика той же особи .

Выделяют два типа перекрёстного опыления-биотическое и абиотическое. Биотическое опыление осуществляется животными , абиотическое- с помощью неживых факторов внешней среды ( ветер , вода у водных растений )

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 9

 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 10

 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 11

 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 12

 

1.Условия прорастания семян.

Цветковые растения размножаются семенами , созревающими внутри плода . Однако во многих случаях, семена распространяются , не отделяясь от околоплодника. В таких случаях посевным материалом оказываются не семена , а плоды или их части . Если плоды срастаются между собой , то посевной материал морфологически представляет собой соплодие .

Для прорастания семян обязателен период пониженных температур . Для более быстрого проращивания в условиях культуры семена таких растений подвергают стратификации -длительному выдерживанию при низкой температуре, во влажной среде и в условиях хорошей аэрации . Иногда покровы семени бывают водонепроницаемы . Такие семена подвергают скарификации -искусственному нарушению целостности покровов семени перетиранием, надрезанием, пропусканием через металлические щетки . Прорастанию семени предшествует его набухание -процесс связанный с поглощением большого количества воды и обводнением тканей семени.

Для прорастания семян необходимы вода ( ткани зрелых семян сильно обезвожены ) ,кислород для дыхания т определенная температура ,а иногда свет . Прорастание семян - это переход их от состояния покоя к росту зародыша и формированию проростка .

Надземное прорастание :

Семядоли выносятся на поверхность , зеленеют и становятся первыми ассимилирующими листьями . Вынос семядолей над почвой у двудольных чаще происходит за счёт удлинения гипокотиля ( фасоль, тыква , клён ) , либо в результате разрастания черешков семядолей ( аконит ).Подземное прорастание:

Семядоли, как правило , сморщиваются и отмирают не выходя на поверхность , а остаются в почве и служат либо вместилищем запасных питательных веществ , либо гаусторием, передающим их из запасающих тканей проростку ( горох , дуб, пшеница , кукуруза ) , а первыми ассимилирующими листьями становятся следующие за семядолями настоящие листья . При подземном прорастании рост гипокотиля ограничен , и побег сразу начинает расти вверх .

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13

 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 14

 

Билет№15

Билет№16

Билет№17

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 18

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 19

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 20

1.Описать жизненный цикл Pinóphyta на примере сосны обыкновенной Pinus silvestris.

Жизненный цикл голосеменных рассмотрим на примере сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Спорофит — дерево высотой до 50 м, достигающее возраста 400 лет. Ветвление боковое. Ствол хорошо выражен, на нем мутовками располагаются боковые ветви. Нарастание побегов моноподиальное. Побеги покрыты бурыми чешуевидными листьями. В пазухах их расположены сильно укороченные побеги, несущие по два игольчатых листа. Игольчатые листья, или хвоя, в сечении имеют плосковыпуклую форму, в центре расположены два проводящих пучка. Спорообразование начинается примерно на 30 - 40-м году жизни, при свободном стоянии — через 15-20 лет. Спорофиллы собраны в шишки двух видов, резко различающиеся между собой, но образующиеся на одном растении: мужские, расположенные группами, и женские — одиночные.

Мужская шишка имеет ось, к которой прикреплены чешуи — микроспорофиллы. На нижней стороне чешуй находится по два микроспорангия. В них в результате мейоза из клеток спорогенной ткани возникают многочисленные тетрады гаплоидных микроспор, одевающихся наружной плотной оболочкой (экзиной) за счет материала клеток, выстилающих микроспорангии. Экзина относительно толстая, слоистая. Образующаяся позднее интина (внутренняя оболочка микроспоры) тонкая и нежная, состоит из пектиновых веществ. У сосны и большинства других хвойных экзина отстает от интины, образуя два воздушных мешка. Увеличивая поверхность пыльцы, они способствуют переносу ее ветром, а при попадании пылинки в жидкость, выделяемую микропиле, играют роль поплавков, ориентирующих ее в нужном направлении.

Из зиготы развиваются подвесок и зародыш. Клетки подвеска сильно вытягиваются и проталкивают формирующийся зародыш внутрь ткани женского гаметофита, которая к этому времени накапливает запас питательных веществ. Ее называют первичным эндоспермом. Семязачаток после оплодотворения превращается в семя. В семени зародыш окружен эндоспермом, к которому прилегает тонкая пленка — остаток нуцеллуса. Снаружи семя покрыто твердой кожурой, возникшей из интегумента. Кожура и пленка образовались из тканей мегаспорангия, они имеют диплоидный набор хромосом. Эндосперм - вегетативная часть гаметофита, он гаплоидный, а зародыш — новое поколение спорофита — имеет диплоидный набор хромосом. Сформировавшийся зародыш состоит из корешка, стебелька, нескольких семядолей и почечки. Семя сосны снабжено легким крылышком, образовавшимся из тканей семенной чешуи.

Семена созревают через полтора года после опыления. К этому времени шишки из зеленых становятся бурыми, в солнечные дни в конце зимы чешуи их раздвигаются и семена высыпаются. Благодаря крыловидным придаткам семена разносятся ветром на большие расстояния. Весной семена прорастают и дают новые сосны.

Билет№21

1.Строение мужской и женской шишки на примере Pinus silvestris

Если женские шишки находятся на верхушке молодого побега, то мужские – у основания. В отличие от женских, мужские шишки сосны более мелкие, овальной формы, желтого цвета и сосредоточены в тесных группах.

Строение женской шишки сосныВесной на верхушках молодых побегов можно увидеть маленькие красноватые шишки. Это женские шишки. Женская шишка состоит из оси, или стержень, на котором располагаются чешуи. На чешуях женских шишек ничем не защищённые, как голые (отсюда название – голосеменные), лежат семязачатки, в каждом из них образуется яйцеклетка.

Строение мужской шишки сосныНа тех же ветках, на которых расположены женские, находятся и мужские шишки. Они располагаются не на верхушке молодого побега, а у их основания. Мужские шишки мелкие, овальные, жёлтые и собраны в тесные группы.

Каждая мужская шишка состоит из оси, на которой также расположены чешуйки. На нижней стороне каждой чешуйке по два пыльцевых мешочка, в которых созревает пыльца – совокупность пылинок, в которых позже образуются мужские половые клетки – спермии.

Строение зрелой шишки сосныОплодотворение у сосны происходит через год после попадания пыльцы на женские шишки. А высыпаются семена ещё через полгода, в конце зимы. К этому времени зрелая женская шишка становится бурого цвета и достигает 4-6 см.

Когда чешуи зрелой женской шишки раздвигаются, становится видно, что семена лежат попарно на верхней стороне чешуй, у их основания. Семена лежат, открыто, голо. Каждое семя сосны снабжено прозрачным пленчатым крылышком, обеспечивающее перенесение его ветром.

Билет№22

1.Характеристика Ginkgophyta(Гинкговые) на примере ginkgo biloba

Гинкговые(Ginkgopsida) Единственным современным представителем этого класса является реликтовое растение - Гинкго двулопастный (Ginkgo biloba). Это растение называют живым ископаемым, так как его ближайшие предки вымерли десятки миллионов лет назад. В диком состоянии после оледенений гинкго сохранилось только в Китае (Сычуань), но широко культивируется как декоративное дерево в парках внетропической зоны. Это высокое листопадное дерево, достигающее в высоту 40 м и в диаметре более 4,5 м. Листья черешковые, имеют характерную веерообразную листовидную пластинку с дихотомически ветвящимися жилками, ежегодно опадающие. Гинкго - двудомное растение. В пыльце гинкго во время ее прорастания образуются 2 подвижных много жгутиковых сперматозоида (а не 2 спермия, как у других голосеменных). На женских деревьях висят фактически семязачатки, а не семена. Пыльца в них попадает весной, а оплодотворение откладывается до поздней осени, когда семязачатки опадут. После опыления и оплодотворения сперматозоидами образуются семена - крупные, округлые, с сочным и мягким съедобным наружным покровом. Зародыш имеет 2 семядоли, которые при про- растании остаются в земле. В настоящее время гинкго известен в Китае; на Кавказе и в Крыму он разводится как декоративное растение. В генеративной сфере гинкго имеет определенное родство с саговниками, по строению листового аппарата - с папоротникообразными, по анатомии древесины - с хвойными. Наличие у сухопутных деревьев - саговников и гинкго - в половом процессе активно двигающихся в жидкой среде жгутиковых сперматозоидов эволюционно сближает их с высшими споровыми растениями. У других рассматриваемых представителей голосеменных растений мужские гаметы полностью утрачивают подвижность. Лечебные свойства гинкго билоба используются в современной медицине многих стран. Основным лекарственным сырьем являются листья гинкго билоба. Препараты на основе гинкголидов, выделенных из листьев гинкго, применяются при лечении некоторых сосудистых заболеваний — атеросклерозе,, для улучшения памяти, улучшения микроциркуляции крови в тканях и органах.

Билет№23

1)Класс Equisetophyta. Особенности строения и цикла размножения на примере Equisetum arvense

Шаровидная зеленая спора обмотана 4 пружинами - элатерами. При подсыхании элатеры раскручиваются, с их помощью споры сцепля- ются в крупные рыхлые комочки и лучше разносятся потоками воздуха. Попадая во влажную среду, споры прорастают целыми группами заростков, что увеличивает вероятность оплодотворения. Из физиологически различных спор развиваются разнополые гаметофиты. Заростки очень мелкие (всего несколько миллиметров), имеют вид небольших зеленых рассеченных пластинок с ризоидами. Через 3-5 недель на одних заростках созревают антеридии с многожгутиковыми сперматозоидами, на других - архегоний с яйцеклеткой. Во влажной среде происходит оплодотворение. Из образовавшейся зиготы развивается зародыш, а из него - взрослый спорофит .У разных видов хвощей строение побегов различное. Так, у хвоща полевого после рассеивания спор весенние неветвящиеся бесхлорофильные спороносные побеги отмирают, и на смену им вырастают летние зеленые ассимилирующие побеги .

Билет.

Билет.

1. Особенности размножения Bryophyta на примере Polytrichum commune. Кукушкин лен – многолетнее, невысокое растение без корней (имеются ризоиды) и то неветвящимся, нитевидным, прямостоячим стеблем и очередными, шиловидными листочками, состоящими из 2-х слоев клеток ассимиляционной паренхимы. На верхушке стебля среди листочков формируются половые органы – антеридии и архегонии. Это растение является половым поколением – гаметофитом. Гаметофит кукущкина льна является двудомным: т.е. одни растения формируют архегонии и являются женскими особями; другие формируют антеридии и являются мужскими особями.Половой процесс моховидных возможен только при наличии капельно-жидкой воды.Из множества сперматозоидов только один сливается с яйцеклеткой и образуется диплоидная зигота – новый молодой организм на самой ранней стадии своего развития. Зигота многократно делится митозом, в результате формируется шаровидный комочек клеток образовательной ткани. Это все тот же новый молодой организм, но чуть старше и состоящий пока из клеток одной ткани. Со временем его клетки дифференцируются в зрелый организм, который будет размножаться бесполым путем с помощью спор, а потому и называется этот организм спорофит. Спорофит мхов не имеет обычных органов высшего растения. Он представляет собой овальное или шаровидное образование, состоящее из многоклеточной коробочки на ножке и прикрытой на верху крышечкой, и эту структуру мхов часто называют спорогоном. В 2-х гнездах коробочки сначала специализируются клетки спорогенной ткани, а потом эти клетки делятся мейозом и из них возникают гаплоидные споры – клетки бесполого размножения. Каждая спора представляет собой одну клетку с двумя оболочками – экзиной и интиной и содержит запас питательных веществ. После созревания спор крышечка открывается, и споры высыпаются наружу. От ветра коробочка на тонкой ножке колышется, что способствует лучшему высыпанию спор.

Билет.

1.Опыление цветковых растений. Приспособления к различным типам опыления.

Для образования зародыша , должно произойти опыление и оплодотворение . Опыление -это процесс переноса пыльцы с тычинки на рыльце пестика . Опыление впервые появилось у голосеменных растений, но наибольшего совершенства достигает у покрытосеменных.

Различают два типа опыления : самоопыление , и перекрёстное опыление . При самоопылении на пестик цветка попадает пыльца того же растения ; если перенос пыльцы осуществляешься между цветками разных особей , то происходит перекрёстное опыление . Считается , что оно свойственно 90% растений . Перекрёстное опыление обуславливает высокий уровень гетерозиготности популяций . Это создаёт большие возможности для естественного отбора . Строгое самоопыление встречается относительно редко ( например , у гороха ) и может вести к расщеплению вида на ряд чистых линий , т.е. делает популяции гомозиготными.

Для эволюционного процесса считается оптимальным сочетание самоопыления и перекрёстного опыления , что чаще всего и имеет место в природе . Одна из форм ограничивающихся самоопыление-, двудомность, т.е. на одних растениях развиваются только мужские цветки (тычиночные ) , а на других женские ( пестичные ) , имеющие только гинецей . Однодомные растения имеют цветки содержащие и андроцей, и гинецей . Другая форма , ограничивающая самоопыление - полная и физиологическая несовместимость . Она выражается в подавлении прорастания пыльцы на рыльце пестика той же особи .

Выделяют два типа перекрёстного опыления-биотическое и абиотическое. Биотическое опыление осуществляется животными , абиотическое- с помощью неживых факторов внешней среды ( ветер , вода у водных растений )

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №1

Предмет, задачи и методы ботаники как науки. Разделы ботаники. Взаимосвязь ботаники с другими науками.

Ботаника - это наука о растениях. Она всесторонне изучает строение, жизненные функции, распространение, происхождение, эволюцию растений на разных уровнях их организации. Предметом ботаники являются растения, особенности их строения и жизнедеятельности.

Морфология - раздел ботаники о внешнем и внутреннем строении органов растений и становлении структур органов в процессе эволюции.

Макроскопическая морфология изучает то, что можно увидеть невооруженным глазом; к ней относится органография- учение об органах растения.

То, что можно увидеть с помощью микроскопа, изучает микроскопическая морфология. К ней относятся: цитология - учение о клетке; гистология - учение о тканях; анатомия - учение о строении внутренних органов растения; эмбриология- учение об образовании и закономерностях развития растения. Позже выделились такие разделы ботаники, как систематика, изучающая классификацию растений; геоботаника - наука о растительных сообществах; география растений, изучающая распределение растений на земном шаре; экология растений, рассматривающая взаимодействие растений с окружающей средой; палеоботаника, изучающая прежний облик растительности Земли. В ботанику входят и такие отпочковавшиеся от нее разделы, как микология (наука о грибах), альгология (наука о водорослях), фитопатология (наука о болезнях растений).

Физиология растений изучает жизнедеятельность. География растений – распространение растений и растительных сообществ на Земле. Экология растений изучает взаимосвязь растений с окруж.средой и друг с другом. Аутэкология-взаимодействие одного растения с окруж.средой. Синэкология-взаимодействие группы растений с окруж.средой.

Изучение растений ведется по нескольким уровням их организации. Наиболее древний уровень организации - молекулярный, определяющий критерии живой и неживой материи и отличия между ними. Следующий уровень - клеточный; на нем выявляются структура клетки, биохимические процессы и способы деления клеток. На организменномуровне изучают процессы, происходящие в особи, будь то одноклеточная водоросль, гриб или покрытосеменные растения, - с момента их зарождения до прекращения жизни. Онтогенез (индивидуальное развитие) изучает изменения, происходящие в течение всей жизни растения. Популяционно-видовой уровень характеризуется элементарной единицей - популяцией, т.е. совокупностью особей данного вида, населяющих определенную территорию и способных скрещиваться между собой. Биосферно-биогеоценотический уровень характеризуется биогеоценозом, являющимся его элементарной единицей. Биогеоценоз - это сложная система взаимодействия всего живого (растений, животных и микроорганизмов) с элементами неживой природы (атмосферы, гидросферы и литосферы).

Ботаника тесно связана с другими науками – с геологией через палеоботанику и индикационную геоботанику. С химией через биохимию и физиологию. С почвоведением и физ.географией – через экологию и геоботанику.

 

cyberpedia.su

Дипломная работа - Ботаника как наука

На сегодняшний день ботаника представляет собой сложную систему научных дисциплин, каждая из которых имеет свои задачи и свои собственные методы исследования.

Морфология растений – один из наиболее рано сформировавшихся разделов ботаники. Она изучает особенности внешнего строения растений и их отдельных органов, выясняет закономерности их образования, как меняется морфологическое строение в ходе индивидуального и исторического развития организма.

Некоторые разделы морфологии растений выделяют в особые дисциплины в связи с их прикладным или теоретическим значением, такие как органография – описание частей и органов растений, палинология – изучение пыльцы и спор растений, карпология – описание и классификация плодов, тератология – изучение аномалий и уродств (тератом) в строении растений. Также различают сравнительную, эволюционную, экологическую морфологию растений.

Анатомия растений изучает внутреннее строение растений и их органов. Она включает в себя цитологию (науку о клетке) и гистологию (науку о растительных тканях).

Систематика – один из основных разделов ботаники. Она занимается классификацией растений и выясняет родственные (эволюционные) взаимоотношения между ними (филогения). В прошлом систематика основывалась на внешних морфологических признаках растений и их географическом распространении, теперь же систематики широко используют также признаки внутреннего строения растений, особенности строения растительных клеток, их хромосомного аппарата, а также химический состав и экологические особенности растений.

Физиология растений исследует процессы жизнедеятельности растений. Она тесно взаимодействует с биохимией и генетикой. Методы физиологии растений существенно отличаются от ботанических, поэтому часто этот раздел к ботанике не относят.

География растений выявляет закономерности распространения растений и их сообществ на поверхности Земли. Из нее в конце 19 века выделилась геоботаника, которая исследует фитоценозы – растительные сообщества, их состав, структуру и распространение. Близко к географии растений стоит экология, которая выясняет взаимоотношения растений с внешней средой и, в том числе, с другими организмами. Установление видового состава растений (флоры) какой-либо определенной территории обычно называется флористикой, выявление областей распространения (ареалов) отдельных видов, родов и семейств в хорологией (фитохорологией).Палеоботаника – наука о вымерших ископаемых растениях. Она имеет первостепенное значение для восстановления истории развития растительного мира. Данные палеоботаники используются для решения многих вопросов систематики, морфологии (включая анатомию) и исторической географии растений.

По объектам исследования в ботанике выделяют альгологию (наука о водорослях), микологию (наука о грибах), лихенологию (наука о лишайниках), бриологию (наука о мхах) и др.

Болезнями растений, вызываемыми вирусами, бактериями и грибами, занимается фитопатология .

Что такое ботаника, что она изучает (каков объект изучения), из каких частных дисциплин состоит, и что является предметами изучения этих частных дисциплин? Известно, что частные науки в пределах общей дисциплины, к которой они относятся, не могут отличаться друг от друга объектом исследования, так как он у них один. Они могут отличаться предметами исследования и методами исследования. Если две науки отличаются друг от друга объектами своего исследования, то они не могут быть частными науками в рамках некоей общей научной дисциплины, – это запрещено методологически и логически. Разумеется, можно махнуть рукой на логику и методологию, но тогда мы выпадаем из научного поля. Это будет область религии, магии, сновидений и т.д. Мы же сегодня попытаемся удержаться в пространстве науки. Так что же такое ботаника?

Раскрываем специальный словарь и читаем, что ботаника, или фитология – это наука о растениях. Она изучает растения на предмет их строения, физиологии, классификации, экологии, географического распространения таксонов, эволюции» (Быков, 1973). А вот Н.Ф. Реймерс (1990) считает, чтоботаника – комплекс научных дисциплин, изучающих царства растений и грибов. Кажется, оба эти понятия дополняют друг друга и вместе дают исчерпывающее представление о ботанике. Но так ли это на самом деле? В первом определении мы не найдем места для науки фитоценологии, для науки геоботаники, для таких дисциплин, как лесоведение, болотоведение, степеведение, тундроведение. А ведь они – части ботаники, частные ботанические дисциплины. Во втором определении можно усомниться в правомерности включения в ботанику микологии. Сегодня доказано, что грибы, как растения и животные, – это самостоятельное царство живой природы, а следовательно, и самостоятельная отдельная равновеликая ботанике дисциплина. Ведь не объединяем же мы ботанику с зоологией!

Наконец, давайте задумаемся над фразой «ботаника – наука о растениях». Что же здесь имеется в виду? Особи растений, или виды и другие таксоны, или популяции? Если ботаника – наука об особях растений, то как быть с фитоценологией и геоботаникой? Тогда фитоценология и геоботаника не являются ботаническими дисциплинами. Но в первом томе многотомной сводки «Жизнь растений» геоботанике посвящена большая глава. Подойдем с другой стороны и сформулируем так: «Ботаника – наука о видах растений и их популяциях». Но в такой ботанике нет места морфологии, анатомии и физиологии растений. Г. Вальтер (1982) обозначенную проблему решает так: он считает, что есть общая наука фитология, включающая два крупных раздела – ботанику и геоботанику. Ботаника изучает растение, вырванное из природных условий, и изучает его в лаборатории, в оранжерее, в ботаническом саду. Геоботаника же, по Г. Вальтеру, рассматривает растение как часть биосферы и исследует поведение растения в естественных местообитаниях. Хочу возразить Г. Вальтеру. Ведь и геоботаник определяет свои гербарные образцы в лаборатории и вынужден изучать растения в условиях эксперимента. С другой стороны, нет такого систематика растений, который не изучал бы растения в естественной среде их обитания. Грош цена такому систематику, если он и есть где-то. Таким образом, вопрос о том, что такое ботаника, не слишком прост, и в настоящее время не имеет общепринятого и общепризнанного ответа.

Не обозначив объект и предметы исследования метадисциплины под названием «ботаника», мы не сможем корректно определить ее структуру, выработать единую систему понятий и терминов – единый научный язык ботаники, на котором бы могли общаться и понимать друг друга анатомы, физиологи, систематики, флористы и геоботаники. Не достигнув этого, мы не сможем правильно соподчинить ботанические структуры в институтах биологического профиля. Например, в БПИ ДВО РАН есть отдел ботаники, в который входят микологи (у ботаников и микологов разные объекты исследования), но в этот отдел не входят геоботаники и лесоведы, у которых с ботаниками вроде бы один объект исследования – растения. Палеоботаники, занимающиеся растениями, пусть и их ископаемыми остатками, почему-то не входят в отдел ботаники. Подобных примеров можно привести много. Я думаю, что подобное нарушение логики и методологии вряд ли идет на пользу развитию частных ботанических и микологических научных дисциплин. В этой ситуации сильно проигрывает микология, которая из бюджета института получает не как отдел, а как лаборатория, и даже меньше, поскольку в лаборатории низших растений работают не только микологи, но и ботаники – бриологи (специалисты по моховидным растениям). Как видим, вопрос о том, что такое ботаника, совсем не праздный.

Заглянем в историю

Теофраст (372–287 гг. до н.э.) определял ботанику как науку о растениях. Это и запечатлено в ее названии. Говоря о растениях, он несомненно имел в виду особей растений, а не виды, поскольку систематики растений в нашем понимании тогда просто еще не существовало, и мир растений делили на деревья, травы, кустарники, лианы и более дробные подразделения в пределах этих групп. Многих же удовлетворяло деление растений на группы по полезности, вредности и т.д. Представление о виде у растений на заре ботаники было столь смутным и неформализованным, что об этом даже и не задумывались.

Но виды растений люди выделяли с незапамятных времен задолго до отца ботаники Теофраста. Как-то раз, работая на Чукотском полуострове в 1970 году, общаясь в тундре с пастухом чукчей, который был неграмотным и едва говорил по-русски, я выяснил, что из 300 видов сосудистых растений этого ландшафтного района он различает как виды более 100. При этом объединяет сходные виды в группы, которые примерно соответствуют в научном понимании родам, и пользуется, по сути, бинарной номенклатурой. Разумеется, объем его «видов» и особенно «родов» часто не соответствовал принятому в многотомной сводке «Арктическая флора СССР». Но назовите мне хотя бы трех систематиков растений, у которых бы эти объемы совпадали?

Прагматический римско-греческий период развития ботаники сменился схоластическим европейским. Если на вершину первого периода мы ставим Теофраста, то на вершине второго, несомненно, находится Карл Линней. Карл Линней ослепил всех таксономической идеей и создал таксономическую парадигму, которая на два столетия отвлекла внимание ученых ботаников от всех других проблем. Ботаника из науки об особях растений превратилась в науку о видах и других таксонах. При этом особи изучались исключительно как типовые образцы – своеобразные морфологические модели видов. Главной целью ботаники на последующие 200 лет стало построение естественной системы видов, родов, семейств и порядков растений.

В конце XIX и в XX веке, после открытия Ч. Дарвина эта идея трансформировалась в идею создания так называемой филогенетической системы таксономических категорий. Система классификации растений стала рассматриваться как модель филогенетического процесса – по сути, как модель процесса эволюции в царстве растений. Этот период развития ботаники можно назвать периодом господства эволюционной парадигмы. Он продолжается и сейчас. Недавно вышла в свет хорошая умная книга бывшего директора БПИ ДВО РАН, ныне покойного Н.Н. Воронцова «Развитие эволюционных идей в биологии» (1999), к которой я отсылаю всех желающих поближе познакомиться с эволюционной парадигмой в биологии (в том числе и ботанике), освежить и пополнить свои знания в этой области.

Двадцатый век в рамках ботаники был ознаменован созданием экологической парадигмы. Интересно то, что эта парадигма формировалась одновременно и довольно независимо в ботанике и в зоологии. В рамках прикладной науки лесоведения Г.Ф. Морозов создает учение о лесе (1904) как о растительном сообществе (а по сути, как об экосистеме). В 1908 г. В.Н. Сукачев распространяет это понятие на все сообщества растений – леса, луга, степи, болота и т.д. Позднее он развивает учение о биогеоценозе как о биокосной системе. Геоботаник Тенсли (Tansley, 1935) вместо термина «биогеоценоз» использует термин «экосистема», который прочно приживается в науке. Что же лежит в основе экологической парадигмы в ботанике? Это – взаимодействие растений со средой своего обитания, воздействие на эту среду в процессе своей жизнедеятельности, воздействие друг на друга, взаимодействие друг с другом. Более полувека геоботаники специальными исследованиями доказывали, что растения, произрастая совместно, взаимодействуют друг с другом, конкурируют за свет, воду и минеральные вещества, оптимизируют среду своего обитания и формируют устойчивые системы – фитоценозы.

К сожалению, экологизация ботаники, овладение ботаниками в начале ХХ века экологической парадигмой не было безупречным. Все ботаники в той или иной мере были воспитаны в рамках таксономической и эволюционной парадигм и не могли из них полностью перейти в новую экологическую парадигму. Процесс этот, на мой взгляд, не закончился и в настоящее время. Не случайно экология большинством ученых и сегодня понимается не как наука об экосистемах и биосфере, а как наука о среде обитания растений, животных, человека. Находясь в рамках таксономической парадигмы, ученые долгое время считали, что сообщества сложены видами, а не особями, что в сообществах взаимодействуют и конкурируют виды, а не особи растений. Жесткая привязанность первых ботаников-экологов к эволюционной парадигме вынуждала их искать эволюцию и даже генезис фитоценозов. Старые парадигмы цеплялись за умы и мешали им полностью перейти в пространство экологической парадигмы. Если кому-то, как например, Л.Г. Раменскому (1924) удавалось немножко освободиться от гнета таксономической и эволюционной парадигм, то на него тут же набрасывались коллеги-инквизиторы и если не сжигали, то уж во всяком случае надолго лишали права голоса.

В студенческие и аспирантские годы мне пришлось прочесть много геоботанических работ на тему борьбы между тундрой и лесом на севере и степью и лесом на юге. Растительные сообщества в умах исследователей по степени целостности уподоблялись организмам. Следовательно, с ними можно и нужно было делать все то, что делали с организмами. Почти никто тогда не хотел измерить степень целостности фитоценоза. А если кто-то, как А.А. Уранов (1933), и пытался экспериментально и статистически изучить этот феномен, то опубликовать результаты своих исследований смог только в конце 60-х годов. Студентом в 1966–1967 гг. мне посчастливилось общаться с А.А. Урановым, он приглашал меня в аспирантуру, и я очень желал этого. Но обстоятельства не позволили этому осуществиться. В 1969 г. Алексей Александрович тяжело заболел. Прошло много лет, за свою жизнь мне пришлось общаться с очень многими крупными учеными геоботаниками, но великим из них я могу назвать только одного – А.А. Уранова.

Продолжим анализ дефиниций

В науке в процессе познания мы создаем модели природных явлений: объектов и процессов. В общем виде наши модели есть не что иное, как системы понятий, или множества понятий, упорядоченные системами отношений между этими понятиями. Например, можно представить себе модель роста деревьев кедра корейского в толщину в зависимости от географической широты, полноты древостоя и возраста. Наука вообще – это некая игра с понятиями. Модели бывают частные и общие. Самые общие модели в науке называются теориями. Любая теория – это система понятий. Как дом бывает сложен из кирпичей, так и теория состоит из понятий. Если кирпичи, из которых сложен дом, слабые и дефективные, то дом будет кособоким и скоро развалится. Так и с теориями. Если они сложены из добротных понятий, то это добротные теории.

Посмотрим, как обстоят дела в конкретных науках. Поскольку я все-таки геоботаник, то попытаюсь проанализировать некоторые понятия из геоботаники. Начнем, пожалуй, с основного понятия геоботаники – понятия «фитоценоз» или «растительное сообщество». Насколько я знаю, первым в России в 1865 г. четко и однозначно высказавшим мысль об эффектах «общественной» жизни растений в растительном покрове был С.П. Корельщиков (Быков, 1970). В конце XIX века понятия «растительное сообщество», «растительная ассоциация», «растительная формация» и «тип леса» уже прочно вошли в российскую ботаническую литературу (И.Г. Борщов, 1865; А.Н. Краснов, 1888; Н.К. Генко, 1902; Д.Д. Назаров. 1897; И.И. Гуторович, 1997; Г.Ф. Морозов, 1904, 1905; С.И. Коржинский, 1888,1899; А.Н. Бекетов, 1874; А.Я. Гордягин, 1900, 1901; Г.Н. Высоцкий, 1908, 1915; И.К Пачоский, 1891, 1896, 1908, 1915, 1921; В.Н. Сукачев, 1908, 1910, 1915; Раменский, 1909, 1910, 1917; В.В. Алехин, 1909,1910,1915, 1916). Перечень ботаников в этом списке приведен по монографии В.Д. Александровой (1969).

Вообще же, занимаясь научной деятельностью, всегда следует знать истоки своей науки, надо почаще обращаться к тем исследователям, которые были первыми. Обращение к истокам науки очень часто помогает освободиться из плена тех заблуждений, которые были накоплены последующими поколениями и твоими соотечественниками. Последователи часто бывают более ортодоксальны в следовании теориям и системам, чем сами авторы этих теорий и систем. Такова диалектика науки. Так с кого же все-таки началась геоботаника? Обычно называют Гумбольдта, Гризебаха, Кернера и Поста (Ярошенко, 1961; Воронов, 1963; Александрова, 1969; Быков, 1970; Раменский, 1971; Работнов, 1983; Ипатов, Кирикова, 1997; Миркин, Наумова, 1998 и др.).

Пост (Post, 1842): девятнадцатилетний шведский ботаник 150 лет назад ратовал за применение точных методов при изучении растительности. В качестве исходных объектов для классификации растительности он использовал территориальные единицы и называл их локалями (Lokale). Локали – это участки земной поверхности, одетые почти однородной растительностью. В работе, опубликованной в 1862 году, Пост писал о взаимовлиянии между компонентами растительности и взаимодействии между ними и средой. При описании растительности Пост использовал пробные площади, а роль видов на них оценивал по 5-тибалльной шкале. Растительность по определению Поста состоит из видов растений. Таким образом, Пост целиком находился во власти таксономической парадигмы своего великого земляка Карла Линнея. По существу, именно Пост является основоположником науки геоботаники, а не А. Гумбольдт и Гризебах, как принято считать. Он определил не только объект новой науки – растительность, но и разработал методы его исследования, выделил в растительности составляющие ее элементы – локалии. Локалии Поста есть не что иное, как территориальные единицы растительности, выделяемые современными геоботаниками.

Первым, кто применил методы геоботанических исследований Поста, был Хульт (Hult, 1881), который перевел работу Поста с шведского на английский язык и сделал ее доступной многим ботаникам. Хочу обратить внимание на то, что прогрессивные идеи Поста были отвергнуты его современниками, и только через 39 лет уже новое поколение исследователей востребовало его наработки. Важным шагом в развитии геоботаники был отход от таксономической парадигмы в сторону парадигмы экологической. Первый шаг сделал А. Гумбольдт (1805), разделивший растительность на формации по характеру доминирующей жизненной формы растений. Позднее Кернер и Хульт создали и развили учение о ярусности растительности (Kerner, 1863; Hult, 1881). Хочу обратить внимание на то, что ни жизненные формы, ни ярусы не являются таксономическими подразделениями. Геоботаники наконец увидели, что растительность состоит не только из видов.

Каяндер (Сajander, 1903) также развивал фитотопологическое направление в геоботанике. Фитоценоз по Каяндеру – это более или менее гомогенный участок растительного покрова, который благодаря доминированию одного или большего числа более или менее равноценных видов характеризуется как некое целое. В этом определении заложена возможность разного толкования фитоценоза. Непонятно, что значит «более или менее равноценные виды», в чем равноценные, как определить степень равноценности видов в фитоценозе? Еще более непонятно, что значит «некое целое»? Что такое целостность, как ее определять? К сожалению, это определение фитоценоза находится целиком под гнетом таксономической парадигмы.

Г.Ф. Морозов (1904) определял фитоценоз как такое соединение пород (видов деревьев), при котором обнаруживается как взаимное влияние деревьев друг на друга, так и их влияние на занятую ими почву и атмосферу. Применить это определение на практике не просто. Как доказать, влияют или нет друг на друга два дерева, растущие в пределах одной пробной площади на расстоянии 100 м друг от друга? Ну а доказывать то, что каждое растение, а тем более дерево, влияет на почву и атмосферу, вообще не следует. Эта часть фразы в дефиниции просто излишняя. Тем не менее, хочу обратить внимание на то, что в фитоценозе Морозова по определению взаимодействуют не виды, а особи деревьев.

В.В. Алехин (1924) писал, что растительное сообщество есть комплекс растительных видов, обладающий определенным строением и слагающийся из экологически и фенологически различных элементов (ярусность в пространстве и времени) и, несмотря на свою подвижность, представляющий вполне устойчивую систему (подвижное равновесие). В этом определении также слишком много неопределенности. Что такое «определенное строение» и «вполне устойчивая система»? В таком фитоценозе экологически и фенологически сходные элементы не могут быть по определению. А как же в таком случае полидоминантные фитоценозы? Вообще, что такое элементы фитоценоза? Это виды, особи, ярусы или синузии?

Согласно A.G. Tansley (1946), сообщество растений – это любое собрание произрастающих совместно растений, представляющее собой некоторое неделимое целое. Здесь также имеется неопределенность в виде фразы «некоторое неделимое целое». Что значит неделимое? Ведь фитоценоз состоит из дискретных особей растений. Любой участок растительного покрова в ранге фитоценоза можно разделить на два участка. Странное нелогичное определение фитоценоза дал знаменитый Тенсли. Положительно в нем только то, что автор освободился из таксономического плена и не говорит о видах как компонентах или составных частях фитоценоза.

В.Н. Сукачев (1957) дал определение фитоценоза, которое среди геоботаников считается классическим. По крайней мере, на него почти все геоботаники в России ссылаются и используют его в своих работах. Фитоценоз по В.Н. Сукачеву – это всякая конкретная растительность, на известном пространстве однородная по составу, синузиальной структуре, сложению и характеру взаимодействий между растениями и между ними и средой. На мой взгляд, это определение перегружено нечеткими понятиями, каждое из которых требует своего научного определения. В практике геоботанической работы невозможно без специального очень тщательного предварительного исследования решить, достаточно ли однородна по характеру воздействия растений на среду и друг на друга растительность на некотором участке, выбираемом как фитоценоз. Слова «конкретная растительность» в данной дефиниции представляются излишними, так как непонятно, что такое неконкретная растительность? Что такое «известное пространство», кому известное? Тем не менее, В.Н. Сукачев в своем определении ничего не говорит о видах как компонентах фитоценоза.

Б.А. Быков (1973) определил фитоценоз так: этоустойчивая система совместно существующих на некотором участке земной поверхности автотрофных и гетеротрофных организмов и созданной ими и их предшественниками фитоценотической среды. Фитоценоз – это ценоэкосистема. Я не представляю, как исследователь, закладывающий пробную площадь, может решить, устойчива здесь система совместно произрастающих растений, или нет? Очень разным по размеру может быть «некоторый» участок земной поверхности. Включение же в фитоценоз гетеротрофных организмов явно не оправдано.

Н.Ф. Реймерс (1980) дает более лаконичное определение фитоценоза. Его сообщество растений являетсясистемой совместно живущих в пределах некоторого естественного пространства автотрофных организмов. Здесь меня не устраивают, пожалуй, только два слова – «система» и «естественное пространство». Я с трудом могу себе представить неестественное пространство. Ну, а понятие «система» – столь сложное понятие и так неоднозначно трактуемое, что назвать конкретный фитоценоз системой, не доказывая этого специальным анализом, по крайней мере не корректно. Определяя понятия, мы должны разъяснять их с помощью более простых и однозначно трактуемых понятий, чем определяемое. Иначе зачем такое определение нужно? Ведь определение понятия не должно быть характеристикой всех свойств определяемого объекта.

По Б.М. Миркину и др. (1989), фитоценоз – это условно отграниченный и однородный (на глаз) контур растительности, часть биоценоза и биогеоценоза. Неплохое определение, но при чем тут «часть биоценоза и биогеоценоза»? Непонятно, что за часть, какая часть биогеоценоза фитоценоз. Здесь более простое также определяется через более сложное. Особенно же хороша «однородность» на глаз. Для человека с хорошим зрением, хорошо знающего виды растений этот участок растительного покрова покажется неоднородным, а для полуслепого, который злаки от осок не отличает, напротив, участок будет очень однороден. Слова «условно отграниченный» также не делают эту дефиницию корректной.

Следует обратить внимание и на то, что приведенные нечеткие понятия различаются и по существу. У одних это сообщество автотрофов и гетеротрофов, у других только автотрофов. У одних это участок растительного покрова, у других группа взаимодействующих друг с другом особей. Это не очень хорошо. Поясню таким наглядным примером. Представьте себе, что слово «кошка» обозначает и кошку, и рысь в тексте писателя Петрова, а в словаре читателя Иванова это слово обозначает только кошку. И вот читатель Иванов читает произведение писателя Петрова и пытается представить себе, что кошка прыгнула с дерева на охотника и мигом перегрызла ему горло. Будет Иванов спорить с Петровым, что этого не может быть? Да, будет. Но ведь Петров-то писал о рыси. Нечто похожее происходит и в геоботанической литературе. Читая Б.А. Быкова, я должен иметь в виду, что в состав его фитоценоза включены не только растения, но и животные, и грибы – все гетеротрофы. А вот в фитоценозе Б.М. Миркина сосуществуют только растения.

А теперь рассмотрим другое центральное понятие геоботаники – понятие «растительная ассоциация ».

Вероятно, первым употребил термин ассоциация применительно к растительному покрову А. Гумбольдт(1805). Ассоциация у А. Гумбольдта – это повторяющееся в природе сочетание видов растений. Попросту говоря, это компания видов, которые в растительном покрове вместе друг с другом встречаются чаще, чем порознь. Красивое и лаконичное определение, я не могу к нему придраться. Кроме ассоциаций видов растений, А. Гумбольдт в растительном покрове различал формации. Для этого он разбил все растения на 17 жизненных форм. Формации он выделял по характеру доминирующих жизненных форм растений на конкретных участках растительного покрова. Гениальный подход!

По Каяндеру (Сajander, 1903), растительная ассоциация – это совокупность фитоценозов, в которых доминирует один и тот же вид (или одни и те же виды), образующие некое единство. Гумбольдт ассоциацию Каяндера называл формацией. Зачем надо было делать эту подмену ассоциации формацией? Смуту в уме создают слова «некое единство». С помощью столь туманного выражения делать дефиницию в науке конечно же не следует.

У Т.А. Работнова (1983) ассоциация – это тип фитоценозов. В ассоциацию фитоценозы объединяются по сходству видового состава, состава видов доминантов, сходному участию в трансформации вещества и энергии. Если бы фитоценоз геоботаниками определялся четко и однозначно, то против данной дефиниции было бы нечего возразить. Правда, следует оговорить, – какой должен быть уровень сходства видового состава у фитоценозов в одной ассоциации – 100, 70, или 30%. Определить сходство фитоценозов по участию в трансформации вещества и энергии инструментально очень сложно и дорого. Это плохой критерий. Вызывает большое сомнение и то, что сходство фитоценозов по видовому составу и сходство их только по составу видов доминантов будет совпадать. В 1980–82 годы я со студентами Сыктывкарского университета специально изучал этот вопрос. Было составлено 60 геоботанических описаний растительности пробных площадей. Эти описания сравнили попарно на предмет сходства наборов всех видов и на предмет сходства только видов доминантов. Группировка описаний в первом случае была мало похожа на группировку этих описаний во втором случае.

Как видим, проанализированные определения ассоциации, так же как определения фитоценоза, далеки от совершенства. При желании можно было бы продолжить наш анализ, ведь существует еще несколько определений ассоциации. Например, В.В. Алехин определял ассоциацию не как тип фитоценозов, а как сумму сходных фитоценозов. В его системе конкретные фитоценозы являются участками ассоциаций. Надо сказать, что я все больше и больше склоняюсь признать такое определение ассоциации более корректным, чем определение ассоциации как типа фитоценозов. У Алехина ассоциация конкретна. Это – совокупность всех сходных участков растительного покрова в географическом пространстве (в ландшафтном районе, на земном шаре). У ассоциации В.В. Алехина есть топологический и географический ареал.

Надо сказать, что ассоциация В.В. Алехина и ассоциация А. Гумбольдта – совершенно разные сущности. Ассоциация Алехина – это часть растительного покрова, контур в растительном покрове, а ассоциация Гумбольдта – это часть или элемент флоры. В своей кандидатской диссертации в 1970–72 гг. я попытался статистическими методами выделить ассоциации по Гумбольдту (компании видов) в двух локальных флорах: на Западной и на Восточной Чукотке. Эти ассоциации были названы мной эколого-ценотическими элементами флоры. Ассоциации по Алехину обычно выделяют при очень детальном геоботаническом картировании.

Я не думаю, однако, что называть три совершенно разные сущности в ботанике одним и тем же словом «ассоциация» целесообразно. Теория, построенная на таких дефинициях, напоминает мне очень кособокий и непрочный дом.

Одним из узловых понятий, которое также давно и часто используется в геоботанике, является понятие «синузия ». Рассмотрим теперь некоторые определения синузии, на которые часто ссылаются исследователи. Существует, по меньшей мере, несколько подходов к определению синузии. Одно из первых определений находим у Б.А. Келлера (1923). По Келлеру,синузия – это группа особей одного или нескольких сходных видов, каждая со своей окружающей внешней для нее обстановкой. Синузии в растительном покрове и в пределах одного фитоценоза могут обладать известной самостоятельностью. У Липмаа (Lipmaa, 1933) синузия – это по сути одноярусная ассоциация растений (особей) сходных жизненных форм. Н.Ф. Реймерс (1980) синузию определяет как экологически и пространственно обособленную часть фитоценоза, состоящую из растений одной или нескольких близких жизненных форм (деревья, кустарники, кустарнички, эпигейные лишайники, эпифитные лишайники, мхи зеленые, мхи сфагновые и т.д.), связанных между собой общими требованиями к среде обитания. Это определение более многословно, чем определение Липмаа, но оно менее корректно. Действительно, «общие требования к среде обитания» – не очень точное и корректное высказывание. В дефиниции синузии Реймерса никак не определена степень близости (сходства) жизненных форм растений, которые относятся к одной синузии. Как и насколько они должны быть сходны?

Пожалуй, не более корректно синузию определил и Т.А. Работнов (1983). У него синузия – это совокупность видов, относящихся к одной и той же группе жизненных форм и близких по ритму сезонной вегетации. Но ведь совокупностью видов по наиболее распространненному определению является флора. Что, синузия Работнова – часть флоры? Близость (сходство) жизненных форм и ритмов сезонной вегетации здесь также никак не регламентированы.

У Б.М. Миркина и др. (1989) синузия – это пространственно и экологически обособленная часть фитоценоза, один из ценоэлементов, отражающий внутриценотическую ассоциированность. Здесь также более простое явление «синузия» определяется через более сложное – «фитоценоз». Назвать в дефиниции синузию ценоэлементом и не объяснить тут же, что такое ценоэлемент (часть фитоценоза, или что-то другое), мне представляется некорректно. Ну, а фразу «отражающий внутриценотическую ассоциированность» я просто оставляю без комментария.

На мой взгляд, наиболее точное и лаконичное определение растительной синузии можно найти в монографии В.С. Ипатова и Л.А. Кириковой (1997) «Фитоценология». Они пишут, что синузия – это один из ценоэлементов – компонент растительности, сложенный особями одной жизненной формы.

www.ronl.ru

Ботаника как наука

На сегодняшний день ботаника представляет собой сложную систему научных дисциплин, каждая из которых имеет свои задачи и свои собственные методы исследования.

Морфология растений – один из наиболее рано сформировавшихся разделов ботаники. Она изучает особенности внешнего строения растений и их отдельных органов, выясняет закономерности их образования, как меняется морфологическое строение в ходе индивидуального и исторического развития организма.

Некоторые разделы морфологии растений выделяют в особые дисциплины в связи с их прикладным или теоретическим значением, такие как органография – описание частей и органов растений, палинология – изучение пыльцы и спор растений, карпология – описание и классификация плодов, тератология – изучение аномалий и уродств (тератом) в строении растений. Также различают сравнительную, эволюционную, экологическую морфологию растений.

Анатомия растений изучает внутреннее строение растений и их органов. Она включает в себя цитологию (науку о клетке) и гистологию (науку о растительных тканях).

Систематика – один из основных разделов ботаники. Она занимается классификацией растений и выясняет родственные (эволюционные) взаимоотношения между ними (филогения). В прошлом систематика основывалась на внешних морфологических признаках растений и их географическом распространении, теперь же систематики широко используют также признаки внутреннего строения растений, особенности строения растительных клеток, их хромосомного аппарата, а также химический состав и экологические особенности растений.

Физиология растений исследует процессы жизнедеятельности растений. Она тесно взаимодействует с биохимией и генетикой. Методы физиологии растений существенно отличаются от ботанических, поэтому часто этот раздел к ботанике не относят.

География растений выявляет закономерности распространения растений и их сообществ на поверхности Земли. Из нее в конце 19 века выделилась геоботаника, которая исследует фитоценозы – растительные сообщества, их состав, структуру и распространение. Близко к географии растений стоит экология, которая выясняет взаимоотношения растений с внешней средой и, в том числе, с другими организмами. Установление видового состава растений (флоры) какой-либо определенной территории обычно называется флористикой, выявление областей распространения (ареалов) отдельных видов, родов и семейств в хорологией (фитохорологией). Палеоботаника – наука о вымерших ископаемых растениях. Она имеет первостепенное значение для восстановления истории развития растительного мира. Данные палеоботаники используются для решения многих вопросов систематики, морфологии (включая анатомию) и исторической географии растений.

По объектам исследования в ботанике выделяют альгологию (наука о водорослях), микологию (наука о грибах), лихенологию (наука о лишайниках), бриологию (наука о мхах) и др.

Болезнями растений, вызываемыми вирусами, бактериями и грибами, занимается фитопатология.

Что такое ботаника, что она изучает (каков объект изучения), из каких частных дисциплин состоит, и что является предметами изучения этих частных дисциплин? Известно, что частные науки в пределах общей дисциплины, к которой они относятся, не могут отличаться друг от друга объектом исследования, так как он у них один. Они могут отличаться предметами исследования и методами исследования. Если две науки отличаются друг от друга объектами своего исследования, то они не могут быть частными науками в рамках некоей общей научной дисциплины, – это запрещено методологически и логически. Разумеется, можно махнуть рукой на логику и методологию, но тогда мы выпадаем из научного поля. Это будет область религии, магии, сновидений и т.д. Мы же сегодня попытаемся удержаться в пространстве науки. Так что же такое ботаника?

Раскрываем специальный словарь и читаем, что ботаника, или фитология – это наука о растениях. Она изучает растения на предмет их строения, физиологии, классификации, экологии, географического распространения таксонов, эволюции» (Быков, 1973). А вот Н.Ф. Реймерс (1990) считает, что ботаника – комплекс научных дисциплин, изучающих царства растений и грибов. Кажется, оба эти понятия дополняют друг друга и вместе дают исчерпывающее представление о ботанике. Но так ли это на самом деле? В первом определении мы не найдем места для науки фитоценологии, для науки геоботаники, для таких дисциплин, как лесоведение, болотоведение, степеведение, тундроведение. А ведь они – части ботаники, частные ботанические дисциплины. Во втором определении можно усомниться в правомерности включения в ботанику микологии. Сегодня доказано, что грибы, как растения и животные, – это самостоятельное царство живой природы, а следовательно, и самостоятельная отдельная равновеликая ботанике дисциплина. Ведь не объединяем же мы ботанику с зоологией!

Наконец, давайте задумаемся над фразой «ботаника – наука о растениях». Что же здесь имеется в виду? Особи растений, или виды и другие таксоны, или популяции? Если ботаника – наука об особях растений, то как быть с фитоценологией и геоботаникой? Тогда фитоценология и геоботаника не являются ботаническими дисциплинами. Но в первом томе многотомной сводки «Жизнь растений» геоботанике посвящена большая глава. Подойдем с другой стороны и сформулируем так: «Ботаника – наука о видах растений и их популяциях». Но в такой ботанике нет места морфологии, анатомии и физиологии растений. Г. Вальтер (1982) обозначенную проблему решает так: он считает, что есть общая наука фитология, включающая два крупных раздела – ботанику и геоботанику. Ботаника изучает растение, вырванное из природных условий, и изучает его в лаборатории, в оранжерее, в ботаническом саду. Геоботаника же, по Г. Вальтеру, рассматривает растение как часть биосферы и исследует поведение растения в естественных местообитаниях. Хочу возразить Г. Вальтеру. Ведь и геоботаник определяет свои гербарные образцы в лаборатории и вынужден изучать растения в условиях эксперимента. С другой стороны, нет такого систематика растений, который не изучал бы растения в естественной среде их обитания. Грош цена такому систематику, если он и есть где-то. Таким образом, вопрос о том, что такое ботаника, не слишком прост, и в настоящее время не имеет общепринятого и общепризнанного ответа.

Не обозначив объект и предметы исследования метадисциплины под названием «ботаника», мы не сможем корректно определить ее структуру, выработать единую систему понятий и терминов – единый научный язык ботаники, на котором бы могли общаться и понимать друг друга анатомы, физиологи, систематики, флористы и геоботаники. Не достигнув этого, мы не сможем правильно соподчинить ботанические структуры в институтах биологического профиля. Например, в БПИ ДВО РАН есть отдел ботаники, в который входят микологи (у ботаников и микологов разные объекты исследования), но в этот отдел не входят геоботаники и лесоведы, у которых с ботаниками вроде бы один объект исследования – растения. Палеоботаники, занимающиеся растениями, пусть и их ископаемыми остатками, почему-то не входят в отдел ботаники. Подобных примеров можно привести много. Я думаю, что подобное нарушение логики и методологии вряд ли идет на пользу развитию частных ботанических и микологических научных дисциплин. В этой ситуации сильно проигрывает микология, которая из бюджета института получает не как отдел, а как лаборатория, и даже меньше, поскольку в лаборатории низших растений работают не только микологи, но и ботаники – бриологи (специалисты по моховидным растениям). Как видим, вопрос о том, что такое ботаника, совсем не праздный.

Заглянем в историю

Теофраст (372–287 гг. до н.э.) определял ботанику как науку о растениях. Это и запечатлено в ее названии. Говоря о растениях, он несомненно имел в виду особей растений, а не виды, поскольку систематики растений в нашем понимании тогда просто еще не существовало, и мир растений делили на деревья, травы, кустарники, лианы и более дробные подразделения в пределах этих групп. Многих же удовлетворяло деление растений на группы по полезности, вредности и т.д. Представление о виде у растений на заре ботаники было столь смутным и неформализованным, что об этом даже и не задумывались.

Но виды растений люди выделяли с незапамятных времен задолго до отца ботаники Теофраста. Как-то раз, работая на Чукотском полуострове в 1970 году, общаясь в тундре с пастухом чукчей, который был неграмотным и едва говорил по-русски, я выяснил, что из 300 видов сосудистых растений этого ландшафтного района он различает как виды более 100. При этом объединяет сходные виды в группы, которые примерно соответствуют в научном понимании родам, и пользуется, по сути, бинарной номенклатурой. Разумеется, объем его «видов» и особенно «родов» часто не соответствовал принятому в многотомной сводке «Арктическая флора СССР». Но назовите мне хотя бы трех систематиков растений, у которых бы эти объемы совпадали?

Прагматический римско-греческий период развития ботаники сменился схоластическим европейским. Если на вершину первого периода мы ставим Теофраста, то на вершине второго, несомненно, находится Карл Линней. Карл Линней ослепил всех таксономической идеей и создал таксономическую парадигму, которая на два столетия отвлекла внимание ученых ботаников от всех других проблем. Ботаника из науки об особях растений превратилась в науку о видах и других таксонах. При этом особи изучались исключительно как типовые образцы – своеобразные морфологические модели видов. Главной целью ботаники на последующие 200 лет стало построение естественной системы видов, родов, семейств и порядков растений.

В конце XIX и в XX веке, после открытия Ч. Дарвина эта идея трансформировалась в идею создания так называемой филогенетической системы таксономических категорий. Система классификации растений стала рассматриваться как модель филогенетического процесса – по сути, как модель процесса эволюции в царстве растений. Этот период развития ботаники можно назвать периодом господства эволюционной парадигмы. Он продолжается и сейчас. Недавно вышла в свет хорошая умная книга бывшего директора БПИ ДВО РАН, ныне покойного Н.Н. Воронцова «Развитие эволюционных идей в биологии» (1999), к которой я отсылаю всех желающих поближе познакомиться с эволюционной парадигмой в биологии (в том числе и ботанике), освежить и пополнить свои знания в этой области.

Двадцатый век в рамках ботаники был ознаменован созданием экологической парадигмы. Интересно то, что эта парадигма формировалась одновременно и довольно независимо в ботанике и в зоологии. В рамках прикладной науки лесоведения Г.Ф. Морозов создает учение о лесе (1904) как о растительном сообществе (а по сути, как об экосистеме). В 1908 г. В.Н. Сукачев распространяет это понятие на все сообщества растений – леса, луга, степи, болота и т.д. Позднее он развивает учение о биогеоценозе как о биокосной системе. Геоботаник Тенсли (Tansley, 1935) вместо термина «биогеоценоз» использует термин «экосистема», который прочно приживается в науке. Что же лежит в основе экологической парадигмы в ботанике? Это – взаимодействие растений со средой своего обитания, воздействие на эту среду в процессе своей жизнедеятельности, воздействие друг на друга, взаимодействие друг с другом. Более полувека геоботаники специальными исследованиями доказывали, что растения, произрастая совместно, взаимодействуют друг с другом, конкурируют за свет, воду и минеральные вещества, оптимизируют среду своего обитания и формируют устойчивые системы – фитоценозы.

К сожалению, экологизация ботаники, овладение ботаниками в начале ХХ века экологической парадигмой не было безупречным. Все ботаники в той или иной мере были воспитаны в рамках таксономической и эволюционной парадигм и не могли из них полностью перейти в новую экологическую парадигму. Процесс этот, на мой взгляд, не закончился и в настоящее время. Не случайно экология большинством ученых и сегодня понимается не как наука об экосистемах и биосфере, а как наука о среде обитания растений, животных, человека. Находясь в рамках таксономической парадигмы, ученые долгое время считали, что сообщества сложены видами, а не особями, что в сообществах взаимодействуют и конкурируют виды, а не особи растений. Жесткая привязанность первых ботаников-экологов к эволюционной парадигме вынуждала их искать эволюцию и даже генезис фитоценозов. Старые парадигмы цеплялись за умы и мешали им полностью перейти в пространство экологической парадигмы. Если кому-то, как например, Л.Г. Раменскому (1924) удавалось немножко освободиться от гнета таксономической и эволюционной парадигм, то на него тут же набрасывались коллеги-инквизиторы и если не сжигали, то уж во всяком случае надолго лишали права голоса.

coolreferat.com

ВВОДНАЯ ЛЕКЦИЯ Ботаника как комплексная наука о растениях

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. »

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

Спасибо за внимание!

present5.com

Разделы ботаники | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Тема:

Общие темы

Ботаника нашего времени — это обширная наука, охватить все разде­лы которой невозможно одному исследователю.

Развиваясь исторически, в связи с общим развитием производительных сил, усваивая достижения других смежных наук, ботаника сейчас представ­лена большим числом дисциплин, каждая из которых имеет свои, подчас очень сложные методы исследования. Каждая ботаническая дисциплина на­ходит свое применение в практике народного хозяйства.

Ботанику, как и всякую другую науку, можно подразделить на несколь­ко разделов. Раньше по способам исследования ботанику делили на опи­сательную и экспериментальную. К первой относили морфо­логию, анатомию, систематику и экологию растений, ко вто­рой — физиологию, микробиологию и биохимию растений. В на­ше время это разделение неприемлемо. В систематике и морфологии, а особенно в анатомии и экологии экспериментальный метод получает все большее развитие; в физиологии и биохимии определенное место занима­ет описательный материал.

Кратко отдельные разделы ботаники можно охарактеризовать следую­щим образом:

  1. Морфология растений изучает внешнюю форму и ее связь с условиями окружающей среды, а также эволюцию форм в раститель­ном мире.
  2. Анатомия растений изучает внутреннее микроско­пическое строение, его эволюцию и его связь с физиологически­ми процессами и условиями жизни.
  3. Физиология растений изучает жизненные процессы растения и их изменения в онтогенезе в связи с условиями жизни. К физио­логии тесно примыкают и выделились из нее следующие науки: а) биохимия растений, изучающая химический состав растений и изменения веществ в них; б) микробиология — наука о жизненных процессах у микро­скопических организмов.
  4. Систематика растений изучает сходство, различие, родствен­ные связи и происхождение дикорастущих и культурных растений, т. е. изменения растительного мира во времени, т. е. его филогению.
  5. География и экология растений изучают распреде­ление растений в пространстве, по лику нашей планеты, в зависимости от условий окружающей среды и исторических причин. К ним тесно примыкает геоботаника — наука о растительных сообществах, изучающая сочетания растений в их взаимосвязи с условиями среды Геоботаники учитывают производительность растительного покрова территорий, изменяют, на основе изучения закономерностей сложения ра­стительного покрова, состав и условия произрастания растительных сооб­ществ в нужном для человека направлении.
  6. Палеоботаника — наука, изучающая вымершие ра­стения прежних геологических эпох по их ископаемым остаткам.

Три последних отдела называются иногда специальной бота­никой в отличие от первых, которые называются общей бота­никой. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Изучая растительный мир, мы должны выяснить, как построено, как живет зеленое растение, какие черты сходства и различия обнаруживают различные представители растительного мира, и наконец, установить основ­ные закономерности распределения растений на нашей планете, обратив осо­бенное внимание на растения нашей необъятной страны. От нашего пытли­вого взора не должны ускользнуть наиболее ценные для народного хозяйст­ва растения: кормовые, пищевые, текстильные, лекарственные и т. д.

Так же, как и другие науки, изучающие живые организмы (зоология, анатомия и физиология животных и человека и др.), ботаника является од­ной из частей науки о живых существах — биологии.

На этой странице материал по темам:

  • Биология доклад про анатомию

  • Школьный мир scoolworld

  • Краткий доклад по теме ботаника

  • Сообщение на тему разделы ботаники

  • Разделы ботаники систематика и морфология

worldofschool.ru
Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта