Biologija yra mokslas apie augalus. Ką tiria botanika? Bendrosios augalų savybės

Botanika yra biologijos šaka, tirianti augalus. Šiai grupei priklauso autotrofai, eukariotai ir kiti organizmai, įskaitant daugialąsčius organizmus, kurie patys gamina maistą. Augalų karalystėje yra didžiulė rūšių įvairovė. Augalų mokslas yra rūšių ir augalų ekologijos, anatomijos ir fiziologijos tyrimas.

Ką tiria botanika?

Botanika yra mokslo apie augalus šaka. Vienas seniausių gamtos mokslų tiria organizmų medžiagų apykaitą ir funkcionavimą, vadinamąją augalų fiziologiją, taip pat augimo, vystymosi ir dauginimosi procesus.

Augalų mokslas yra atsakingas už paveldimumo (augalų genetikos), prisitaikymo prie aplinkos, ekologijos ir geografinio paplitimo tyrimus. Tarp veislių, kurias verta paminėti, yra geobotanika, fitogeografija ir paleontologija (fosilijų tyrimas).

Botanikos istorija

Botanika yra mokslo apie augalus šaka. Botanika mokslu buvo laikoma nuo Europos kolonializmo laikų, nors žmonių susidomėjimas augalais siekia daug seniau. Tyrimo sritis apėmė augalus ir medžius savo žemėje, taip pat egzotiškus egzempliorius, parsivežtus per daugybę kelionių. O senovėje tam tikrus augalus tekdavo tyrinėti nenoriai. Nuo seniausių laikų žmonės bandė nustatyti gydomąsias augalų savybes ir jų auginimo sezoną.

Vaisiai ir daržovės buvo gyvybiškai svarbūs visos žmonijos socialiniam vystymuisi. Kai nebuvo mokslo šiuolaikine šio žodžio prasme, žmonija tyrinėjo augalus kaip žemės ūkio revoliucijos dalį.

Tokios iškilios senovės Graikijos ir Romos figūros kaip Aristotelis, Teofrastas ir Dioskoridas, be kitų svarbių mokslų, pakėlė botaniką į naują lygį. Teofrastas netgi vadinamas botanikos tėvu, kurio dėka buvo parašyti du esminiai darbai, kurie buvo naudojami 1500 metų ir tebenaudojami iki šiol.

Kaip ir daugelyje kitų mokslų, reikšmingi lūžiai botanikos moksle atsirado Renesanso ir Reformacijos bei Apšvietos aušros laikais. Mikroskopas buvo išrastas XVI amžiaus pabaigoje, todėl augalus galima tyrinėti kaip niekada anksčiau, įskaitant mažas detales, tokias kaip fitolitai ir žiedadulkės. Pradėjo plėstis žinios ne tik apie pačius augalus, bet ir apie jų dauginimąsi, medžiagų apykaitos procesus ir kitus iki tol žmonijai uždarus aspektus.

Augalų grupės

1. Visi bryofitai laikomi paprasčiausiais augalais, jie yra smulkūs, neturi nei stiebų, nei lapų, nei šaknų. Samanos renkasi vietas, kuriose yra daug drėgmės, o jų dauginimuisi nuolat reikia vandens.

2. Visi kraujagysliniai sporiniai augalai, skirtingai nei samanos, turi indus, kurie praleidžia sultis, taip pat lapus, stiebus ir šaknis. Šie augalai taip pat labai priklausomi nuo vandens. Atstovai yra, pavyzdžiui, paparčiai ir asiūkliai.

3. Visi sėkliniai augalai yra sudėtingesni augalai, turintys tokį svarbų evoliucinį pranašumą kaip sėklos. Tai nepaprastai svarbu, nes užtikrinama, kad embrionas būtų apsaugotas ir aprūpintas maistu. Yra gimnasėkliai (pušis) ir gaubtasėkliai (kokoso palmės).

Augalų ekologija

Augalų ekologija skiriasi nuo botanikos ir sutelkia dėmesį į tai, kaip augalai sąveikauja su aplinka ir reaguoja į aplinkos ir klimato pokyčius. Žmonių populiacija nuolat didėja, reikia vis daugiau žemės, todėl gamtos išteklių apsaugos ir rūpinimosi jais klausimas yra ypač aktualus.

Augalų ekologija pripažįsta vienuolika pagrindinių aplinkos tipų, kuriuose galimas augalų gyvenimas:

atogrąžų miškai,
vidutinio klimato miškai,
spygliuočių miškai,
atogrąžų savanos,
vidutinio klimato pievos (lygumos),
dykumos ir sausringos ekosistemos,
Viduržemio jūros regionai,
sausumos ir šlapžemės,
gėlo vandens, pakrančių ar jūrų zonų ir tundros ekologija.

Kiekvienas prieglobstis turi savo ekologinį profilį ir subalansuotą augalų ir gyvūnų gyvenimą, o jų sąveika yra svarbi norint suprasti jų evoliuciją.

Biologija: botanikos skyrius

Botanika – mokslas apie augalų sandarą, gyvybę, paplitimą ir kilmę, tiria, sistemina ir klasifikuoja visas šias savybes, taip pat floros geografinį paplitimą, evoliuciją ir ekologiją. Botanika yra mokslo šaka apie visą augalų pasaulio įvairovę, apimanti daugybę šakų. Pavyzdžiui, paleobotanikos tyrimai arba suakmenėję egzemplioriai, išgauti iš geologinių sluoksnių. Suakmenėję dumbliai, bakterijos, grybai ir kerpės taip pat yra tyrimo objektas. Praeities supratimas yra dabarties pagrindas. Šis mokslas netgi gali atskleisti ledynmečio augalų rūšių prigimtį ir mastą.

Archeobotanika yra funkcionali tiriant žemdirbystės plitimą, pelkių sausinimą ir pan. Botanika (augalų biologija) atlieka tyrimus visais lygmenimis, įskaitant ekosistemas, bendruomenes, rūšis, individus, audinius, ląsteles ir molekules (genetiką, biochemiją). Biologai tiria daugelio rūšių augalus, įskaitant dumblius, samanas, paparčius, žydinčius (sėklinius) augalus, įskaitant laukinius ir kultūrinius augalus.

Botanika yra augalų ir augalininkystės mokslo šaka. XX amžius laikomas biologijos aukso amžiumi, nes naujų technologijų dėka šį mokslą galima tyrinėti visiškai nauju lygiu. Pažangieji pateikia naujausius įrankius, skirtus tiek augalams, tiek kitiems gyviems organizmams, gyvenantiems Žemės planetoje, tirti.

Planuoti

1. Botanika – mokslas apie augalus.

2. Bendrosios augalų charakteristikos.

3. Augalų paplitimas ir svarba biosferoje.

Pagrindinės sąvokos: botanika, autotrofija, mityba, kvėpavimas, fotosintezė, augimas, vystymasis, fitohormonai, augimo judesiai, augalų svarba.

Botanika – mokslas apie augalus

Botanika – mokslas apie augalus, jų sandarą, gyvybę, paplitimą ir kilmę. Šis terminas kilęs iš graikų kalbos žodžio „botane“, kuris reiškia „žolė“, „augalas“, „daržovė“, „žalia“.

Botanika tyrinėja augalų pasaulio biologinę įvairovę, sistemina ir klasifikuoja augalus, tiria jų struktūrą, geografinį paplitimą, evoliuciją, istorinę raidą, biosferos vaidmenį, naudingas savybes, ieško racionalių floros išsaugojimo ir apsaugos būdų. O pagrindinis botanikos, kaip mokslo, tikslas – gauti ir apibendrinti naujų žinių apie augalų pasaulį visose jo egzistavimo apraiškose.

Botanika kaip mokslas susiformavo maždaug prieš 2300 metų. Pirmasis mus pasiekęs rašytinis žinių apie augalus apibendrinimas žinomas tik iš senovės Graikijos (IV-III a. pr. Kr.), todėl ir botanikos, kaip mokslo, atsiradimas datuojamas šiais laikais. Teofrastas (372-287 m. pr. Kr.), didžiojo Aristotelio mokinys, yra laikomas botanikos tėvu dėl rašytinių darbų „Augalų gamtos istorija“ (10 tomų) ir rašytinio darbo „Apie augalų priežastis“ (8 tomai). Teofrastas knygoje The Natural History of Plants pamini 450 augalų ir pirmą kartą bando juos moksliniu klasifikavimu.

Pirmajame mūsų eros amžiuje. Romos gamtininkai Dioskoridas ir Plinijus Vyresnysis papildė šią informaciją. Viduramžių mokslininkai tęsė senovės mokslininkų pradėtą informacijos kaupimą. Renesanso laikais, gausinant informaciją apie augalus, iškilo poreikis sisteminti augalų pasaulį. Dideli botanikos žinių organizavimo pasiekimai priklauso Carlui Linnaeusui, kuris XVIII amžiaus viduryje įvedė dvejetainę augalų nomenklatūrą, pirmasis pabandė klasifikuoti augalų pasaulį ir sukūrė dirbtinę sistemą, padalinusią augalų pasaulį į 24 klases.

Dabar botanika yra daugiadisciplinis mokslas, tiriantis tiek atskirus augalus, tiek jų sankaupas – augalų grupes, iš kurių formuojasi pievos, stepės, miškai.

Vystymosi procese botanika išsiskirstė į keletą atskirų mokslų, iš kurių svarbiausi yra: augalų morfologija – mokslas apie augalų pagrindinių organų sandarą ir raidą; Iš jo išsiskyrė: augalų anatomija (histologija), tirianti augalo organizmo vidinę sandarą; augalų ląstelių biologija, tirianti augalo ląstelės struktūrinius ypatumus; augalų embriologija, tirianti augalų apvaisinimo ir embriono vystymosi procesus; augalų fiziologija – mokslas apie augalo organizmo gyvybinę veiklą, glaudžiai susijęs su augalų biochemija – mokslu apie juose vykstančius cheminius procesus; augalų genetika tiria augalų kintamumo ir paveldimumo klausimus; paleobotanika (fitopaleontologija) tiria iškastinius augalus ir yra glaudžiai susijusi su augalų filogenezija, kurios uždavinys – rekonstruoti istorinę augalų pasaulio raidą; augalų geografija (fitogeografija) – mokslas apie augalų paplitimo žemės rutulyje modelius; Iš jos atsirado augalų ekologija – mokslas apie augalų organizmo ir aplinkos ryšį – ir fitocenologija (geobotanika) – augalų grupių mokslas.

Taip pat yra keletas specializuotų disciplinų, nagrinėjančių atskiras augalų pasaulio grupes, pavyzdžiui, algologija - dumblių mokslas, lichenologija - apie kerpes, bryologija - apie briofitus, dendrologija - mokslas apie medžių rūšis, palinologija - apie struktūrą. sporų ir žiedadulkių.

Bendrosios augalų savybės

Visi augalai turi bendrų savybių:

1. Augalų organizmai susideda iš ląstelių. V Ląstelė(iš graikų kalbos kytos- ląstelė) yra pagrindinis visų gyvų organizmų struktūrinis ir funkcinis vienetas, elementari biologinė sistema, turinti visus gyvo daikto požymius, galinti savarankiškai reguliuotis, daugintis ir vystytis.

2. Augalai yra eukariotai (eukariotai). Eukariotai (eukariotai) – tai organizmai, kurių ląstelės turi branduolį, bent jau tam tikrais ląstelių ciklo etapais. Eukariotai apima vienaląsčius, kolonijinius ir daugialąsčius organizmus.

3. Dauguma augalų organizmų – autotrofija Autotrofija(iš graikų autos - jis pats, trofėjus- mityba) - organizmai, kurie savarankiškai gamina organines medžiagas iš neorganinių junginių, naudodami saulės šviesos energiją arba cheminių procesų energiją.

4. Augalų ląstelėse yra plastidis (iš graikų kalbos plastos - skulptūrinis): chloroplastai (iš graikų chloros - žalias ir plastos - skulptūrinis), chromoplastai (iš graikų chroma - dažai ir plastos - skulptūriniai), leukoplastai (iš graikų leukos - bespalviai ir plastos - madingas).

5. Atsarginės medžiagos – krakmolas, baltymai, riebalai.

6. Augalams būdingi gyvybiniai procesai (medžiagų apykaita): a) mityba – augalų gyvybinėms funkcijoms palaikyti reikalingų medžiagų pasisavinimo ir pasisavinimo iš aplinkos procesas; Pagal mitybos būdą augalų organizmai skirstomi į autotrofus ir heterotrofus (organizmai, kurie mitybai naudoja paruoštas organines medžiagas);

b) kvėpavimas – fiziologinių procesų visuma, užtikrinanti deguonies patekimą į augalą ir anglies dvideginio bei vandens išsiskyrimą; kvėpavimo pagrindas – organinių medžiagų (baltymų, riebalų ir angliavandenių) oksidacija (sin. oksidacija), dėl kurios išsiskiria energija ATP (adenozintrifosforo rūgšties) pavidalu, būtina augalų gyvybei; augalai yra aerobai (iš graikų kalbos aer – oras) – organizmai, kurių gyvenimui reikia laisvo deguonies iš oro;

c) chloroplastų dėka augalai sugeba fotosintezė (iš graikų kalbos nuotraukos- šviesa, sintezė - ryšys) - organinių molekulių susidarymo iš neorganinių dėl saulės energijos procesas; Saulės energija paverčiama cheminių ryšių energija.

Fotosintezės procesas susideda iš dviejų etapų:

1. Šviesioji fazė atsiranda chloroplastų tilakoiduose. Šviesos kvantų energiją fiksuoja chlorofilo molekulės, todėl elektronai pereina į aukštesnį energijos lygį ir atsiskiria nuo chlorofilo molekulės. Elektronus sugauna nešiklio molekulės, kurios taip pat yra tilakoidinėje membranoje. Chlorofilo molekulių prarasti elektronai kompensuojami proceso metu atskiriant juos nuo vandens molekulių fotolizė - vandens skilimas veikiant šviesai į protonus (H) ir deguonies atomus (O). Deguonies atomai sudaro molekulinį deguonį, kuris išleidžiamas į atmosferą:

Išsiskyrę protonai kaupiasi tilakoido ertmėje. Elektronai juda per tilakoido membraną. Elektronų perdavimo per membraną energija išleidžiama atveriant kanalą protonams ATP sintetazės komplekse. Dėl protonų išsiskyrimo iš tilakoido ertmės sintetinamas ATP. Galiausiai protonai jungiasi prie specifinių nešiklio molekulių (NADP-nikotinamido adenino nukleotido fosfato). NADP gali būti redukuojamas, surišamas su protonais arba oksiduojamas, juos atpalaiduojant. Dėl šios priežasties NADP H 2 kompleksas yra cheminės energijos kaupiklis, naudojamas kitiems junginiams atkurti.

Taigi šviesioje fotosintezės fazėje vyksta šios reakcijos:

2. in Tamsi fazė nepriklauso nuo šviesos (reakcijos vyksta ir tamsoje, ir šviesoje). Jis vyksta chloroplasto matricoje. Šioje fazėje gliukozė susidaro iš anglies dioksido (CO 2), kuris patenka iš atmosferos. Šiuo atveju naudojama ATP ir H+ energija, kuri yra NADP o H 2 dalis. Angliavandenių sintezės metu CO 2 molekulė nėra skaidoma, o fiksuojama („surišama“) naudojant specialų CO 2 fiksavimą - kelių etapų procesas. Specialus fermentas suriša CO 2 su molekule, kurioje yra penki anglies atomai (C) (ribulozės-1,5-bifosfatas). Tokiu atveju susidaro dvi trikarboksilinės 3-fosfogliceratų molekulės. Šiuos trikarboksilo junginius keičia fermentai, redukuoja NADP o H 2 ir ATP energijos pagalba ir paverčia medžiagomis, iš kurių gali būti susintetinta gliukozė (ir kai kurie kiti angliavandeniai). Vienos šių molekulių naudojamos gliukozės sintezei, o iš kitų susidaro p-karboksilo junginiai, būtini CO 2 fiksavimui. Taigi šviesos energija, šviesos fazės metu paverčiama ATP ir kt. energijos nešiklio molekulės, naudojamos gliukozės sintezei.

Tamsiąją fotosintezės fazę galima apibūdinti tokia lygtimi:

Dalis susintetintos gliukozės molekulių suskaidomos, kad būtų patenkinti augalo ląstelės energijos poreikiai, kita dalis panaudojama ląstelei reikalingų medžiagų sintezei. Taigi iš gliukozės sintetinami polisacharidai ir kiti angliavandeniai. Gliukozės perteklius kaupiamas kaip krakmolas.

Fotosintezės prasmė:

1) organinių medžiagų, kurios yra heterotrofinių organizmų mitybos pagrindas, susidarymas;

2) atmosferos deguonies susidarymas, užtikrinantis aerobinių organizmų kvėpavimą ir sukuriantis mūsų planetos ozono skydą;

3) užtikrina pastovų CO 2 ir A 2 santykį atmosferoje. Akademikas K.A. Timiryazev suformulavo kosminio vaidmens samprata

žalieji augalai. Priimdami saulės spindulius ir paversdami jų energiją organinių junginių ryšių energija, žalieji augalai užtikrina gyvybės Žemėje išsaugojimą ir vystymąsi. Jie sudaro beveik visas organines medžiagas ir yra heterotrofinių organizmų mitybos pagrindas. Visas atmosferoje esantis deguonis taip pat yra fotosintezės kilmės. Taigi žalieji augalai yra tarsi tarpininkai tarp Saulės ir gyvybės Žemės planetoje;

d) transpiracija (iš lot. trans - per, spiro - kvėpavimas, iškvėpimas) - fiziologinis gyvų augalų dujinio vandens išleidimo procesas;

e) augimas – augalo organizmo ar atskirų jo dalių ir organų dydžio padidėjimas dėl ląstelių skaičiaus padidėjimo dalijantis, jų linijinis tempimas ir vidinė diferenciacija; tęsiasi per visą gyvavimo ciklą;

f) raida – kokybinių morfologinių ir fiziologinių augalo pokyčių atskirais jo gyvavimo ciklo etapais visuma; atskirti individo raidą (ontogenezę) ir istorinę raidą (filogeniją); normalus individualus augalo organizmo vystymasis priklauso ne tik nuo išoriniai veiksniai(šviesa, temperatūra, drėgmė, deguonis, dienos fotoperiodo trukmė), o taip pat nuo vidinių veiksnių ir nuo jų sąveikos; pagrindinis vidinių veiksnių yra fitohormonų (5 lentelė).

Lentelė 5

AUGALŲ FITOHORMONAI

Fitohormonų pavadinimas	Funkcijos	išsilavinimas
Auksinai (iš graikų kalbos aukseinas - padidinu)	iš anksto nulemia viršūninio pumpuro augimą, slopina pažastinių pumpurų augimą, turi įtakos kraujagyslinio audinio diferenciacijai, lemia augimo judesius, gali lemti vaisių formavimąsi be sėklų, kontroliuoja ląstelių pailgėjimą	meristeminės ląstelės (nediferencijuotas audinys, iš kurio vystosi naujos ląstelės)
Citokininai (iš graikų kalbos - ląstelė, cyneo - atnešti judėjimas)	skatina ląstelių dalijimąsi, skatina šoninių pumpurų augimą, išsaugo žalią lapų spalvą, lėtina audinių senėjimą	šaknų meristema, vaisiai
Etilenas	stabdo daigų augimą ilgio, stabdo lapų augimą, greitina sėklų ir gumbų dygimą, skatina vaisių nokimą, organizmo senėjimą
Giberelinai	suaktyvinti ląstelių dalijimąsi, stimuliuoti pailgėjimo fazę, užsikimšimą, žydėjimą, išvesti sėklas iš ramybės būsenos, gali sukelti vaisių susidarymą be sėklų, paspartinti vaisių vystymąsi	lapai, šaknys
Abscizo rūgštis	streso hormonas, padeda augalui prisitaikyti prie nepalankių gyvenimo sąlygų, atitolina augimo procesus, pagreitina lapų ir vaisių kritimą, greitina senėjimą	lapai, vaisiai, šaknų kepurėlė

Fitohormonai (iš graikų k. fitonas- augalas, hormao - sužadinti) - tai fiziologiškai aktyvios medžiagos, kurias gamina augalų ląstelių protoplastas (gyvasis turinys) ir turi įtakos augimo bei formos formavimo procesams; fitohormonai yra aktyvūs labai mažais kiekiais ir gali tiek stimuliuoti, tiek slopinti tam tikrus procesus (veikti kaip reguliatoriai); Dirbtiniai augimo ir vystymosi reguliatoriai taip pat turi įtakos augalo organizmo vystymuisi (6 lentelė);

Lentelė 6

DIRBTINĖS AUGALŲ ORGANIZMŲ AUGIMO IR VYSTYMOSI REGULIAVIMO MEDŽIAGOS

Dirbtinio reguliatoriaus pavadinimas	Funkcijos	Kokiam tikslui žmogus naudoja
Antihiberelinas (antihiberelinas)	stabdo stiebo augimą, teigiamai veikia atsparumą išgulimui	prisidėti prie stingusių formų kūrimo
Dirbtiniai auksinai	veikia panašiai kaip natūralus auksinas, didelėmis koncentracijomis veikia kaip herbicidai (nuo lat. žolė- žolė, caedere- nužudyti), tai yra, galintis sunaikinti augalus	naudojamas piktžolėms naikinti
Defoliantai	sukelia dirbtinį lapų kritimą	palengvinti mechaninį medvilnės derliaus nuėmimą
Desikantai	sukelti antžeminių augalo dalių vytimą	palengvinti mechaninį šakniavaisių (morkų, burokėlių), gumbų (bulvių) nuėmimą

yra) augimo judesiai - augalų organų padėties erdvėje pokyčiai dėl netolygaus augimo procesų (7 lentelė); Aukštesni augalai neturi specializuotų organų aktyviam judėjimui, tačiau geba reaguoti į įvairius išorinės aplinkos pokyčius ir prie jų prisitaikyti.

7 lentelė

AUGALŲ AUGIMO JUDĖJIMAI

Augimo judesiai

Nastija

(iš graikų kalbos nastos- sutankintas, uždarytas)

Apibrėžimas

organų ir augalų dalių augimo judesiai, atsirandantys veikiant vienodai dirgikliui (šviesos intensyvumo, temperatūros ir kt.)

Pavyzdžiai

fotonastija- gėlių atidarymas ryte ir uždarymas vakare; žiedyno padėties pasikeitimas priklausomai nuo saulės padėties pasikeitimo (saulėgrąža); termonastija- žiedų atidarymas nuo pumpurų perkeliant juos iš šaltos į šiltą patalpą; mechanonastija - lapo nubrėžimas juos palietus (mimoza drovi); vaisiai trūkinėja palietus (ašarinė žolė); Chemonastija - stomatos apsauginių ląstelių turgoriniai judesiai, reaguojant į CO 2 koncentraciją, saulėgrąžų liaukinių plaukų augimo vingiai, veikiami azoto turinčių medžiagų ir kt.

Tropizmi

(iš graikų kalbos tropos- posūkis, kryptis)

įvairūs organų ar jų dalių judesiai (lenkimai), kuriuos sukelia vienpusis dirgiklio veikimas

teigiami tropizmai - organų judėjimas dirgiklio link (pavyzdžiui, lapai link šviesos); neigiami tropizmai - organų judesiai nukreipti nuo dirgiklio (šaknų augimo kryptis nuo šviesos); Priklausomai nuo stimulo pobūdžio, jie išskiriami: fototropizmas (šviesos poveikis), geotropinis pismi (vienpusis gravitacijos poveikis), hidrotropizmas (drėgnos aplinkos poveikis), chemotropizmas (cheminės medžiagos poveikis), trofotropizmas (maistinių medžiagų poveikis)

Žmogui būdinga noras tyrinėti pasaulį: gamtą, visuomenę ir net save. Net senovėje atsirado daug mokslų, rodančių, kad pasaulio tyrinėjimas prasidėjo prieš kelis tūkstančius metų. Vienas iš seniausių mokslų yra botanika. Kas yra botanika, ką ji tiria, kokia šio žodžio reikšmė? Išsiaiškinkime.

„Botanika“ išvertus iš graikų kalbos reiškia „žolė, žaluma, augalas“.

Žodžio "botanika" reikšmės

Botanika yra mokslas apie augalus. Ji tiria jų struktūrą, gyvenimo sąlygas ir vystymosi evoliuciją. Mokslininkai mano, kad biologija buvo vienas pirmųjų mokslų. Žmonės, perėję prie sėslaus gyvenimo būdo, pradėjo auginti augalus ir užsiimti žemdirbyste, todėl susidomėjimas augalais buvo labai didelis. Šiandien botanika yra daugiadisciplinis mokslas (floristika, organografija, fitocenologija, biochemija ir kt.); Botanikų tikslas – ištirti augalų gyvenimo sąlygas, išgauti produktyvias veisles, atsparias tiek gamtinėms sąlygoms, tiek ligoms. Moksliniai tyrimai yra labai svarbūs šalies žemės ūkio plėtrai. Pavyzdžiui: „Botanika kaip mokslas XXI amžiuje sėkmingai vystosi, plečia tyrimų temą, tobulina planetos augalų pasaulio tyrimo metodus ir metodus“.
Botanika taip pat yra akademinė disciplina universitete, akademinis dalykas mokykloje, kuriame mokytojai supažindina su šio mokslo pagrindais. Pavyzdžiui: „Botanikos pamokoje mokytojas labai įdomiai kalbėjo apie gėlės sandarą, rodė įdomų pristatymą apie jos struktūrą“.

Ką tiria botanika?

1 apibrėžimas

Botanika- (iš graikų k. botanas- daržovė, žalumynai, žolė, augalas) yra sudėtingas mokslas, tiriantis augalus. Joje visapusiškai nagrinėjama jų kilmė, raida, sandara (išorinė ir vidinė), klasifikacija, pasiskirstymas žemės paviršiuje, ekologija (sąsajos ir ryšiai su aplinkos veiksniais), apsauga.

Kaip ir kiti mokslai, botanika turi savo priešistorę. Jo kilmė siejama su senovės laikais, kai žmonės dar tik pradėjo augalus naudoti savo praktiniams poreikiams (maistui, gydymui, drabužių gamybai, būstui). Gamtininkai gana ilgą laiką užsiėmė tik augalų aprašymu – jų dydžiu, spalva, atskirų organų ypatumais, tai yra gana ilgą laiką botanika turėjo tik aprašomąjį pobūdį. Ši biologijos dalis susiformavo XVII–XVIII a. Pirmieji bandymai susisteminti augalų pasaulį tapo lyginamojo aprašomojo metodo, kurio pagalba augalai buvo ne tik aprašomi, bet ir lyginami pagal išorinius (morfologinius) požymius, naudojimo botanikoje pradžia. Išradus mikroskopą, gimė botanika, o vėliau dėl intensyvios mokslo plėtros ir mikroskopinių technologijų tobulėjimo ėmė dominuoti eksperimentinė kryptis.

1 paveikslas.

Augalai– yra daugiau nei dešimties biologiškai aktyvių medžiagų, veikiančių žmogaus ir gyvūnų organizmą, ypač vartojamų kaip maistas, šaltinis. Kadangi augalai yra neatsiejama žmogaus gyvenimo dalis, jie tapo atidaus tyrimo objektu.

Visi augalai yra suskirstyti į 2 USD dideles grupes:

žemesni augalai arba talis (thalom);
aukštesni augalai arba lapiniai augalai.

Apatiniams augalams priskiriami dumbliai.

Aukštesniems augalams priskiriami bryofitai (samanos ir kepenžolės), pteridofitai (psilofitai, psilotai, asiūkliai ir paparčiai), gimnasėkliai ir gaubtasėkliai.

Atskirai tiriamos kerpės, grybai ir bakterijos.

1 pastaba

Šiuolaikinė botanika- daugiadisciplinis mokslas, apimantis keletą skyrių: augalų taksonomiją, kurioje nagrinėjamas augalų klasifikavimas atsižvelgiant į panašias bendrąsias charakteristikas. Jis padalintas į dvi dalis: floristikos ir botanikos geografiją. Floristika tiria augalų bendrijas tam tikroje vietovėje. Botanikos geografija tiria augalų pasiskirstymą Žemės rutulyje.

Augalų taksonomija– pagrindinė botanikos disciplina. Ji suskirsto visą augalų pasaulį į atskiras grupes ir paaiškina tarp jų esančius šeimos ir evoliucinius ryšius. Tai užduotis iš specialaus botanikos skyriaus – filogenijos.

Iš pradžių mokslininkai augalus sistemino tik pagal išorinius (morfologinius) požymius. Šiais laikais augalų taksonomijai naudojamos ir jų vidinės charakteristikos (ląstelių sandaros ypatybės: cheminė sudėtis, chromosomų aparatas, aplinkos ypatybės). Augalų morfologija, tirianti augalų sandarą. Šis mokslas skirstomas į mikroskopinę morfologiją ir makroskopinę morfologiją (organografiją). Mikroskopinė morfologija tiria augalų ląstelių ir audinių struktūrą, taip pat embriologiją. Makroskopinė morfologija tiria augalų organus ir dalis.

Kai kuriuos morfologijos skyrius buvo nuspręsta atskirti į atskiras disciplinas:

organografija (tiria augalų organus),
palinologija (atsižvelgiama į augalų sporų ir žiedadulkių struktūrą),
karpologija (nagrinėja vaisių klasifikaciją),
teratologija (tyrimo dalykas - augalų struktūros deformacijos ir anomalijos),
augalų anatomija, tirianti vidinę augalų sandarą;
augalų fiziologija, tirianti augalų formas jų ontogenezės ir filogenezės procese, taip pat augaluose vykstančius procesus, jų priežastis, dėsningumus ir ryšius su aplinka. Tai glaudžiai susijusi su sistematika.
augalų biochemija, tirianti augaluose vykstančius cheminius procesus, susijusius su augimu ir vystymusi.
augalų genetika, tirianti genetinius augalų pokyčius, atsirandančius su žmogaus įsikišimu arba be jo.
fitocenologija, tirianti Žemės augmeniją, nustato dinaminius gamtos pokyčius, taip pat jų priklausomybes ir modelius (augmenija – visų kraštovaizdį sudarančių augalų vienoje srityje derinys;
geobotanika, tirianti ekosistemas, tai yra augalų, faunos ir negyvosios gamtos veiksnių ryšius (visas kompleksas vadinamas biogeocenoze).
augalų ekologija, kuri tiria augalus atsižvelgiant į jų buveinę ir nustato idealias augalų gyvenimo sąlygas.
paleobotanika, kuri tiria iškastinius augalus, kad nustatytų jų evoliucijos istoriją.

Botanika taip pat klasifikuojama pagal jos tyrimo objektus:

algologija – dumblių mokslas,
bryologija, tirianti samanas ir kt.
Mikroskopinių organizmų tyrimas augalų pasaulyje taip pat buvo atskirtas į atskirą discipliną – mikrobiologiją.
fitopatologija – nagrinėja augalų ligas, kurias gali sukelti grybai, virusai ar bakterijos.

Užrašas 2

Priklausomai nuo tiriamo objekto, buvo išskirti specialios botanikos šakos: miškininkystė, pievų mokslas, pelkių mokslas, tundros mokslas ir nemažai panašių disciplinų.

Tradiciškai botanika apima mikologija- grybų mokslas (nuo XX a. vidurio jie pradėti priskirti prie atskiros karalystės), taip pat lichenologija - mokslas, tiriantis kerpes.

Botanikos studijų dalykas- tai augalai, jų sandara, raida, giminystės ryšiai, racionalaus ekonominio jų panaudojimo galimybė.

Botanikos problemos:

Augalų tyrimas, siekiant padidinti jų atsparumą, produktyvumą ir ištvermę.
Naujų augalų rūšių identifikavimas ir jų pritaikymas.
Augalų poveikio žmogaus organizmui nustatymas.
Žmogaus vaidmens planetos augmenijos vystymuisi ir išsaugojimui nustatymas.
Augalų genetinės transformacijos vykdymas.

Botanikos tyrimo metodai:

stebėjimo metodas- naudojamas tiek mikroskopiniu, tiek makroskopiniu lygiu. Šis metodas susideda iš tiriamo objekto individualumo nustatymo be dirbtinio įsikišimo į jo gyvybinius procesus. Surinkta informacija naudojama tolesniems tyrimams.

lyginamasis metodas- naudojami tiriamam objektui lyginti su panašiais objektais, juos klasifikuoti, detaliai analizuojant panašius ir išskirtinius požymius, lyginant su jiems artimomis formomis.

eksperimentinis metodas- naudojamas objektams ar procesams tirti specialiai sukurtomis dirbtinėmis sąlygomis. Skirtingai nuo stebėjimo metodo, eksperimentinis metodas numato specialų eksperimentuotojo įsikišimą į gamtą, leidžiantį nustatyti tam tikrų veiksnių įtakos tyrimo objektui pasekmes. Metodas gali būti naudojamas tiek in vivo, tiek laboratorijoje.

stebėjimas yra nuolatinio atskirų objektų būklės ir tam tikrų procesų eigos stebėjimo metodas. modeliavimas – tai tam tikrų procesų ir reiškinių demonstravimo ir tyrimo metodas, naudojant supaprastintą jų modeliavimą. Tai leidžia tirti procesus, kuriuos sunku arba neįmanoma atgaminti eksperimentiniu būdu arba tiesiogiai stebėti gyvojoje gamtoje.

statistinis metodas- remiantis kitų tyrimų (stebėjimų, eksperimentų, modeliavimo) metu surinktos kiekybinės medžiagos statistiniu apdorojimu, leidžiančiu ją visapusiškai išanalizuoti ir nustatyti tam tikrus modelius.

3 pastaba

Botanika yra mokslas, tiriantis žemės paviršiaus augalinę dangą visais lygiais – molekuliniu, ląsteliniu, organizminiu, populiaciniu.

Augalų mokslas – botanika

Kiekvienas žmogus susiliečia su gyvąja gamta – organiniu pasauliu. Tai įvairūs augalai, gyvūnai, grybai, bakterijos. O patys žmonės yra organinio pasaulio atstovai.

Gyvosios gamtos ypatybes ir jos įvairovę tiria biologijos mokslas (iš graikų k. bios- "gyvenimas", logotipas- "mokymas").

Pirmieji gyvi organizmai Žemėje atsirado labai seniai, daugiau nei prieš 3,5 mlrd. Jie turėjo paprastą struktūrą ir buvo vienos mažos ląstelės. Vėliau atsirado sudėtingesnių vienaląsčių, o vėliau ir daugialąsčių organizmų. Nuo tada jų palikuonys pasiekė didžiulę įvairovę. Tarp jų yra ir didelių, ir mikroskopiškai mažų organizmų: visų rūšių gyvūnų, augalų, grybų, bakterijų ir virusų.

Visos jos yra gyvos būtybės, labai skirtingos savo savybėmis. Štai kodėl jie visi yra suskirstyti į dideles grupes, kurias mokslininkai vadina karalystes . Karalystės vienija organizmus, kurie yra panašūs vienas į kitą pagrindinėmis savybėmis.

Karalystė yra labai didelė organizmų grupė, kuri turi panašias sandaros, mitybos ir gyvenimo gamtoje savybes.

Norint išsaugoti gyvąją gamtą visoje jos įvairovei, reikia žinoti, kaip yra skirtingų organizmų struktūra ir kaip jie tarpusavyje susiję gamtoje; ištirti, kokiomis sąlygomis gyvena ir vystosi visų karalysčių atstovai, kiek jie yra paplitę žemės paviršiuje, kokį vaidmenį atlieka gamtoje, kokia jų vertė žmonėms ir kokiomis savybėmis skiriasi vienas nuo kito. Norėdami tai padaryti, turite studijuoti biologiją.

Pažintis su biologijos mokslu mokykloje prasideda nuo studijų augalų karalystės .

Augalai aptinkami visame pasaulyje: sausumoje, vandenyje, miškuose, pelkėse, pievose, stepėse, soduose, parkuose. Visur galima pamatyti įvairiausių augalų – laukinių ir auginamų rūšių. Augalai turi daug bendrų savybių: beveik visi jie gyvena sėslų gyvenimo būdą, turi chlorofilą ir šviesoje gali susidaryti organines medžiagas. Štai kodėl jie priklauso tai pačiai gyvosios gamtos karalystei – augalų karalystei.

Mokslas, tiriantis augalų karalystę, vadinamas botanika (iš graikų k. vėplai– „žolė“, „augalas“).

Kultūriniai augalai – tai augalai, kuriuos specialiai išveda ir išaugina žmonės, kad patenkintų savo poreikius. Jie labai įvairūs, jų daug sukurta žmogaus, tačiau jie visi kilę iš laukinių augalų (4 pav.).

Laukiniai augalai (taip pat žr. § 48) yra augalai, kurie auga, vystosi ir išsisklaido be žmogaus pagalbos.

Botanikai išsiaiškina skirtingų augalų struktūrinius ypatumus, tiria, kaip jie auga, maitinasi, dauginasi, kokių aplinkos sąlygų jiems reikia. Taip pat sužinoma, kaip Žemėje atsirado tokia plati augalų įvairovė, kokie buvo pirmieji augalai, kurie iš senovės augalų išliko iki šių dienų, kokios augalų savybės naudingos ar kenksmingos žmogui, kaip augalą išsaugoti. Žemės pasaulis.

Augalų tyrinėjimas pradėtas IV a. pr. Kr e. senovės graikų mokslininkas Teofrastas. Savo pastebėjimus jis sujungė su ūkininkų ir gydytojų sukauptomis praktinėmis žiniomis apie augalų naudojimą, mokslininkų nuomones apie augalų pasaulį ir sukūrė pirmąją botaninių sąvokų sistemą. Todėl mokslo istorijoje Teofrastas vadinamas botanikos tėvu (5 pav.).

Tikrasis jo vardas yra Tirtamas (Tirthamas), o vardą Teofrastas, t. y. „dieviškasis oratorius“, jam suteikė mokytojas Aristotelis už išskirtinę iškalbos dovaną.

Botanikos istorija rodo, kaip mokslas atsirado apibendrinus žmogaus praktines žinias apie augalų auginimą ir panaudojimą įvairiems tikslams, taip pat iš mokslininkų laukinių augalų stebėjimų.

Šiuo metu botanikai tiria augalų gyvybės dėsnius, jų išorinę ir vidinę sandarą, dauginimosi ir gyvybės veiklos procesus, pasiskirstymą žemės paviršiuje, augimo sąlygas, ryšius su kitais gyvais organizmais ir aplinka.

Dabar apie augalus kalbama kaip apie viso organinio pasaulio gyvybės pagrindą. Iš tikrųjų gyvi augalai ir jų negyvos bei nukritusios dalys – lapai, vaisiai, šakos, kamienai – aprūpina maistu ne tik žmones, bet ir gyvūnus, grybus, bakterijas. Būtent augalai sukuria sąlygas visai gyvybei Žemėje egzistuoti.