Лекция № 1 Введение. Предмет ботаники и физиологии растений. Основные разделы ботаники. План 1. Предмет ботаники и физиологии растений. Основные разделы ботаники. 2. Место растений среди других групп живых организмов. 1. Предмет ботаники и физиологии растений. Основные разделы ботаники. Ботаника — наука о растениях, раздел биологии. Основы ботаники как науки заложили древние греки. Древнегреческий философ и естествоиспытатель Теофраст назван отцом ботаники. После общего упадка естествознания в средние века, ботаника начинает интенсивно развиваться в XVIII веке. В 18-19 веках происходит интенсивное дифференциация и я на отдельные дисциплины, и к первой половине XX века складывается весь комплекс наука о растениях. Ботаника это комплекс биологических наук изследующих растения. По традиции иногда к объектам изучения ботаники относят грибы часть прокариот [сине-зеленые водоросли]. Крупнейший раздел ботаники систематика растений. Систематика изучает номенклатуру, классификацию и филогению, то есть родство таксонов. Морфология исследует особенности и закономерности внешнего строение растений. Анатомия исследует внутренние структуры растений. Она зародилась в середине 17 века после изобретения микроскопа, но важнейшие открытия были сделаны в 19-20 веках. Эмбриология — ботаническая дисциплина, изучающая закономерности образования и развития различных структур, обеспечивающих половое размножение растений. Физиология растений тесно связаны с морфологией и биохимии растений. Начало физиологии было положено опытами по питанию растений, осуществленными во вторую половину 18 века. География растений нередко рассматривается как часть биогеографии, зародилась в начале XIX века. Она занимается изучением закономерностей формирования растительного покрова, распространения растительности типов и отдельных таксонов растений. Из ботанической географии к концу XIX века выделилось геоботаника — наука, исследующая распространение растительных сообществ и их особенности. Экология растений выясняет взаимоотношения растений со средой и другими организмами. Она возникла в середине XIX века и зачем стала основой общей экологии. Помимо фундаментальных ботанических дисциплин выделяют ряд прикладных наук о главнейших. Главнейшей из них считается ботаническое ресурсоведение или экономической ботаника, этноботаника, в этих науках рассматривает все аспекты использования растений человеком. В пределах морфологии растений выделяют карпологию — раздел знаний о плодах, в анатомии палинология, изучающий строение пыльцы. Предметом исследования палеоботаники являются ископаемые растения. Альгология изучает водоросли, бриология — мхи, птеридология — папоротники. Дендрология исследует разнообразные аспекты жизни деревьев и кустарников 2.Место растений среди других групп живых организмов. Систематика выработала свою систему понятий и символов, свой язык, служащий для классификации организмов. Любая система классификации является неизбежно системой иерархически соподчиненных единиц. Такая система взаимоподчиненных групп является единственным логически возможным средством расположения организмов в определенной упорядоченной системе. Поэтому каждая система классификации независимо от того, является она искусственной, естественной или эволюционной, подразделяется на определенные, соподчиненные друг другу систематические категории, или единицы. Таковы вид, род, семейство, порядок и т. д. Для обозначения систематических единиц любого ранга на Международном ботаническом конгрессе в 1950 г. был принят термин «таксон» (ед. ч. taxon, мн. ч. taxa). Все растительное царство, представляющее собой таксон высшей категории, охватывается системой таксонов, расположенных в порядке иерархии. Благодаря этому систематические категории выполняют свою функцию сведения существующего в природе многообразия форм в стройную систему. Но они могут выполнить эту функцию лишь при условии, чтобы классификация была достаточно удобной. Это требование удобства, бывшее руководящим принципом при построении искусственных систем классификации, отнюдь не утратило своего значения и в построениях эволюционной систематики. Но в то время как искусственная систематика преследовала исключительно практические цели, пытаясь создать порядок из беспорядка, задача эволюционной систематики гораздо сложнее: она должна стремиться к созданию такой системы классификации, которая отражала бы отношения, объективно существующие в природе, но таким образом, чтобы классификация была достаточно практичной. Для этого она должна пользоваться некоторым оптимальным числом соподчиненных систематических категорий, которое не должно быть ни слишком большим, ни слишком малым. Это количество систематических категорий более или менее определилось, и большинство их общепринято. Как гласит статья 2 Международного кодекса ботанической номенклатуры, «каждое растение рассматривается как принадлежащее к ряду таксонов последовательно соподчиненных рангов, среди которых основным является ранг вида (species)». Вид представляет собой важнейшую таксономическую категорию не только для систематики, но и для всей биологии вообще. Каждое растение, с которым имеет дело исследователь, должно быть определено с точностью до вида, а во многих случаях даже точнее. Не меньшая точность требуется при хозяйственном или медицинском использовании растений, например в лесном хозяйстве и при сборе лекарственных растений. К сожалению, вид, как, впрочем, и все другие таксономические категории, с трудом поддается сколько-нибудь точному логическому определению. Очень трудно, в частности, дать такое определение вида, которое одинаково хорошо подходило как к растениям, размножающимся половым путем, так и к растениям, размножающимся бесполым путем. В одном случае вид представляет собой систему популяций, а в другом случае он есть система клонов. Но в обоих случаях вид характеризуется некоторой целостностью и определенной биологической обособленностью от других видов. Целостность видов выражается в том, что входящие в их состав клоны или популяции связаны между собой переходами. Как бы ни была велика внутривидовая изменчивость и как бы резко не различались крайние формы, при наличии достаточного материала всегда можно расположить представителей вида таким образом, что они составят непрерывный ряд форм. Обособленность же вида заключена в том, что даже группа близких видов представляет собой прерывистый, дискретный комплекс, где, как правило, нет переходных форм. Виды различаются также условиями их существования, а в случае видов, размножающихся половым путем, также барьерами изоляции, препятствующими скрещиванию. Поэтому если внутри такого вида скрещивания происходят обычно свободно, то между видами они обычно затруднены или полностью отсутствуют. Каждый вид относится к какому-нибудь роду (ед. ч. genus, мн. ч. genera). Род представляет собой собирательную таксономическую категорию, состоящую из видов, тесно связанных между собой родственными отношениями. Хотя род представляет собой дискретный комплекс видов, эта дискретность не столь велика, чтобы затемнить родовую общность. В то же время роды отделены друг от друга явно выраженным разрывом. Если бы степень различий между видами была совершенно одинакова, т. е. если бы можно было изобразить виды в виде точек, находящихся на одинаковых расстояниях друг от друга, то систематик не имел бы возможности объединить их в различные роды. В действительности эти точки образуют определенные сгущения, внутри которых филогенетические связи теснее, чем связи между разными сгущениями. Такие сгущения и будут соответствовать таксономическому понятию рода. Другими словами, род, как и вид, соответствует отношениям, реально существующим в природе. Считается, что разрывы между родами должны быть обратно пропорциональны их размерам. Род может состоять из многих видов (политипные роды), нескольких видов (олиготипные роды) или только из одного вида (монотипные роды). Род может делиться, в свою очередь, на подроды, а последние могут состоять из секций. Контрольные вопросы 1. Назовите отличительные особенности растений. 2. Каково положение растений в различных системах органическогомира? 3. Какое значение имеют растения в природе и для человека? 4. Назовите основные разделы ботаники. 5. Каковы основные исторические вехи развития ботаники? Литература 1. Ботаника: лаб. практикум / И. Е. Ямских, Е. А. Иванова, И. П. Филиппова [и др.]. – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – 220 с. (Ботаника: УМКД №1341/ рук. творч. коллектива Н. В. Степанов). 2. Ботаника: орг. – метод. указания / сост. : И. Е. Ямских, И. П. Филиппова,Е. А. Иванова [и др.]. – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – 64 с. (Ботаника: УМКД № 1341/ рук. творч. коллектива Н. В. Степанов). 3. Ботаника: метод. указания по самост. работе / сост. : И. Е. Ямских, И. П. Филиппова, Е. А. Иванова [и др.]. – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – 80 с. (Ботаника: УМКД № 1341/ рук. творч. коллектива Н .В. Степанов).
