Bioloģija ir zinātne par augiem. Ko pēta botānika? Augu vispārīgās īpašības

Botānika ir bioloģijas nozare, kas pēta augus. Šajā grupā ietilpst autotrofi, eikarioti un citi organismi, tostarp daudzšūnu organismi, kas paši ražo pārtiku. Augu valstībā ir ļoti daudz dažādu sugu. Augu zinātne ir augu sugu un augu ekoloģijas, anatomijas un fizioloģijas izpēte.

Ko pēta botānika?

Botānika ir augu zinātnes nozare. Viena no senākajām dabaszinātnēm pēta organismu vielmaiņu un darbību, tā saukto augu fizioloģiju, kā arī augšanas, attīstības un vairošanās procesus.

Augu zinātne ir atbildīga par iedzimtības (augu ģenētikas), pielāgošanās videi, ekoloģijas un ģeogrāfiskās izplatības izpēti. Starp šķirnēm, kuras ir vērts pieminēt, ir ģeobotānika, fitoģeogrāfija un paleontoloģija (fosiliju izpēte).

Botānikas vēsture

Botānika ir augu zinātnes nozare. Botānika par zinātni tiek uzskatīta kopš Eiropas koloniālisma perioda, lai gan cilvēku interese par augiem ir daudz senāka. Pētījuma jomā bija augi un koki savā zemē, kā arī eksotiski eksemplāri, kas tika atvesti daudzu ceļojumu laikā. Un senos laikos atsevišķi augi bija jāpēta negribot. Kopš seniem laikiem cilvēki ir mēģinājuši noteikt augu ārstnieciskās īpašības un to augšanas sezonu.

Augļi un dārzeņi ir bijuši ļoti svarīgi visas cilvēces sociālajā attīstībā. Kad vēl nebija zinātnes šī vārda mūsdienu izpratnē, cilvēce pētīja augus kā daļu no lauksaimniecības revolūcijas.

Tādas ievērojamas Senās Grieķijas un Romas personības kā Aristotelis, Teofrasts un Dioskorids, kā arī citas svarīgas zinātnes, paaugstināja botāniku jaunā līmenī. Teofrastu pat sauc par botānikas tēvu, pateicoties kuram tika uzrakstīti divi pamatdarbi, kas tika izmantoti 1500 gadus un tiek izmantoti līdz mūsdienām.

Tāpat kā daudzās zinātnēs, nozīmīgi sasniegumi botānikas izpētē radās renesanses un reformācijas laikā un apgaismības laikmeta rītausmā. Mikroskops tika izgudrots 16. gadsimta beigās, ļaujot pētīt augus kā nekad agrāk, tostarp sīkas detaļas, piemēram, fitolītus un ziedputekšņus. Sāka paplašināties zināšanas ne tikai par pašiem augiem, bet arī par to vairošanos, vielmaiņas procesiem un citiem aspektiem, kas līdz tam cilvēcei bija slēgti.

Augu grupas

1. Visi bryofīti tiek uzskatīti par vienkāršākajiem augiem, tie ir mazi un tiem nav stublāju, lapu vai sakņu. Sūnas dod priekšroku vietām ar augstu mitruma līmeni un vairošanai pastāvīgi ir nepieciešams ūdens.

2. Visiem asinsvadu sporu augiem atšķirībā no sūnām ir trauki, kas vada sulu, kā arī lapas, stublāji un saknes. Šie augi ir arī ļoti atkarīgi no ūdens. Pārstāvju vidū ir, piemēram, papardes un kosas.

3. Visi sēklu augi ir sarežģītāki augi, kuriem ir tik svarīga evolūcijas priekšrocība kā sēklām. Tas ir ārkārtīgi svarīgi, jo tas nodrošina embrija aizsardzību un apgādāšanu ar pārtiku. Ir ģimnosēkļi (priedes) un segsēkļi (kokosriekstu palmas).

Augu ekoloģija

Augu ekoloģija atšķiras no botānikas un koncentrējas uz to, kā augi mijiedarbojas ar savu vidi un reaģē uz vides un klimata pārmaiņām. Cilvēku skaits nemitīgi palielinās, un ir nepieciešams arvien vairāk zemes, tāpēc dabas resursu aizsardzības un kopšanas jautājums ir īpaši aktuāls.

Augu ekoloģija atpazīst vienpadsmit galvenos vides veidus, kuros iespējama augu dzīve:

lietus meži,
mēreni meži,
skujkoku meži,
tropiskās savannas,
mērenās pļavas (līdzenumi),
tuksneši un sausās ekosistēmas,
Vidusjūras reģioni,
sauszemes un mitrāji,
saldūdens, piekrastes vai jūras zonu un tundras ekoloģija.

Katram patvērumam ir savs ekoloģiskais profils un līdzsvarota augu un dzīvnieku dzīve, un to evolūcijas izpratnei ir svarīgi, kā tie mijiedarbojas.

Bioloģija: botānikas sadaļa

Botānika ir zinātne par augu uzbūvi, dzīves aktivitāti, izplatību un izcelsmi, tā pēta, sistematizē un klasificē visas šīs īpašības, kā arī floras ģeogrāfisko izplatību, evolūciju un ekoloģiju. Botānika ir zinātnes nozare par visu augu pasaules daudzveidību, kas ietver daudzas nozares. Piemēram, paleobotānikas pētījumi vai pārakmeņojušies paraugi, kas iegūti no ģeoloģiskajiem slāņiem. Pētījuma priekšmets ir arī pārakmeņojušās aļģes, baktērijas, sēnītes un ķērpji. Pagātnes izpratne ir būtiska tagadnei. Šī zinātne var pat izskaidrot ledus laikmeta augu sugu būtību un apjomu.

Arheobotanika ir funkcionāla lauksaimniecības izplatības, purvu nosusināšanas u.c. izpētē. Botānika (augu bioloģija) veic pētījumus visos līmeņos, tostarp ekosistēmās, kopienās, sugās, indivīdos, audos, šūnās un molekulās (ģenētikā, bioķīmijā). Biologi pēta daudzu veidu augus, tostarp aļģes, sūnas, papardes, ģimnosēklas un ziedošus (sēklu) augus, tostarp savvaļas un kultivētus augus.

Botānika ir augu un augkopības zinātnes nozare. 20. gadsimts tiek uzskatīts par bioloģijas zelta laikmetu, jo, pateicoties jaunajām tehnoloģijām, šo zinātni var izpētīt pavisam jaunā līmenī. Uzlabotie nodrošina jaunākos rīkus gan augu, gan citu dzīvo organismu, kas apdzīvo planētu Zeme, pētīšanai.

Plānot

1. Botānika - zinātne par augiem.

2. Augu vispārīgās īpašības.

3. Augu izplatība un nozīme biosfērā.

Pamatjēdzieni: botānika, autotrofija, uzturs, elpošana, fotosintēze, augšana, attīstība, fitohormoni, augšanas kustības, augu nozīme.

Botānika - zinātne par augiem

Botānika ir zinātne par augiem, to uzbūvi, dzīves aktivitāti, izplatību un izcelsmi. Šis termins cēlies no grieķu vārda "botane", kas nozīmē "zāle", "augs", "dārzenis", "zaļš".

Botānika pēta augu pasaules bioloģisko daudzveidību, sistematizē un klasificē augus, pēta to uzbūvi, ģeogrāfisko izplatību, evolūciju, vēsturisko attīstību, biosfēras lomu, derīgās īpašības un meklē racionālus floras saglabāšanas un aizsardzības veidus. Un botānikas kā zinātnes galvenais mērķis ir iegūt un vispārināt jaunas zināšanas par augu pasauli visās tās pastāvēšanas izpausmēs.

Botānika kā zinātne izveidojās apmēram pirms 2300 gadiem. Pirmais rakstiskais zināšanu vispārinājums par augiem, kas ir sasniedzis mūs, ir zināms tikai no senās Grieķijas (IV-III gs. p.m.ē.), un tāpēc botānikas kā zinātnes rašanās aizsākās šajā laikā. Teofrasts (372-287 BC), diženā Aristoteļa skolnieks, tiek uzskatīts par botānikas tēvu, pateicoties viņa rakstītajiem darbiem “Augu dabas vēsture” 10 sējumos un rakstītajam darbam “Par augu cēloņiem” 8 sējumos. Teofrasts grāmatā The Natural History of Plants min 450 augus un veic pirmo mēģinājumu to zinātniskajā klasifikācijā.

Mūsu ēras pirmajā gadsimtā. Romiešu dabaszinātnieki Dioskorids un Plīnijs Vecākais papildināja šo informāciju. Viduslaiku zinātnieki turpināja seno zinātnieku iesākto informācijas uzkrāšanu. Renesanses laikā saistībā ar informācijas bagātināšanu par augiem radās nepieciešamība sistematizēt augu pasauli. Lieli sasniegumi botānisko zināšanu organizēšanā pieder Kārlim Linnejam, kurš 18. gadsimta vidū ieviesa bināro augu nomenklatūru, pirmais mēģināja klasificēt augu pasauli un izstrādāja mākslīgu sistēmu, sadalot augu pasauli 24 klasēs.

Tagad botānika ir daudznozaru zinātne, kas pēta gan atsevišķus augus, gan to kopumus – augu grupas, no kurām veidojas pļavas, stepes, meži.

Attīstības procesā botānika diferencējās vairākās atsevišķās zinātnēs, no kurām svarīgākās ir: augu morfoloģija - zinātne par augu galveno orgānu uzbūvi un attīstību; No tā izcēlās: augu anatomija (histoloģija), kas pēta augu organisma iekšējo uzbūvi; augu šūnu bioloģija, kas pēta augu šūnas struktūras īpatnības; augu embrioloģija, kas pēta apaugļošanās un embriju attīstības procesus augos; augu fizioloģija - zinātne par augu organisma dzīvības aktivitāti, ir cieši saistīta ar augu bioķīmiju - zinātni par ķīmiskajiem procesiem tajos; augu ģenētika pēta augu mainīguma un iedzimtības jautājumus; paleobotanika (fitopaleontoloģija) pēta fosilos augus un ir cieši saistīta ar augu filoģenētiku, kuras uzdevums ir rekonstruēt augu pasaules vēsturisko attīstību; augu ģeogrāfija (fitoģeogrāfija) - zinātne par augu izplatības modeļiem uz zemeslodes; No tā radās augu ekoloģija - zinātne par augu organisma un vides attiecībām - un fitocenoloģija (ģeobotānika) - zinātne par augu grupām.

Ir arī vairākas specializētas disciplīnas, kas pēta atsevišķas augu pasaules grupas, piemēram, algoloģija - zinātne par aļģēm, lihenoloģija - par ķērpjiem, brioloģija - par briofītiem, dendroloģija - zinātne par koku sugām, palinoloģija - par uzbūvi. no sporām un ziedputekšņiem.

Augu vispārīgās īpašības

Visiem augiem ir kopīgas iezīmes:

1. Augu organismi sastāv no šūnām. V Šūna(no grieķu val kytos- šūna) ir visu dzīvo organismu strukturālā un funkcionālā pamatvienība, elementāra bioloģiskā sistēma, kurai ir visas dzīvās būtnes pazīmes, kas spēj pašregulēties, pašatvairot un attīstīties.

2. Augi ir eikarioti (eikarioti). Eikarioti (eikarioti) ir organismi, kuru šūnām ir kodols, vismaz noteiktos šūnu cikla posmos. Eikariotos ietilpst vienšūnu, koloniālie un daudzšūnu organismi.

3. Lielākā daļa augu organismu - autotrofija Autotrofija(no grieķu autos - viņš pats, trofeja- uzturs) - organismi, kas neatkarīgi ražo organiskas vielas no neorganiskiem savienojumiem, izmantojot saules gaismas enerģiju vai ķīmisko procesu enerģiju.

4. Augu šūnas satur plastidi (no grieķu valodas plastos - veidots): hloroplasti (no grieķu hloros - zaļš un plastos - veidoti), hromoplasti (no grieķu chroma - krāsa un plastos - veidoti), leikoplasti (no grieķu leikos - bezkrāsaini un plastos - modē).

5. Rezerves vielas - ciete, olbaltumvielas, tauki.

6. Augiem raksturīgi dzīvības procesi (vielmaiņa): a) barošana - to dzīvības funkciju uzturēšanai nepieciešamo vielu uzsūkšanās un asimilācijas process no vides, ko augi veic; Pēc barošanas metodes augu organismus iedala autotrofos un heterotrofos (organismos, kas uzturā izmanto jau gatavas organiskās vielas);

b) elpošana - fizioloģisko procesu kopums, kas nodrošina skābekļa iekļūšanu augā un oglekļa dioksīda un ūdens izdalīšanos; elpošanas pamats ir organisko vielu (olbaltumvielu, tauku un ogļhidrātu) oksidēšanās (sin.oksidācija), kā rezultātā izdalās enerģija ATP (adenozīntrifosforskābes) veidā, kas nepieciešama augu dzīvībai; augi ir aerobi (no grieķu aer - gaiss) - organismi, kuru dzīvei nepieciešams brīvs skābeklis no gaisa;

c) pateicoties hloroplastiem, augi spēj fotosintēze (no grieķu val fotogrāfijas- gaisma, sintēze - savienojums) - organisko molekulu veidošanās process no neorganiskām saules enerģijas ietekmē; Saules enerģija tiek pārvērsta ķīmisko saišu enerģijā.

Fotosintēzes process sastāv no divām fāzēm:

1. Vieglā fāze notiek hloroplastu tilakoīdos. Gaismas kvantu enerģiju uztver hlorofila molekulas, kas izraisa elektronu pāreju uz augstāku enerģijas līmeni un to atdalīšanu no hlorofila molekulas. Elektronus uztver nesējmolekulas, kas arī atrodas tilakoīda membrānā. Hlorofila molekulu zaudētie elektroni tiek kompensēti, procesā atdalot tos no ūdens molekulām. fotolīze - ūdens sadalīšanās gaismas ietekmē protonos (H) un skābekļa atomos (O). Skābekļa atomi veido molekulāro skābekli, kas tiek izvadīts atmosfērā:

Atbrīvotie protoni uzkrājas tilakoīda dobumā. Elektroni pārvietojas caur tilakoīda membrānu. Elektronu pārneses enerģija cauri membrānai tiek tērēta, lai atvērtu kanālu protoniem ATP sintetāzes kompleksā. Sakarā ar protonu izdalīšanos no tilakoīda dobuma tiek sintezēts ATP. Visbeidzot, protoni saistās ar specifiskām nesējmolekulām (NADP-nikotīnamīda adenīna nukleotīda fosfāts). NADP var tikt reducēts, saistīts ar protoniem vai oksidēts, tos atbrīvojot. Pateicoties tam, NADP H 2 komplekss ir ķīmiskās enerģijas akumulators, ko izmanto citu savienojumu atjaunošanai.

Tādējādi fotosintēzes gaismas fāzē notiek šādas reakcijas:

2. iekšā Tumšā fāze nav atkarīgs no gaismas (reakcijas notiek gan tumsā, gan gaismā). Tas notiek hloroplastu matricā. Šajā fāzē glikoze veidojas no oglekļa dioksīda (CO 2), kas nāk no atmosfēras. Šajā gadījumā tiek izmantota ATP un H+ enerģija, kas ir daļa no NADP o H 2. Ogļhidrātu sintēzes laikā CO 2 molekula netiek sadalīta, bet tiek fiksēta (“sasaistīta”), izmantojot īpašu CO 2 fiksāciju - daudzpakāpju process. Īpašs enzīms saista CO 2 ar molekulu, kas satur piecus oglekļa atomus (C) (ribulozes-1,5-bifosfāts). Šajā gadījumā veidojas divas trikarboksilskābes 3-fosfoglicerātu molekulas. Šos trikarbonskābes savienojumus izmaina fermenti, reducē ar NADP o H 2 un ATP enerģijas palīdzību un pārvērš vielās, no kurām var sintezēt glikozi (un dažus citus ogļhidrātus). Dažas no šīm molekulām tiek izmantotas glikozes sintēzei, bet no citām veidojas p-karbonskābes savienojumi, kas nepieciešami CO 2 fiksācijai. Tādējādi gaismas enerģija, kas gaismas fāzes laikā tiek pārvērsta ATP enerģijā u.c. enerģijas nesējmolekulas, izmanto glikozes sintēzei.

Fotosintēzes tumšo fāzi var aprakstīt ar šādu vienādojumu:

Daļa sintezētās glikozes molekulu tiek sadalītas, lai apmierinātu augu šūnas enerģijas vajadzības, otra daļa tiek izmantota šūnai nepieciešamo vielu sintezēšanai. Tādējādi no glikozes tiek sintezēti polisaharīdi un citi ogļhidrāti. Glikozes pārpalikums tiek uzglabāts kā ciete.

Fotosintēzes nozīme:

1) organisko vielu veidošanās, kas ir heterotrofo organismu uztura pamatā;

2) atmosfēras skābekļa veidošanās, kas nodrošina aerobo organismu elpošanu un veido mūsu planētas ozona vairogu;

3) nodrošina nemainīgu attiecību starp CO 2 un A 2 atmosfērā. Akadēmiķis K.A. Timirjazevs kosmiskās lomas jēdziens

zaļie augi. Saņemot saules starus un pārvēršot to enerģiju organisko savienojumu saišu enerģijā, zaļie augi nodrošina dzīvības saglabāšanos un attīstību uz Zemes. Tie veido gandrīz visas organiskās vielas un ir heterotrofo organismu uztura pamats. Viss skābeklis atmosfērā ir arī fotosintētiskas izcelsmes. Tādējādi zaļie augi it kā ir starpnieks starp Sauli un dzīvību uz planētas Zeme;

d) transpirācija (no latīņu valodas trans - caur, spiro - es elpoju, izelpoju) - fizioloģisks process, kurā dzīvi augi izdala ūdeni gāzveida stāvoklī;

e) augšana - auga organisma vai tā atsevišķo daļu un orgānu lieluma palielināšanās, ko izraisa šūnu skaita palielināšanās dalīšanās, to lineārās stiepšanās un iekšējās diferenciācijas rezultātā; turpinās visā dzīves ciklā;

f) attīstība - kvalitatīvu morfoloģisko un fizioloģisko izmaiņu kopums augā atsevišķos tā dzīves cikla posmos; atšķirt individuālo attīstību (ontoģenēzi) un vēsturisko attīstību (filoģenēzi); normāla augu organisma individuālā attīstība ir atkarīga ne tikai no ārējie faktori(gaisma, temperatūra, mitrums, skābeklis, dienas fotoperioda ilgums), kā arī no plkst iekšējie faktori un no to mijiedarbības; galvenais iekšējie faktori ir fitohormoni (5. tabula).

Tabula 5

AUGU FITOHORMONI

Fitohormonu nosaukums	Funkcijas	izglītība
Auksīni (no grieķu val auksīns - es palielināju)	iepriekš nosaka apikālā pumpura augšanu, nomāc paduses pumpuru augšanu, ietekmē asinsvadu audu diferenciāciju, nosaka augšanas kustības, var izraisīt augļu veidošanos bez sēklām, kontrolē šūnu pagarinājumu	meristēmu šūnas (nediferencēti audi, no kuriem attīstās jaunas šūnas)
Citokinīni (no grieķu - šūna, cyneo - atnest kustība)	stimulē šūnu dalīšanos, izraisa sānu pumpuru augšanu, saglabā lapu zaļo krāsu, aizkavē audu novecošanos	sakņu meristēma, augļi
Etilēns	kavē stādu augšanu garumā, aizkavē lapu augšanu, paātrina sēklu un bumbuļu dīgšanu, veicina augļu nogatavošanos, organisma novecošanos
Giberelīni	aktivizēt šūnu dalīšanos, stimulēt pagarinājuma fāzi, skrūvēšanu, ziedēšanu, izvest sēklas no miera režīma, var izraisīt augļu veidošanos bez sēklām, paātrināt augļu attīstību	lapas, saknes
Abscisīnskābe	stresa hormons, palīdz augam pielāgoties nelabvēlīgiem dzīves apstākļiem, aizkavē augšanas procesus, paātrina lapu un augļu krišanu, paātrina novecošanos	lapas, augļi, sakņu cepure

Fitohormoni (no grieķu. fitons- augs, hormao - uzbudināt) - tās ir fizioloģiski aktīvas vielas, ko ražo augu šūnu protoplasts (dzīvais saturs) un ietekmē augšanas un formas veidošanas procesus; fitohormoni ir aktīvi ļoti mazos daudzumos un var gan stimulēt, gan kavēt noteiktus procesus (darboties kā regulatori); Mākslīgie augšanas un attīstības regulatori ietekmē arī augu organisma attīstību (6.tabula);

Tabula 6

AUGU ORGANISMU AUGŠANĀS UN ATTĪSTĪBAS MĀKSLĪGIE REGULĀTORI

Mākslīgā regulatora nosaukums	Funkcijas	Kādam nolūkam cilvēks lieto
Palēninātāji (antihiberelīns)	kavē stublāju augšanu garumā, labvēlīgi ietekmē izturību pret izgulēšanos	veicināt panīkušu formu veidošanu
Mākslīgie auksīni	darbojas līdzīgi dabiskajam auksīnam, augstā koncentrācijā darbojas kā herbicīdi (no lat. herba- zāle, caedere- nogalināt), tas ir, spēj iznīcināt augus	izmanto nezāļu apkarošanai
Defolianti	izraisot mākslīgu lapu krišanu	lai atvieglotu kokvilnas mehānisko novākšanu
Desikanti	izraisīt auga virszemes daļu vīšanu	atvieglot sakņu kultūru (burkānu, biešu), bumbuļu (kartupeļu) mehānisko novākšanu

ir) augšanas kustības - augu orgānu stāvokļa izmaiņas telpā nevienmērīgu augšanas procesu dēļ (7. tabula); Augstākiem augiem nav specializētu orgānu aktīvai kustībai, taču tie spēj reaģēt uz dažādām ārējās vides izmaiņām un tām pielāgoties.

7. tabula

AUGU AUGŠANAS KUSTĪBAS

Augšanas kustības

Nastija

(no grieķu val nastos- sablīvēts, slēgts)

Definīcija

orgānu un augu daļu augšanas kustības, kas notiek vienota stimula ietekmē (izmaiņas gaismas intensitātē, temperatūrā utt.)

Piemēri

fotonastija- ziedu atvēršana no rīta un aizvēršana vakarā; ziedkopas stāvokļa maiņa atkarībā no saules stāvokļa maiņas (saulespuķe); termonastija- ziedu atvēršana no pumpuriem, pārvietojot tos no aukstas telpas uz siltu; mehanonastija - lapas uzzīmēšana, pieskaroties tām (mimoza kautrīgs); augļu plaisāšana, pieskaroties (asaru zāle); Ķīmonastija - stomatītu aizsargšūnu turgoriskas kustības, reaģējot uz CO 2 koncentrāciju, saulgriežu dziedzeru matiņu augšanas līkumi slāpekli saturošu vielu ietekmē utt.

Tropizmi

(no grieķu val tropos- pagrieziens, virziens)

dažādas orgānu vai to daļu kustības (līkumi), ko izraisa vienpusēja stimula darbība

pozitīvi tropismi - orgānu kustība pret stimulu (piemēram, lapas pret gaismu); negatīvie tropismi - orgānu kustības ir vērstas prom no stimula (sakņu augšanas virziens prom no gaismas); Atkarībā no stimula rakstura tos izšķir: fototropisms (gaismas iedarbība), ģeotropismi (vienpusēja gravitācijas ietekme), hidrotropisms (mitrās vides ietekme), ķīmijtropisms (ķīmiskas vielas iedarbība), trofotropisms (barības vielu ietekme)

Cilvēka dabā ir vēlme pētīt pasauli: dabu, sabiedrību un pat sevi. Pat senos laikos parādījās daudzas zinātnes, kas liecina, ka pasaules izpēte sākās pirms vairākiem tūkstošiem gadu. Viena no vecākajām zinātnēm ir botānika. Kas ir botānika, ko tā pēta, kāda ir šī vārda nozīme? Noskaidrosim šo.

“Botānika” tulkojumā no grieķu valodas nozīmē “zāle, zaļumi, augs”.

Vārda "botānika" nozīme

Botānika ir zinātne par augiem. Viņa pēta to struktūru, dzīves apstākļus un attīstības evolūciju. Zinātnieki uzskata, ka bioloģija bija viena no pirmajām zinātnēm. Cilvēki, pārgājuši uz mazkustīgu dzīvesveidu, sāka audzēt stādus un nodarboties ar lauksaimniecību, tāpēc interese par augiem bija ļoti liela. Mūsdienās botānika ir daudznozaru zinātne (floristika, organogrāfija, fitocenoloģija, bioķīmija un citas); Botāniķu mērķis ir pētīt augu dzīves apstākļus, iegūstot produktīvas šķirnes, kas ir izturīgas gan pret dabas apstākļiem, gan slimībām. Pētniecība ir ļoti svarīga valsts lauksaimniecības attīstībai. Piemēram: "Botānika kā zinātne 21. gadsimtā veiksmīgi attīstās, paplašina pētījumu priekšmetu, uzlabo planētas augu pasaules izpētes metodes un metodes."
Botānika ir arī akadēmiska disciplīna augstskolā, akadēmisks priekšmets skolā, kurā skolotāji iepazīstina ar šīs zinātnes pamatiem. Piemēram: "Botānikas stundā skolotāja ļoti interesanti stāstīja par zieda uzbūvi, rādot interesantu prezentāciju par tā uzbūvi."

Ko pēta botānika?

1. definīcija

Botānika- (no grieķu val. botānisms- dārzeņi, zaļumi, garšaugi, augs) ir sarežģīta zinātne, kas pēta augus. Tajā vispusīgi apskatīta to izcelsme, attīstība, uzbūve (ārējā un iekšējā), klasifikācija, izplatība uz zemes virsmas, ekoloģija (savstarpējās attiecības un attiecības ar vides faktoriem) un aizsardzība.

Tāpat kā citām zinātnēm, arī botānikai ir sava aizvēsture. Tās izcelsme meklējama senos laikos, kad cilvēki tikai sāka izmantot augus savām praktiskajām vajadzībām (pārtikai, ārstēšanai, apģērbu izgatavošanai, mājoklim). Diezgan ilgu laiku dabaszinātnieki nodarbojās tikai ar augu aprakstīšanu - to izmēriem, krāsu, atsevišķu orgānu īpašībām, tas ir, diezgan ilgu laiku botānikai bija tikai aprakstošs raksturs. Šī bioloģijas sadaļa tika izveidota 17.-18. gadsimtā. Pirmie mēģinājumi sistematizēt augu pasauli kļuva par aizsākumu salīdzinošās aprakstošās metodes izmantošanai botānikā, ar kuras palīdzību augi tika ne tikai aprakstīti, bet arī salīdzināti pēc ārējām (morfoloģiskajām) pazīmēm. Līdz ar mikroskopa izgudrošanu dzima botānika, un vēlāk, pateicoties intensīvai zinātnes attīstībai un mikroskopiskās tehnikas pilnveidošanai, sāka dominēt eksperimentālais virziens.

1. attēls.

Augi- ir vairāk nekā desmit bioloģiski aktīvo vielu avots, kas iedarbojas uz cilvēku un dzīvnieku organismu, jo īpaši, ja tās lieto pārtikā. Tā kā augi ir cilvēka dzīves sastāvdaļa, tie ir kļuvuši par ciešas izpētes objektu.

Visi augi ir sadalīti $2$ lielās grupās:

zemākie augi vai talli (talom);
augstākie augi vai lapu augi.

Zemākiem augiem pieder aļģes.

Pie augstākajiem augiem pieder bryofīti (sūnas un aknu kāpuri), pteridofīti (psilofīti, psiloti, kosas un papardes), ģimnosēkļi un segsēkļi.

Ķērpjus, sēnītes un baktērijas pēta atsevišķi.

1. piezīme

Mūsdienu botānika- daudznozaru zinātne, kas aptver vairākas sadaļas: augu taksonomija, kas nodarbojas ar augu klasifikāciju atkarībā no līdzīgām vispārīgām īpašībām. Tas ir sadalīts divās daļās: floristika un botāniskā ģeogrāfija. Floristika pēta augu sabiedrības noteiktā apgabalā. Botāniskā ģeogrāfija pēta augu izplatību uz zemeslodes.

Augu taksonomija- galvenā botāniskā disciplīna. Viņa sadala visu augu pasauli atsevišķās grupās un izskaidro ģimenes un evolūcijas saiknes starp tām. Tas ir uzdevums no īpašas botānikas sadaļas - filoģenēzes.

Sākumā pētnieki sistematizēja augus tikai pēc ārējām (morfoloģiskajām) pazīmēm. Mūsdienās augu taksonomijai tiek izmantotas arī to iekšējās īpašības (šūnu struktūras pazīmes: ķīmiskais sastāvs, hromosomu aparāts, vides īpatnības). Augu morfoloģija, kas pēta augu uzbūvi. Šo zinātni iedala mikroskopiskajā morfoloģijā un makroskopiskajā morfoloģijā (organogrāfijā). Mikroskopiskā morfoloģija pēta augu šūnu un audu struktūru, kā arī embrioloģiju. Makroskopiskā morfoloģija pēta augu orgānus un daļas.

Dažas morfoloģijas sadaļas tika nolemts sadalīt atsevišķās disciplīnās:

organogrāfija (pēta augu orgānus),
palinoloģija (ņem vērā augu sporu un ziedputekšņu struktūru),
karpoloģija (nodarbojas ar augļu klasifikāciju),
teratoloģija (mācību priekšmets - augu struktūras deformācijas un anomālijas),
augu anatomija, kas pēta augu iekšējo uzbūvi;
augu fizioloģija, kas pēta augu formas to ontoģenēzes un filoģenēzes procesā, kā arī augos notiekošos procesus, to cēloņus, modeļus un attiecības ar vidi. Tas ir cieši saistīts ar taksonomiju.
augu bioķīmija, kas pēta ar augšanu un attīstību saistītos ķīmiskos procesus augos.
augu ģenētika, kas pēta ģenētiskās izmaiņas augos, kas notiek ar vai bez cilvēka iejaukšanās.
fitocenoloģija, kas pēta Zemes veģetāciju, nosaka dinamiskās izmaiņas dabā, kā arī to atkarības un modeļus (veģetācija ir visu augu kombinācija vienā apgabalā, kas veido ainavu;
ģeobotānika, kas pēta ekosistēmas, tas ir, augu, faunas un nedzīvās dabas faktoru attiecības (visu kompleksu sauc par biogeocenozi).
augu ekoloģija, kas pēta augus saistībā ar to dzīvotni un nosaka ideālos apstākļus augu dzīvei.
paleobotānika, kas pēta fosilos augus, lai noteiktu to evolūcijas vēsturi.

Botānika tiek klasificēta arī pēc tās izpētes objektiem:

algoloģija - zinātne par aļģēm,
brioloģija, kas pēta sūnas u.c.
Arī mikroskopisko organismu izpēte augu pasaulē tika nodalīta atsevišķā disciplīnā – mikrobioloģijā.
fitopatoloģija - nodarbojas ar augu slimībām, kuras var izraisīt sēnītes, vīrusi vai baktērijas.

2. piezīme

Atkarībā no pētāmā objekta tika noteiktas īpašas botānikas nozares: mežsaimniecība, pļavu zinātne, purvu zinātne, tundras zinātne un vairākas līdzīgas disciplīnas.

Tradicionāli botānika ietver mikoloģija- zinātne par sēnēm (no 20. gs. vidus tās sāka klasificēt kā atsevišķu karaļvalsti), kā arī lihenoloģija - zinātne, kas pēta ķērpjus.

Botānikas studiju priekšmets- tie ir augi, to uzbūve, attīstība, ģimenes saites, to racionālas ekonomiskās izmantošanas iespēja.

Botānikas problēmas:

Augu izpēte, lai palielinātu to izturību, produktivitāti un izturību.
Jaunu augu sugu noteikšana un to pielietojums.
Augu ietekmes uz cilvēka ķermeni noteikšana.
Cilvēka lomas noteikšana planētas veģetācijas attīstībā un saglabāšanā.
Augu ģenētiskās transformācijas veikšana.

Pētījumu metodes botānikā:

novērošanas metode- izmanto gan mikroskopiskā, gan makroskopiskā līmenī. Šī metode sastāv no pētāmā objekta individualitātes noteikšanas bez mākslīgas iejaukšanās tā dzīvības procesos. Apkopotā informācija tiek izmantota turpmākiem pētījumiem.

salīdzinošā metode- izmanto, lai salīdzinātu pētāmo objektu ar līdzīgiem objektiem un klasificētu tos, detalizēti analizējot līdzīgas un atšķirīgās pazīmes salīdzinājumā ar tiem tuvajām formām.

eksperimentālā metode- izmanto objektu vai procesu pētīšanai speciāli radītos mākslīgos apstākļos. Atšķirībā no novērošanas metodes, eksperimentālā metode paredz īpašu eksperimentētāja iejaukšanos dabā, kas ļauj konstatēt noteiktu faktoru ietekmes sekas uz pētāmo objektu. Metodi var izmantot gan in vivo, gan laboratorijā.

uzraudzību ir atsevišķu objektu stāvokļa un noteiktu procesu norises pastāvīgas uzraudzības metode. modelēšana ir noteiktu procesu un parādību demonstrēšanas un izpētes metode, izmantojot to vienkāršoto simulāciju. Tas dod iespēju pētīt procesus, kurus ir grūti vai neiespējami reproducēt eksperimentāli vai tiešā veidā novērot dzīvajā dabā.

statistiskā metode- pamatojoties uz citu pētījumu (novērojumu, eksperimentu, modelēšanas) rezultātā savāktā kvantitatīvā materiāla statistisko apstrādi, kas ļauj to vispusīgi analizēt un noteikt noteiktus modeļus.

3. piezīme

Botānika ir zinātne, kas pēta zemes virsmas veģetācijas segumu visos līmeņos – molekulārajos, šūnu, organisma, populācijas.

Augu zinātne - Botānika

Katrs cilvēks saskaras ar dzīvo dabu – organisko pasauli. Tie ir dažādi augi, dzīvnieki, sēnes, baktērijas. Un cilvēki paši ir organiskās pasaules pārstāvji.

Dzīvās dabas īpašības un tās daudzveidību pēta bioloģijas zinātne (no grieķu val. bios- "dzīve", logotips- "mācīt").

Pirmie dzīvie organismi uz Zemes parādījās ļoti sen, vairāk nekā pirms 3,5 miljardiem gadu. Viņiem bija vienkārša struktūra un tie bija atsevišķas mazas šūnas. Vēlāk radās sarežģītāki vienšūnu un pēc tam daudzšūnu organismi. Kopš tā laika viņu pēcnācēji ir sasnieguši milzīgu daudzveidību. Starp tiem ir gan lieli, gan mikroskopiski mazi organismi: visu veidu dzīvnieki, augi, sēnītes, baktērijas un vīrusi.

Tās visas ir dzīvas būtnes, ļoti atšķirīgas pēc savām īpašībām. Tāpēc viņi visi ir sadalīti lielās grupās, kuras zinātnieki sauc karaļvalstis . Karaļvalstis apvieno organismus, kas pēc pamatīpašībām ir līdzīgi viens otram.

Karaliste ir ļoti liela organismu grupa, kam ir līdzīgas struktūras, uztura un dzīvības īpašības dabā.

Lai saglabātu dzīvo dabu visā tās daudzveidībā, ir jāzina, kā ir uzbūvēti dažādi organismi un kā tie ir savstarpēji saistīti dabā; izpētīt apstākļus, kādos dzīvo un attīstās visu karaļvalstu pārstāvji, cik plaši tie ir uz zemes virsmas, kādu lomu spēlē dabā, kāda ir to vērtība cilvēkiem un ar kādām īpašībām tie atšķiras viens no otra. Lai to izdarītu, jums jāapgūst bioloģija.

Iepazīšanās ar bioloģijas zinātni skolā sākas ar mācībām augu valstības .

Augi sastopami visā pasaulē: uz sauszemes, ūdeņos, mežos, purvos, pļavās, stepēs, dārzos, parkos. Visur var redzēt dažādus augus – savvaļas un kultivētas sugas. Augiem ir daudz kopīgu īpašību: gandrīz visi no tiem dzīvo mazkustīgu dzīvesveidu, tiem ir hlorofils un tie spēj veidot organiskas vielas gaismā. Tāpēc tie pieder tai pašai dzīvās dabas valstībai – augu valstij.

Zinātni, kas pēta augu valsti, sauc par botāniku (no grieķu valodas. nerdi– “zāle”, “augs”).

Kultivētie augi ir augi, kurus cilvēki īpaši audzē un audzē, lai apmierinātu savas vajadzības. Tie ir ļoti dažādi, daudzi no tiem radījis cilvēks, bet tie visi nāk no savvaļas augiem (4. att.).

Savvaļas augi (sk. arī 48.§) ir augi, kas aug, attīstās un izklīst bez cilvēka palīdzības.

Botāniķi izzina dažādu augu uzbūves īpatnības, pēta, kā tie aug, barojas, vairojas, kādi vides apstākļi tiem nepieciešami. Tāpat tiek noskaidrots, kā uz Zemes parādījās tik plaša augu daudzveidība, kādi bija pirmie augi, kuri no senajiem augiem saglabājušies līdz mūsdienām, kādas augu īpašības ir noderīgas vai kaitīgas cilvēkam un kā augu saglabāt. Zemes pasaule.

Augu izpēte sākās 4. gadsimtā. BC e. Seno grieķu zinātnieks Teofrasts. Viņš savus novērojumus apvienoja ar zemnieku un dziednieku uzkrātajām praktiskām zināšanām par augu izmantošanu, ar zinātnieku spriedumiem par augu pasauli un radīja pirmo botānisko jēdzienu sistēmu. Tāpēc zinātnes vēsturē Teofrastu dēvē par botānikas tēvu (5. att.).

Viņa īstais vārds ir Tirthamos (Tirtham), un vārdu Teofrasts, t.i., “dievišķais orators”, viņam iedeva skolotājs Aristotelis par izcilo daiļrunības dāvanu.

Botānikas vēsture parāda, kā zinātne radās, vispārinot cilvēka praktiskas zināšanas par augu audzēšanu un izmantošanu dažādiem mērķiem, kā arī no zinātnieku novērojumiem par savvaļas augiem.

Šobrīd botāniķi pēta augu dzīves likumus, to ārējo un iekšējo uzbūvi, vairošanās procesus un dzīvības aktivitāti, izplatību pa zemes virsmu, augšanas apstākļus, attiecības ar citiem dzīviem organismiem un vidi.

Tagad par augiem tiek runāts kā par visas organiskās pasaules dzīvības pamatu. Faktiski dzīvi augi un to atmirušās un kritušās daļas – lapas, augļi, zari, stumbri – nodrošina barību ne tikai cilvēkiem, bet arī dzīvniekiem, sēnītēm un baktērijām. Tieši augi rada apstākļus visas dzīvības pastāvēšanai uz Zemes.