Наука о растениях

Ботаника – комплексная наука о растениях.
Объект: растения
Предмет:
Строение, физиология и развитие растительных организмов
Географическое распространение растений
Эволюция растительного мира
Взаимоотношения растений друг с другом, с другими организмами и с окружающей средой

Объект – исследуемый живой организм или характерные для них явления и процессы.
Предмет – это часть объекта, явления или процесса, выбранная для более глубокого изучения.
Пример 1:
1. Объект – человек.
2. Предмет – влияние малоподвижного образа жизни на организм человека.
Пример 2:
1. Объект – фотосинтез.
2. Предмет – факторы, влияющие на скорость фотосинтетических процессов.

В его трудах «Естественная история растений» и «О причинах растений», сохранившихся лишь в некоторых фрагментах, освещены вопросы строения и физиологии растений, составлена первая классификация, разделявшая растения на деревья, кустарники, кустарнички и травы.
Основы ботаники как науки были заложены еще в Древней Греции.
«Отцом» ботаники называют древнегреческого мыслителя Теофраста.

На протяжении длительной истории ботаники были накоплены многочисленные знания, в связи с чем ботаническая наука разделилась на ряд самостоятельных, но взаимосвязанных дисциплин.
Альгология
Анатомия и морфология растений
Бриология
Карпология
Дендрология
Фитопатология
Палинология
Палеоботаника
Цитология
Эмбриология растений
Физиология растений
Систематика растений
Экология растений
Флористика

Морфология – внешнее строение.
Анатомия растений – внутреннее строение.
Цитология – клетки.

Эмбриология – ранние этапы развития растений (растительные зародыши).
Физиология – физиологические процессы, лежащие в основе жизнедеятельности растительных организмов.
Систематика – естественная классификация растений, установление родственных отношений между растительными организмами.

Альгология – водоросли.
Бриология – мхи.
Дендрология – древесные растения: деревья, кустарники, полукустарники, кустарнички, древовидные лианы.

Фитопатология – болезни растений, вызванные патогенами или экологическими факторами. Также средства борьбы с ними и их профилактика.
Экология – взаимодействие растений с другими организмами и друг с другом, а также со средой обитания.
Флористика – флоры – исторически сложившиеся совокупности видов растений, распространенных на определенной территории в настоящее время или в прошедшие геологические эпохи.

Палинология – пыльцевые зерна (пыльца) и споры, их рассеивание и применение.
Палеоботаника – растительные ископаемые остатки.
Карпология – форма, строение, классификация плодов и семян.

Это далеко не все биологические дисциплины, однако и их достаточно, чтобы понять, насколько разнообразна и широка современная ботаника.
Появление новых дисциплин не привело к их полному обособлению. Наоборот, всё большую значимость приобретают совместные исследования, многие работы выполняются на стыке нескольких дисциплин.
Значение ботаники современном мире чрезвычайно велико, что в первую очередь определяется значением её объекта – растений – в природе.

Растения играют ведущую роль в биосфере. Для того чтобы согласиться с этим утверждением, достаточно вспомнить, что на долю зеленых растений приходится около 99% всей биомассы земного шара.
Биомасса (биоматерия) – совокупная масса живого вещества (живых организмов), приходящаяся на единицу площади поверхности (суши, дна водоема) или объема (воды) и выражаемая в весовых или энергетических единицах.

Будучи авто(фото)трофами, растения играют роль продуцентов в пищевых цепях и создают практически всю первичную продукцию биосферы.
В процессе фотосинтеза выделяют в атмосферу кислород, как побочный продукт.
Насыщение атмосферы кислородом, необходимым для дыхания большинству живых организмов, участие в формировании озонового слоя, защищающего Землю от избытков УФИ, – всё это возможно благодаря деятельности растительных организмов.

Формирование озонового слоя (видео)
Озон – производная кислорода.
Находясь в стратосфере, молекула последнего попадает под действие УФ-лучей и распадается на свободные атомы.
Они, в свою очередь, имеют способность вступать в соединение с его другими молекулами.
Такое взаимодействие атомов и молекул кислорода приводит к возникновению нового вещества – озона.

Растения являются одним из факторов почвообразования: они участвуют в формировании плодородного слоя почвы – гумуса – перегноя, располагающегося в верхнем слое почвы.
Отмирая, растения образуют так называемый опад – совокупность органической субстанции, заключенной в отмирающих частях надземной (листья, ветки) и подземной (корни) растительности.
Микроорганизмы (редуценты) преобразуют мёртвую органику в гуминовые вещества. Эти высокополимерные соединения подвергаются разложению («минерализации») гораздо медленнее, чем негуминизированные органические остатки и тем самым создают возможность для накопления органических веществ в почве, то есть формирования гумуса.

Затем другие редуценты постепенно разлагают (минерализуют) органические вещества гумуса на неорганические, которые с водой поглощают растения. Это один из примеров круговорота веществ в природе.

Также немаловажную роль играют растения в защите почв от эрозионных (разрушительных) процессов.
Эрозия – это разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением.
Бывает ветровая и водная.

Корни растений создают в почве густую сеть, удерживающую частички земли. Так почва оберегается от выветривания.
Растения поглощают и испаряют в атмосферу огромное количество воды, что предотвращает почву от вымывания.

Растения входят в растительный рацион человека и составляют значительную его часть (2/3).

Хлебные злаки – пшеница, кукуруза, овёс, рожь, ячмень, рис, просо – богаты большим запасом энергии, заключенной в углеводах (60-80% сухой массы).
Зернобобовые – фасоль, горох, соя, чечевица – источник белков и грубой клетчатки.
Плодово-ягодные культуры содержат легко усвояемые углеводы, органические кислоты (яблочную, лимонную, винную) и витамины.

Из сахарного тростника и свёклы получают сахар.
Масличные культуры – подсолнечник, соя, арахис, лён, конопля, клещевина, кунжут – дают жирные масла, пригодные для использования в пищевых и химических целях.

Многие растительные организмы являются источником древесины.
Древесина является не только строительным материалом, но и выступает в качестве сырья для целлюлозно-бумажной и химической промышленности.

Широко распространены декоративные растения, выращиваемые для оформления садов, парков, скверов и других участков территории, предназначенных для отдыха, либо для служебных, производственных и жилых помещений (комнатные растения).

Богатство растительного мира требовало создания строгой классификации, которая должна была помочь разобраться в существующем многообразии растений.
Существует два типа классификации – естественная и искусственная.

Линней всех червеобразных организмов объединил в одну группу Vermes. В эту группу вошли крайне различные животные: от простых круглых (нематоды) и дождевых червей до змей.
В ней не учитывались важные природные взаимоотношения — в частности тот факт, что у змей, например, имеется позвоночник, а у дождевого червя его нет. На самом деле змеи имеют больше общего с другими позвоночными, чем с червями.
В искусственной классификации за основу берут один или несколько легко различимых признаков.
Она создается и применяется для решения практических задач, когда главным является удобство использования и простота.

Примером искусственной классификации рыб может служить разделение их на пресноводных, морских и рыб, населяющих солоновато-водные водоемы.
Эта классификация основана на предпочтении этими животными определенных условий окружающей среды. Разделение удобно для изучения механизмов осморегуляции.
Аналогично этому всех организмов, которых можно видеть с помощью микроскопа, называют микроорганизмами, объединяя их таким образом в единую группу, удобную для изучения, но не отражающую естественных взаимосвязей.

Естественная классификация — это попытка использовать естественные взаимосвязи между организмами.
В этом случае учитывается больше данных, чем в искусственной классификации, при этом принимаются во внимание не только внешние, но и внутренние признаки.
Учитываются сходство в эмбриогенезе, морфологии, анатомии, физиологии, биохимии, клеточном строении и поведении.

Основная систематическая категория, используемая в биологической систематике, — вид.
Близкие виды объединяются в роды, роды – в семейства и т.д.
Покрытосеменные, или Цветковые
Растения
Двудольные
Земляника
Розовые
Розоцветные
Земляника Мускусная Fragaria moschata Duch)
Отдельной
Царь
Клумбой
Розовые
Посадил
Сине-
Васильки

Бинарная номенклатура – предложенный Карлом Линнеем в 18 веке и принятый в биологической систематике способ обозначения видов при помощи двухсловного названия на латыни — биномена.
Биномен (ботаника) = имя рода + видовой эпитет (+ фамилия ученого, впервые описавшего данный вид, сокращенно или полностью)
Биномен (зоология) = имя рода + имя вида (+ фамилия ученого)

До начала 21 века в классификации растений выделяли два подцарства: низшие растения и высшие растения.
Подцарство Низшие Растения включало на тот момент группу живых организмов, для которых не характерна дифференциация тела на органы и ткани: бактерии, грибы, лишайники и водоросли.

Теперь существенными полагают фундаментальные различия в строении клеток, обмене веществ и ряде прочих особенностей, что не позволяет считать общим сообществом бывшую группу низших растений. Таким образом, наука стремится к естественной классификации, отражающей реальные связи между организмами.
Теперь же существенными полагают фундаментальные различия в строении клеток, обмене веществ и ряде прочих особенностей, что не позволяет считать общим сообществом бывшую группу низших растений. Таким образом, наука стремится к естественной классификации, отражающей реальные связи между организмами.