Botanik

Botanik ( forngrekiska βοτανικός  - "angående växter", från βοτάνη  - " gräs , växt ") är vetenskapen om växter , en gren av biologin [1] .

De viktigaste stadierna i utvecklingen av botanik

Som ett integrerat system för kunskap om växter tog botaniken form på 1600-1700 - talen , även om mycket information om växter var känd för primitiva människan, eftersom hans liv var förknippat med nyttiga, främst mat, medicinalväxter och giftiga växter [2] .

De första böckerna där växter beskrevs inte bara i samband med deras användbarhet var verk av grekiska och andra naturvetare. Att hantera växter som en del av naturen, försökte filosoferna i den antika världen att bestämma deras väsen och systematisera dem.

Före Aristoteles var forskarna främst intresserade av växters medicinska och ekonomiskt värdefulla egenskaper. Aristoteles (384-322 f.Kr.) nämnde i den femte boken i sin "Djurens historia" ( latin  Historia Animalium ) sin "Växtläran", som bara överlevde i ett litet antal fragment. Dessa fragment samlades och publicerades 1838 av den tyske botanikern F. Wimmer . Av dem kan man se att Aristoteles erkände existensen av två riken i den omgivande världen: den livlösa och levande naturen. Växter han tillskrev livlig, levande natur. Enligt Aristoteles har växter ett lägre själsutvecklingsstadium jämfört med djur och människor. Aristoteles noterade i naturen hos växter och djur några vanliga egenskaper. Han skrev till exempel att det med hänsyn till vissa invånare i havet är svårt att avgöra om de är växter eller djur [3] :13 .

En elev av Aristoteles, Theophrastus (371-286 f.Kr.) kallas "botanikens fader". De botaniska verken av Theophrastus kan betraktas som en sammanställning i ett enda system av kunskap av utövare av jordbruk, medicin och arbete av forskare från den antika världen inom detta område. Theophrastus var grundaren av botaniken som en oberoende vetenskap: tillsammans med en beskrivning av användningen av växter i ekonomin och medicinen övervägde han teoretiska frågor. Inflytandet från Theophrastus verk på den efterföljande utvecklingen av botanik under många århundraden var enormt, eftersom forskarna i den antika världen inte höjde sig över honom vare sig när de förstår växternas natur eller när de beskriver deras former. I enlighet med hans samtida kunskapsnivå var vissa bestämmelser i Theophrastus naiva och inte vetenskapliga. Den tidens vetenskapsmän hade ännu inte en hög forskningsteknik, det fanns inga vetenskapliga experiment. Men med allt detta var kunskapsnivån som uppnåddes av "botanikens fader" mycket betydande [3] :13-14 .

Den romerske naturforskaren Plinius den äldre citerade i sin "Naturhistoria" all den information om naturen som hans samtida känner till; han nämnde omkring 1000 arter av växter och beskrev dem ganska exakt.

Efter naturvetenskapens allmänna tillbakagång under medeltiden började botaniken återigen utvecklas intensivt i Europa från 1500-talet. Till en början påverkade detta bara taxonomi och morfologi, men under 1600-1700-talen uppstod andra delar av botaniken och bildade i synnerhet växtanatomin.

Ett stort genombrott för europeisk vetenskap i studiet av växter var det omfattande, välillustrerade arbetet av Francisco Hernandez " History of Plants of New Spain " ( 1570 - 1577 ) [4] , på uppdrag av Filip II . Boken innehåller beskrivningar av mer än 3 000 växter och 500 djur som fanns i det som nu är Mexiko . Samtidigt, men något mer kortfattat arbete om växter i hans grundläggande verk " Allmän historia om Nya Spaniens angelägenheter " ( 1576 ) skrevs av Bernardino de Sahagún . Båda böckerna var baserade på information från aztekerna om världen runt dem, och kan därför betraktas som de som har genomgått lite europeiskt inflytande (även om klassificeringen av växter baserades på Plinius' verk) [5] . Därefter glömdes Sahaguns manuskript bort, men Hernandez bok lånades upprepade gånger av andra forskare: José de Acosta , Nardo Antonio Recchi, Fabio Colonna , Jaime Honorato Pomar, Gregorio Lopez, Federico Cesi , Juan Barrios, Johann William de Laet, Joan de Laet, Joan de Laet. Pizo , Robert Laval , John Ray , James Newton och andra [6] [7] .

I Ryssland översatte de på 1400- och 1600 - talen från grekiska , latinska och europeiska språk och skrev om beskrivningar av medicinalväxter .

Carl Linnaeus ( svenska Carl Linnaeus, Carl Linné ) är en berömd svensk naturforskare och läkare, skaparen av ett enhetligt system för klassificering av flora och fauna, som sammanfattade och till stor del effektiviserade den biologiska kunskapen från hela föregående period, vilket gav honom världsberömdhet under hans livstid. 1729 träffade Linnéa Olof Celsius (1670–1756), professor i teologi som var en entusiastisk botaniker. Han bosatte sig snart i Celsius hus och fick tillgång till sitt omfattande bibliotek. Samma år skrev Linné ett kort verk "Introduktion till växternas sexuella liv" ( lat.  Praeludia sponsaliorum plantarum ), som skisserade huvudtankarna för hans framtida klassificering av växter utifrån sexuella egenskaper. Detta arbete väckte stort intresse i Uppsala akademiska kretsar. Från 1730 började Linné, under ledning av professor Olof Rudbeck Jr., undervisa som demonstrant i universitetets botaniska trädgård. Linnés föreläsningar blev en stor framgång. På 1700-talet , efter att ha baserat sitt konstgjorda system på strukturen hos en blomma, delade Linné in växtvärlden i 24 klasser. Linnésystemet överlevde inte länge sin skapare, men dess betydelse i botanikens historia är enorm. En av Linnés främsta förtjänster var definitionen av begreppet en biologisk art , införandet av aktivt användande av binominal (binär) nomenklatur och upprättandet av en tydlig underordning mellan systematiska (taxonomiska) kategorier .

Heinrich Johann Nepomuk von Crantz ( tyska  Heinrich Johann Nepomuk Edler von Crantz  - österrikisk läkare och botaniker, professor vid universitetet i Wien (blev doktor i medicin 1750 ). 1769 publicerade han Classis Cruciformium emendeta .

1800-talet präglades av den intensiva utvecklingen av naturvetenskapen i allmänhet. Alla grenar av botaniken fick också en snabb utveckling. Ch. Darwins evolutionsteori hade ett avgörande inflytande på systematiken .

Karakteristiska egenskaper hos botanikens moderna utvecklingsstadium är suddningen av gränserna mellan dess individuella grenar och deras integration. Inom växttaxonomi används sålunda cytologiska, anatomiska, embryologiska och biokemiska metoder alltmer för att karakterisera individuella taxa. Utvecklingen av nya forskningsmetoder baserade på fysiks och kemi prestationer gjorde det möjligt att lösa problem som tidigare var otillgängliga. Således, som ett resultat av användningen av ett elektronmikroskop, vars upplösningsförmåga ökade hundratals gånger jämfört med andra optiska instrument, avslöjades många nya detaljer om växtcellstrukturen, som framgångsrikt används inte bara i anatomi, utan också i växtsystematik .

Forskningens ämne

Botanik täcker ett brett spektrum av problem: regelbundenhet i växternas yttre och inre struktur ( morfologi och anatomi ), deras systematik, utveckling under geologisk tid (evolution) och familjeband ( fylogenes ), drag av tidigare och nuvarande fördelning över jordens yta ( växtgeografi ), relationer med miljön ( växternas ekologi ), växttäckets sammansättning ( fytocenologi , eller geobotanik ), möjligheterna och sätten för den ekonomiska användningen av växter ( botanisk resursvetenskap , eller ekonomisk botanik ).

Enligt föremålen för forskning inom botanik utmärker sig fykologi ( algologi ) - vetenskapen om alger, mykologi  - om svampar, lichenologi  - om lavar, bryologi  - om mossor, etc .; studiet av mikroskopiska organismer, främst från växtvärlden (bakterier, actinomycetes, vissa svampar och alger), särskiljs i en speciell vetenskap - mikrobiologi . Växtsjukdomar orsakade av virus, bakterier och svampar är föremål för fytopatologi .

Den huvudsakliga botaniska disciplinen - växtsystematik  - delar upp mångfalden av växtvärlden i underordnade naturliga grupper - taxa ( klassificering ), upprättar ett rationellt system av deras namn ( nomenklatur ) och klargör relaterade ( evolutionära ) samband mellan dem ( fylogeni ). Tidigare baserades systematik på växternas yttre morfologiska egenskaper och deras geografiska utbredning, men nu använder taxonomer också i stor utsträckning tecken på växternas inre struktur, strukturella egenskaper hos växtceller, deras kromosomapparat, samt den kemiska sammansättningen och växters ekologiska egenskaper. Fastställandet av artsammansättningen av växter ( flora ) i ett visst territorium kallas vanligtvis floristry , identifieringen av utbredningsområden (intervall) för enskilda arter, släkten och familjer är korologi ( fytokorologi ). Studiet av träiga och buskiga växter särskiljs i en speciell disciplin - dendrologi .

Växtmorfologi , som studerar växters form i processen för individuell ( ontogeni ) och historisk ( fylogeni ) utveckling , är nära besläktad med systematik . I en snäv mening studerar morfologi den yttre formen av växter och deras delar, i en vidare mening inkluderar den växtanatomi, som studerar deras inre struktur, embryologi , som studerar bildningen och utvecklingen av embryot, och cytologi , som studerar växtcellens struktur. Vissa delar av växtmorfologin särskiljs i speciella discipliner i samband med deras tillämpade eller teoretiska betydelse: organografi  - en beskrivning av växtdelar och organ, palynologi  - studiet av pollen och sporer hos växter, karpologi  - beskrivning och klassificering av frukter , teratologi  - studiet av anomalier och deformiteter (terat) i strukturen av växter. Det finns jämförande, evolutionär, ekologisk morfologi av växter.

Ett antal grenar av botaniken, ibland kombinerade under det allmänna namnet växtekologi, handlar om studiet av växter i deras förhållande till sin miljö . I en snävare mening studerar ekologi miljöns inverkan på växten, liksom växternas olika anpassningar till denna miljös egenskaper. På jordens yta bildar växter vissa samhällen, eller fytocenoser , som upprepar sig över mer eller mindre betydande områden (skogar, stäpper, ängar, savanner, etc.). Studiet av dessa samhällen utförs av grenen av botanik, som kallas geobotanik i Ryssland , eller fytocenologi (det kallas ofta fytosociologi utomlands ). Beroende på studieobjektet särskiljs inom geobotanik skogsvetenskap, ängsvetenskap, tundravetenskap, kärrvetenskap etc. I en vidare mening smälter geobotaniken samman med doktrinen om ekosystem, eller med biogeocenologi , som studerar förhållandet mellan vegetationstäcke , vilda djur, jord och stenar som ligger under jorden. Detta komplex kallas biogeocenos .

Fördelningen av enskilda växtarter på jordklotets yta studeras av växtgeografi , och fördelningen av vegetationstäcket på jorden, beroende på moderna förhållanden och det historiska förflutna, studeras av botanisk geografi.

Vetenskapen om fossila växter - paleobotanik , eller fytopaleontologi , är av största vikt för att rekonstruera historien om växtvärldens utveckling. Paleobotanidata är av stor betydelse för att lösa många problem med taxonomi, morfologi (inklusive anatomi) och växternas historiska geografi. Geologi (historisk geologi och stratigrafi ) använder också sina data .

Användbara egenskaper hos vilda växter och möjligheterna för deras odling studeras av ekonomisk botanik (ekonomisk botanik, botanisk resursvetenskap). Nära besläktad med ekonomisk botanik är etnobotanik  , studien av användningen av växter av olika etniska grupper av världens befolkning. En viktig gren av tillämpad botanik är studiet av vilda släktingar till odlade växter som har värdefulla egenskaper (till exempel immunitet mot sjukdomar, torkresistens, etc.).

Växtfysiologi och växtbiokemi klassificeras inte alltid som botanik, eftersom många fysiologiska och biokemiska processer som förekommer i växter är liknande eller till och med identiska med dem som förekommer i djurorganismer och studeras med liknande metoder. Men växternas biokemi och fysiologi skiljer sig åt i ett antal specifika egenskaper som uteslutande eller nästan uteslutande är karakteristiska för växter. Därför är det inte lätt att skilja växtfysiologi och biokemi från egentligen botanik, särskilt eftersom de fysiologiska och biokemiska egenskaperna hos växter kan betraktas som taxonomiska egenskaper och därför är av intresse för växttaxonomer. Samma egenskaper är extremt viktiga för att förstå problemen med ekologi och geobotanik, växtgeografi och botanisk geografi, ekonomisk botanik, etc. Växtgenetik betraktas vanligtvis också som en del av allmän genetik, även om vissa av dess kapitel (populationsgenetik, cytogenetik ) är nära besläktade med taxonomi, särskilt biosystematik, växtekologi och geobotanik.

Gränserna mellan ovanstående sektioner av botanik är till stor del godtyckliga, eftersom deras metoder ofta överlappar varandra, och data används ömsesidigt. Det är svårt att placera vetenskaper som fysiologisk anatomi och miljöfysiologi, eller att skilja användningen av växtkemiska egenskaper i taxonomi ( kemosystematik ) från jämförande växtbiokemi; Tillsammans med denna process finns det en mycket snäv specialisering av enskilda botaniska sektioner.

Botanik är nära förknippad med många andra vetenskaper - med geologi genom paleobotanik och indikatorgeobotanik (användningen av tecken på vissa växter och deras samhällen som indikatorer på vissa mineraler); med kemi  genom biokemi och fysiologi, ekonomisk botanik och farmakognosi; med markvetenskap och fysisk geografi  genom ekologi och geobotanik; med de tekniska vetenskaperna  genom ekonomisk botanik. Botanik är den naturhistoriska grunden för jordbruk och skogsbruk , grön byggnad i städer, semesterorter och parker, den löser många frågor inom livsmedels- , textil- , massa- och papper- , mikrobiologi- och träbearbetningsindustrin . Botanikens viktigaste uppgift är dock att studera utvecklingsmönstren och skyddet av den mänskliga livsmiljön  - biosfären och framför allt växtvärlden - fytosfären .

Botanisk nomenklatur

Förutom klassificeringssystemet som antagits inom biologi, delar botanik, liksom andra undervetenskaper av biologi, dessutom in arter i sorter, undersorter och former.

I rysk litteratur, istället för termen botanisk nomenklatur, är det vanligt att använda frasen "binär nomenklatur", i zoologisk litteratur har frasen " binominal nomenklatur " blivit utbredd .

Bildandet och påfyllningen av den botaniska nomenklaturen regleras av den internationella koden för botanisk nomenklatur .

Forskningsmetoder

Botanik använder både observation och jämförande, historiska och experimentella metoder, inklusive insamling och sammanställning av samlingar, observation i naturen och i experimentområden, experiment i naturen och i specialiserade laboratorier samt matematisk bearbetning av mottagen information. Tillsammans med de klassiska metoderna för registrering av vissa egenskaper hos de studerade växterna används hela mängden moderna kemiska, fysikaliska och cybernetiska forskningsmetoder.

Problem med arters utrotning

Även om utrotning kan vara ett naturligt resultat av naturligt urval (till exempel massutrotning av arter under holocen), är dock den moderna utrotningsperioden unik. Tidigare perioder orsakades av fysiska orsaker, såsom kollision med himlakroppar, rörelse av tektoniska plattor, hög vulkanisk aktivitet, klimatförändringar. Den nuvarande utrotningsperioden orsakas av människor och började för ungefär 100 000 år sedan med spridningen av människor runt planeten. Genom att komma i kontakt med nya ekosystem som aldrig tidigare upplevt mänsklig närvaro, störde människor den ekologiska balansen genom att jaga, förstöra livsmiljöer och sprida sjukdomar.

De främsta anledningarna till oro relaterade till problemet med utrotning av arter:

  1. utrotningen av arter som biologiska enheter  är den viktigaste faktorn både som en minskning av naturens rikedom, och som ett moraliskt problem för dem som anser att människor har en skyldighet att bevara den naturliga miljön;
  2. destabilisering av ekosystem  - blir väl förstådd när en länk i näringskedjan försvinner från ekosystemet;
  3. hot mot andra arter  - när en art försvinner sker mycket ofta populationsförändringar hos sekundära arter. En situation kan uppstå när ekosystemet förändras markant och irreversibelt;
  4. förlust av oersättligt genetiskt material  - varje art bär ett unikt genetiskt material i sitt DNA och producerar unika kemiska föreningar enligt de genetiska instruktionerna som anges i dem. Till exempel är byngröt  en växt som är den enda källan till artemisinin , ett läkemedel som är nästan 100 procent effektivt mot malaria [8] . Om denna växt skulle försvinna, skulle kontrollen av malaria (även idag en allvarlig sjukdom) i de fattigaste regionerna på planeten minska.

Den amerikanske paleontologen Niles Eldridge (Niels Eldridge) lade 1972, tillsammans med Stephen Gould , fram teorin om punkterad jämvikt , enligt vilken de flesta evolutionära förändringar sker under korta tidsperioder jämfört med mycket längre perioder av evolutionär stabilitet. Nils Eldridge, i synnerhet, tilldelar mänsklig ekonomisk verksamhet en viktig roll:

För att utveckla jordbruket måste en person i huvudsak förklara krig mot etablerade traditionella ekosystem :

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Botanik // Liten encyklopedisk ordbok av Brockhaus och Efron  : i 4 volymer - St Petersburg. , 1907-1909.
  2. ↑ Antonov A. A. , Nadson G. A. Botany // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och 4 ytterligare). - St Petersburg. 1890-1907.
  3. ↑ 1 2 Bazilevskaya N. A., Belokon I. P., Shcherbakova A. A. Kort botanikhistoria / Ed. ed. prof. L. V. Kudryashov; TR. MOIP. T. XXXI. Avd. biol. Sektion. botanik. — M .: Nauka, 1968. — 310 sid.
  4. ↑ Historia de las Plantas de la Nueva España de Francisco Hernández . Universidad Nacional Autonoma de México. Hämtad 4 juli 2013. Arkiverad från originalet 5 juli 2013.
  5. ↑ En allmän historia om det nya Spaniens saker skriven av broder Bernardino de Sahagún: Codex Florentine . World Digital Library . Hämtad 4 juli 2013. Arkiverad från originalet 5 juli 2013.
  6. ↑ López Piñero JM, Pardo Tomás J. La influencia de Francisco Hernández (1512-1587) en la constitución de la botánica y la materia médica modernas . - Universitat de Valencia, 1996. - ISBN 9788437026909 .
  7. ↑ Den mexikanska statskassan: The Writings of Dr. Francisco Hernandez / Ed. S. Varey. - Stanford University Press, 2000. - ISBN 9780804739634 .
  8. ↑ Jansen FH (2006). "Örttemetoden för artemesinin som en terapi för malaria?". Trans R Soc Trop Med Hyg 100(3): 285-6. doi:10.1016/j.trstmh.2005.08.004. PMID 16274712

Litteratur

Allmänna verk

Ordböcker och referensböcker

Bibliografi

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
 Avsnitt av biologi
Huvudsektioner
Andra avsnitt
Relaterade vetenskaper
se ävenLivets uppkomst
 Avsnitt av botanik