Как называются ученые изучающие растения: Как называют учёных изучающие деревья и другие ратения

Содержание

Ботаники АлтГУ рассказали, почему изучать растения не только интересно, но и целесообразно — Новости

Доцент кафедры ботаники АлтГУ, кандидат биологических наук Наталья Юрьевна Сперанская рассказала «ЗН», зачем изучать растения, как они борются за выживание, и чем занимаются современные ботаники

Весна – время года, когда все вокруг просыпается. Еще не везде сошел снег, как уже показалась зеленая травка. Вот-вот распустятся крокусы, подснежники, нарциссы… Мы же решили поговорить о растениях с научной точки зрения. В интервью «ЗН» биолог Наталья Юрьевна Сперанская рассуждает о том, зачем вообще изучать растения, и что изменилось в ботанике со времен первых натуралистов.

– Ботаника – наука о растениях. Интерес к ним зародился еще во времена Древней Греции, когда Аристотель составил «Учение о растениях». Исследования продолжили ученик философа Теофраст, шведский естествоиспытатель Карл Линней, английский натуралист Чарльз Дарвин и другие выдающиеся ученые. А зачем вообще изучать растения?

– У ботаников не возникает такого вопроса, для нас все очевидно. Растения – это основа всего живого на планете, сама жизнь началась с них. Вы когда-нибудь задумывались, что животные не могут напрямую использовать солнечный свет, а растения – могут? Благодаря уникальному процессу фотосинтеза, который сотворил тот ландшафт, тот облик Земли, который мы наблюдаем. Именно растения наполнили Землю кислородом, тем самым повлияв на эволюцию. К тому же они – богатейший запас органических веществ, очень ценный ресурс. Это если смотреть на растения глазами биолога. Но ведь растения помогают нам и в быту. Одни мы употребляем в пищу, другие используем в промышленности, третьи и вовсе применяем в строительстве, когда морфологические свойства определенного растения переносятся, скажем, на инженерные конструкции. Еще один аспект: люди не перестали интересоваться всем новым, неизведанным, а ботаника – это тот раздел биологии, где осталось множество белых пятен. Ведь эволюция не закончилась, процессы видообразования продолжаются, поэтому ученые до сих пор открывают новые виды растений. Так что можно сказать, что изучать растения не только интересно, но и целесообразно.

– За несколько столетий были описаны тысячи растений. Согласно докладу ученых Королевского ботанического сада в Эдинбурге, сейчас на Земле 390 900 растений. Какие из них не изучены совсем или мало изучены?

– Многообразие растений действительно велико. Они повсюду, но, к сожалению, человек попасть может не в каждый уголок планеты. Меня же как палеоботаника больше интересует не классификация, а история растительного покрова. Объясню: в каждом растении есть кремниевые структуры. В каких-то частях растения кремния мало, а в каких-то – так велико, что он превращается в формы, которые тысячи лет сохраняются в почве, не разлагаются. Эти формы и называют фитолитами. Их анализ позволяет нам реконструировать растительный покров и таким образом узнать, что росло на том или ином месте тысячи лет назад. Например, археологи находят давнее поселение, а мы говорим, в каких природных условиях люди тогда жили. Был ли здесь лес или луг, что выращивали и чем питались? К слову, сейчас мы работаем с учеными из Петербурга, которые ведут исследования в Старой Ладоге, – надеемся узнать, как давно начали возделывать культурные растения на этой территории. В мировой практике изучение фитолитов показало, что кукурузу ввели в культуру не семь тысяч, как считалось ранее, а почти девять тысяч лет назад! Фитолитные исследования в нашем вузе проводятся под руководством Марины Михайловны Силантьевой, декана биологического факультета, доктора наук.

– В книге «О чем думают растения. Тайная жизнь, скрытая от посторонних глаз» Стефано Манкузо приводит ошеломительные факты. Биолог утверждает, что растения намного умнее, чем кажется. Они тоже общаются, заботятся друг о друге, борются за жизнь, да и вообще отличаются от животных только тем, что прикреплены к одному месту. Выходит, растения такие же развитые организмы, как и мы?

– Любой живой организм взаимодействует с миром, это однозначно. У растений взаимодействие происходит на биохимическом уровне. Иными словами, растения выделяют вещества, которые воздействуют на окружающую среду. В частности, таким образом растения влияют на своих конкурентов, подавляя их рост. Это свойство называется «аллелопатия», оно присуще всему растительному миру. Только у одних растений оно развито сильно, а у других гораздо слабее. Вспомните заросли клена ясенелистного. Под его кроной ни травинки не растет! Может быть и по-другому, когда вещества не подавляют, а вытесняют. Так, при распаде хвои почва становится кислее, за счет чего идет формирование определенного типа растительности. Поэтому в хвойном лесу могут расти не все травы и не все кустарники. И такие примеры взаимодействия встречаются сплошь и рядом. В этом случае речь идет, конечно, не о разумности растений, а об их организованности: эволюция отвела каждому свою роль, это просто борьба за выживание, за питательные ресурсы. Только происходит она не так, как у животных.

– Одна из актуальных тем ботаники – виды растений, которые пришли в местную флору из других мест. Биологи АлтГУ уже двадцать лет исследуют таких «пришельцев», занося их в «Черную книгу флоры Алтайского края». Чем опасны инвазивные виды?

– Представим себе лес, где растут сосны. Это такое зеленое сообщество «долгожителей», которое, тем не менее, должно возобновляться. И если в подлеске обычные травы и кустарники, то все хорошо. А если – клен? Никакого возобновления не будет! Даже если лесники вырубят сосны, клен останется – его вырубить, выкорчевать, вообще извести очень трудно. У этого незваного гостя, пришедшего из Америки, во-первых, активная корневая поросль, а во-вторых – мощная аллелопатическая активность. Самое печальное, что это не какой-то абстрактный лес – это наши алтайские леса, где клен все разрастается и разрастается. Без преувеличения могу сказать, что это «разрастание» уже принимает масштабы катастрофы. Вместо пойменных и хвойных лесов скоро будут одни клены. Причем, если борщевик Сосновского, который тоже занесен к нам, опасен больше для человека, то клен – для всего биоценоза. Инвазивные растения активно меняют нашу окружающую среду, причем не в лучшую сторону. И бороться с ними гораздо сложнее, чем с обычными сорняками.

– Научное знание все чаще рождается на стыке смежных или даже разрозненных наук. Физика взаимодействует с географией, химия – с математикой, психология – с лингвистикой. Биология также сопряжена с другими науками? Вообще, какой междисциплинарный потенциал есть у биологов? У ботаников?

– Ботаники идут в ногу со временем. Это уже не те натуралисты, которые были двести-триста лет назад. Хотя, безусловно, экспедиции, гербарии, журналы с записями остались. Но сегодня мы работаем с большими объемами информации, в электронном виде стали доступны уникальные ресурсы, те же гербарии. Раньше как было: берешь какую-нибудь редкую систематическую группу, и чтобы ее изучить – едешь за границу, где хранятся соответствующие образцы. Сейчас же многие этапы исследования проходят быстрее. Поменялись и сами методы исследований: возникли моделирование биологических процессов, статистическая обработка данных, молекулярный анализ. Все это дает возможность получать достоверные знания, вносить корректировки в прежние труды. Что касается междисциплинарности – придумать взаимодействие можно всегда, вопрос в его эффективности. Например, в данный момент мы налаживаем отношения с математиками, но в каких-то вопросах бывает сложно: пока разговариваем с ними на разных языках. Наконец, изменился подход к исследованиям. Наука, в том числе биология, сейчас антропоцентрична, то есть ученые оценивают многие исследования с позиции выгоды для человека. С позиций того, какую пользу они нам принесут. Яркий пример – зеленый парк «Предгорье Алтая», созданный усилиями биологов АГУ. Это удачное совмещение охранных функций, рекреации и просвещения, когда в одном месте люди могут не только отдохнуть, но и узнать о том, какие травы, цветы, кустарники их окружают. А растения – спокойно расти на охраняемой территории.

Навигатор «ЗН»

Чему научат?

Биологический факультет АлтГУ – для тех, кто интересуется жизнью во всех ее проявлениях. Биологи изучают растительный и животный миры с разных аспектов: происхождение видов, их структура и развитие, взаимодействие друг с другом. Вы научитесь классифицировать растения и животных, освоите биологические, химические, математические методы, узнаете, как проводить исследования на стыке биологии, сельского хозяйства и экологии. На факультете четыре кафедры: кафедра ботаники, кафедра зоологии и физиологии, кафедра экологии, биохимии и биотехнологии, кафедра фундаментальной и прикладной экологии. Также функционирует лаборатория «Музей природы». Чтобы поступить, необходимо сдать ЕГЭ по биологии, русскому языку и математике.

Кем работать?

Выпускники БФ АлтГУ работают в научно-исследовательских институтах, в отраслевых лабораториях и образовательных учреждениях, на производственных предприятиях. Среди известных выпускников – Павел Владимирович Голяков, директор государственного природного заповедника «Тигирекский», Генриетта Викторовна Татарникова, директор МБОУ «Гимназия № 42», Валерий Геннадьевич Паршков, председатель комитета по культуре города Барнаула, и другие.

Ученые Никитского ботанического сада проведут виртуальные экскурсии по своим лабораториям

2 June, 2020 10:04

Source:

Пресс-служба РНФ

Никитский ботанический сад – Национальный научный центр РАН – одно из старейших научно-исследовательских учреждений России. Он основан в 1812 году и стал родоначальником таких отраслей, как виноградарство, эфиромасличное растениеводство, табаководство, южное декоративное садоводство, южное и субтропическое плодоводство. С 2014 года благодаря гранту Российского научного фонда (РНФ) сотрудники развернули масштабные работы по созданию безвирусных растений, а также сохранению и изучению богатого растительного генофонда Сада. Во время экскурсии сотрудники расскажут и покажут, как за пять лет им удалось кардинально изменить свою работу и выйти на новый уровень исследований, выращивая высокопродуктивные сорта и формы садовых культур для юга России. Виртуальный тур создан РНФ в рамках масштабного мультимедийного проекта «Наука в формате 360°». Посмотреть тур: http://sprgm.ru/360/nikitasad/

Отдел биологии развития растений, биотехнологии и биобезопасности

Сотрудники Отдела изучают строение, особенности роста и формирования специализированных клеток субтропических и косточковых плодовых культур, декоративных, эфиромасличных и лекарственных растений в пробирке (in vitro). Кроме того, ученые восстанавливают численность реликтовых, то есть оставшихся с прошлых эпох, растений Крыма, редких и исчезающих видов растений дикорастущей флоры с помощью разрабатываемых систем регенерации in vitro.

Чтобы сохранить дикорастущие виды и культурные сорта и формы растений, исследователи создали криобанк, в котором растения держат при очень низких температурах. Генетический материал хранится в генобанке, там находятся коллекции медленнорастущих растений и ценные генетические плазмы субтропических и косточковых плодовых, декоративных, эфиромасличных, лекарственных культур и реликтовых растений Крыма.

Одно из ключевых направлений исследований ученых – создание системы безвирусного растениеводства. Исследователи изучают вирусные и бактериальные патогены растений, при помощи методов биотехнологии и генной инженерии разрабатывают новые технологии оздоровления и современные экспресс-методы массовой диагностики вирусов, разрабатывают стратегии нетрадиционной селекции на устойчивость к болезням. В результате ученые получают устойчивые к вирусам формы растений.

Лаборатория цветоводства

Лаборатория привлекает в коллекции цветочно-декоративные растения Никитского ботанического сада лучшие сорта, созданные в разных странах мира и видов из различных районов, их изучению и созданию отечественных сортов для последующего их выращивания в южных районах России.

Лаборатория фитомониторинга

Если в мониторинге используют растительные организмы, то он называется фитомониторингом. Это использование в фитофизиологических и экологических исследованиях совокупности методов, сохраняющих целостность растительного организма, и специальных информационно-измерительных систем, которые позволяют получать непрерывную и синхронную информацию о различных процессах жизнедеятельности целого растения.

Лаборатория ароматических и лекарственных растений

Лаборатория сохраняет и расширяет биологическое разнообразие коллекций лекарственных и ароматических растений генофонда Никитского ботанического сада. Это необходимо для селекции и развития отечественного промышленного эфиромасличного производства на юге России, для поиска видов, сортов и форм растений – доноров ценных селекционных признаков, изучения их биологии и экологии, решения прикладных вопросов размножения растений, формирования маточных участков и научно-экспериментальных экспозиций декоративных и ароматических растений.

Таким образом, ученые создают высокопродуктивные сорта устойчивых к разным стрессорам на основе изучения биологических и химических признаков коллекции ароматических и лекарственных растений. Эта работа даст возможность производить качественное сырье для фармацевтической, косметической и пищевой промышленности.

Лаборатория дендрологии, парковедения и ландшафтной архитектуры

Лаборатория в рамках гранта РНФ изучала декоративные деревья и кустарники, проводила диагностику старовозрастных деревьев Крыма и Черноморского побережья Кавказа. Сотрудники привезли новые виды деревьев и кустарников в результате экспедиций на Северный Кавказ, Среднюю Азию, Китай и Средиземноморье, выполнили дендрологическую инвентаризацию в четырех парках Никитского ботанического сада. Ученые реконструировали коллекционные декоративные насаждения парков Приморского и Монтедор Никитского ботанического сада. Проведенные исследования позволяют составить перспективный ассортимент привезенных деревьев и кустарников для их дальнейшего использования в озеленении на Юге России. В результате диагностики стволовой древесины старовозрастных деревьев Никитского ботанического сада сотрудники разработали методические рекомендации по их сохранению.

Лаборатория южных плодовых и орехоплодных культур

Лаборатория изучает сорта и формы растений, привезенные из зарубежных стран и различных зон России (интродуценты), а также сорта и селекционные формы растений, созданные в Никитском ботаническом саду. Цель – выявить лимитирующие факторы продуктивности плодовых и орехоплодных растений, выделить источники и доноры ценных признаков, использование которых в селекции позволяет создавать новые конкурентоспособные сорта.

***

Проект Российского научного фонда «Наука в формате 360°» знакомит всех желающих с научными лабораториями ведущих вузов и научно-исследовательских институтов России. Виртуальный тур представляет собой набор сферических панорамных снимков лабораторий. Туры позволяют пользователю перемещаться по комнатам, рассматривать оборудование и отдельные элементы комнат, знакомиться с ними при помощи теста, звука и видео. Такой формат дает возможность представить информацию наглядно и доступно. Уже сегодня доступны туры по МГУ, СПбГУ, Институту цитологии РАН (Санкт-Петербург), Объединенному институту высоких температур РАН, Институту биоорганической химии РАН, Математическому институту РАН, Институту органической химии РАН и Институту океанологии РАН.

Изучение растений и цветов. Руководство по ботанике для детей и школьников

Знаете ли вы, что на Земле насчитывается около 400 000 видов растений? Многие тысячи растений на суше и в океане не идентифицированы и не классифицированы. Растения поддерживают нашу жизнь как источники лекарств, кислорода и пищи, но мы мало знаем о большинстве видов растений. Жизнь растений и ее значение изучаются в ботанике. Цветы, деревья, травы, кактусы, морские водоросли и другие растения изучаются как часть ботаники. Ботаники усердно работают над изучением, организацией и защитой различных видов растений. На Земле есть много захватывающих, замечательных живых существ, которые готовы для вас изучить!

Что такое ботаника — определение

Ботаника — это изучение растений. В ботанике ученые находят ответы на вопросы о растениях и о том, для чего их можно использовать.

Растение — это живое существо, которое растет с помощью так называемого фотосинтеза. Растениям обычно нужны вода и солнечный свет, чтобы жить и расти.

Фотосинтез — это в основном способ питания растений. Они используют энергию солнца для приготовления пищи, поэтому им не нужно передвигаться, и они могут оставаться на одном месте. Они часто обеспечивают питательными веществами животных, которые их едят.

Тогда вернемся к нашему определению ботаники. Ботаника – это наука о живых существах, использующих фотосинтез для производства пищи. Это могут быть деревья, травы, мхи, грибы, ламинария или водоросли. Ботаника вроде как зоология, но для растений! Зоология изучает животных. Генетика растений, то, как они размножаются и растут, и то, как люди влияют на растения, — все это изучается в ботанике. Изучаются также цветы, листья, стебли, стволы деревьев и многое другое.

Кто такие ботаники?

Ботаники изучают множество вещей, связанных с растениями. О ботанике знают и многие другие ученые. Среди ученых, обладающих знаниями в области ботаники, есть биологи-природоохранники, биохимики, садоводы и молекулярные биологи. Эти ученые изучают такие вещи, как защита различных видов растений и животных, взаимодействие химических веществ с живыми существами и многое другое, а не только ботанику. Изучаются цветы, семена, листья и плоды, и исследования иногда могут иметь большое влияние и на сельское хозяйство. По сути, ботаники нужны для того, чтобы многие другие люди могли использовать то, что они узнают, для изучения новых вещей в своих областях, от медицины до истории.

Как они работают?

Соскребает ли ботаник грибок с дерева в тропических лесах Амазонки или работает за письменным столом в лабораторном халате в аптеке, главный инструмент ботаника — это наука! Химия и биология используются для получения ответов на некоторые важные вопросы. Ботаники используют такие вещи, как микроскопы, компьютеры, камеры, пакеты для образцов, ручные инструменты, ручку и бумагу, чтобы найти ответы на сложные вопросы и получить результаты. Они могут работать в чистых лабораториях, в джунглях, в пустынях, в теплицах и даже в океане.

Как я могу стать ботаником?

Если вы заинтересованы в дальнейшем изучении планеты и каждого вида растений, ботаника может стать для вас отличным выбором карьеры. Начните со школьных наук, а затем продолжайте изучать ботанику или биологию в колледже. Многие ботаники поступают в докторантуру и делают карьеру, связанную со спасением растений или классификацией новых видов растений. Выбирая профессию, многие ботаники преподают, а иногда идут в лаборатории. Биохимики и биофизики могут зарабатывать в среднем около 79 долларов.,390!

Игра: The Great Plant Escape
Ботаника 101
Царство растений
Видео: Sid The Science Kid, выращивающий растения
Sweet Secret EUR» The Calvin Cycle
Fundengi EUR» 9 Игра: Волшебный школьный автобус Фотосинтез
Зеленые растения
Части растения
Водоросли: скрытый мир
Тест: проверьте свои знания о растениях
Лишайники: история жизни и экология
Ботаника: части и функции растений
Роскошные цветы
Научитесь выращивать себе еду
Ботаника: что я могу делать с этой степенью?
Как растения растут в космосе
Фотосинтез: общая картина

Автор Ава Роуз.

Ученые могут включить реакцию растений на свет

Ученые выяснили, как растения реагируют на свет, и могут включить этот генетический переключатель, чтобы стимулировать рост пищи. Открытие может помочь увеличить снабжение продовольствием растущего населения при сокращающихся возможностях для ведения сельского хозяйства.

Реакцию растений на свет можно изменить, чтобы принести пользу производителям продуктов питания. (Getty Images)

Исследование этого генетического переключателя, проведенное Калифорнийским университетом в Риверсайде, опубликовано в журнале Nature Communications.

Свет влияет почти на все аспекты роста и развития растений. Растения способны ощущать свет, а также температуру с помощью белка, называемого фитохромом B. Этот белок передает световую информацию в клетку, которая изменяет экспрессию геномов, изменяя рост растений. Однако фитохром В не может напрямую взаимодействовать с ДНК растения. Для этого растительные клетки полагаются на семейство из восьми белков, называемых PIF.

«Активность этих PIF напрямую контролируется фитохромом», — сказал ведущий автор исследования и профессор ботаники UCR Мэн Чен. В дополнение к контролю количества PIF, которые накапливаются в растительных клетках, ученые узнали, что когда фитохром B активируется светом, он подавляет активность PIF.

«ПИФы похожи на поваров в ресторане. Вы можете регулировать их количество. Избавьтесь, например, от половины, и вы снизите производительность ресторана», — объяснил Чен. «В качестве альтернативы можно было бы оставить всех поваров — в нашем случае ПИФов — но связать им руки. Это также может замедлить их работу так же, как избавиться от половины из них. Это то, что мы говорим».

Ученые также обнаружили еще один ключевой компонент реакции растений на свет. PIF состоят из двух частей; одна часть, которая связывается с генами, и другая, которая активирует гены, которые заставляют растение выполнять различные функции, такие как рост или цветение. Это исследование выявило точное расположение этих областей-активаторов — впервые это было сделано в растительных клетках.

Чтобы найти эту область активации, команда Чена разрезала белок на множество мелких кусочков. Затем они проверили, способна ли какая-либо из частей активировать гены, и обнаружили, что одна из них была такой. Для более подробной информации ученые затем изменили аминокислоты в PIF, где, по их мнению, находилась активирующая область, и наблюдали за реакцией растения. Это позволило им быть уверенными, где находится область активатора гена, а также как она построена.

«Этот подход позволил нам неожиданно обнаружить сходство между этой частью PIF у растений и белком, подавляющим опухоль у людей», — сказал Чен. Фактически, Чен сказал, что основные механизмы активации генов в клетках растений, дрожжей и животных имеют поразительное сходство друг с другом.

«Растения, животные и грибы (например, пекарские дрожжи) произошли от общего предка, — сказал Чен. «Генетическая информация в ДНК преобразуется из РНК в белок, и эта основная функция сохраняется с помощью этих генных активаторов в трех царствах жизни до того, как растения, животные и грибы разошлись».

Выращенные в темноте (слева) и выращенные на свету (справа) саженцы арабидопсиса. В темноте PIF3 (и другие PIF) проявляют полную активность, поэтому проросток очень высокий. На свету фитохром В ингибирует стабильность и активность PIF3, замедляя рост проростков. (Meng Chen/UCR)

Одной из главных причин для изучения этих клеточных функций является возможность ими манипулировать. В этом случае открытие может позволить ученым включать и выключать гены, связанные со светом и температурой, в интересах растениеводов.

Частью стратегии повышения урожайности является выращивание большего количества растений на акр земли. В настоящее время, если вы размещаете культуры слишком близко друг к другу, растения могут «видеть» конкурирующих соседей сквозь их тень. Тогда растения будут использовать больше энергии для роста в сторону света, но не обязательно для максимального роста листьев и образования семян.

В качестве альтернативы, если растения могут игнорировать своих соседей и концентрироваться на производстве листьев и семян вместо того, чтобы расти в высоту, производители могут увеличить урожайность на той же площади.