Botanika

Botanika ( starořecky βοτανικός  - „týkající se rostlin“, z βοτάνη  - „ tráva , rostlina “) je věda o rostlinách , odvětví biologie [1] .

Hlavní etapy ve vývoji botaniky

Botanika se jako nedílný systém znalostí o rostlinách utvářela v 17. - 18. století , i když mnoho informací o rostlinách znal už primitivní člověk, protože jeho život byl spojen s užitečnými, především potravinami, léčivými a jedovatými rostlinami [2] .

První knihy, ve kterých byly rostliny popsány nejen v souvislosti s jejich užitečností, byly práce řeckých a jiných přírodovědců. Filosofové starověkého světa se zabývali rostlinami jako součástí přírody a snažili se určit jejich podstatu a systematizovat je.

Před Aristotelem se badatelé zajímali především o léčivé a ekonomicky cenné vlastnosti rostlin. Aristoteles (384-322 př. n. l.) se v páté knize svých „Dějin zvířat“ ( latinsky  Historia Animalium ) zmínil o své „Nauce o rostlinách“, která se dochovala jen v malém počtu fragmentů. Tyto fragmenty shromáždil a publikoval v roce 1838 německý botanik F. Wimmer . Z nich je vidět, že Aristoteles rozpoznal existenci dvou království v okolním světě: neživé a živé přírody. Rostliny, které připisoval animované, živé přírodě. Podle Aristotela mají rostliny ve srovnání se zvířaty a lidmi nižší stupeň vývoje duše. Aristoteles zaznamenal v povaze rostlin a zvířat některé společné vlastnosti. Napsal například, že s ohledem na některé obyvatele moře je těžké rozhodnout, zda se jedná o rostliny nebo živočichy [3] :13 .

Aristotelův žák Theophrastus (371-286 př. n. l.) je nazýván „otcem botaniky“. Theophrastova botanická díla lze považovat za kompilaci do jednotného systému znalostí praktikujících zemědělství, lékařství a práce vědců starověkého světa v této oblasti. Theophrastus byl zakladatel botaniky jako samostatné vědy: spolu s popisem využití rostlin v hospodářství a medicíně se zabýval teoretickými otázkami. Vliv děl Theophrastus na následný vývoj botaniky po mnoho staletí byl obrovský, protože vědci starověkého světa se nad ním nepovznesli ani v pochopení povahy rostlin, ani v popisu jejich forem. V souladu s jeho současnou úrovní znalostí byla některá ustanovení Theophrasta naivní a nevědecká. Vědci té doby ještě neměli vysokou výzkumnou techniku, neexistovaly žádné vědecké experimenty. Ale při tom všem byla úroveň znalostí dosažená „otcem botaniky“ velmi významná [3] :13-14 .

Římský přírodovědec Plinius starší ve své „Přírodopisné historii“ citoval všechny informace o přírodě známé jeho současníkům; zmínil asi 1000 druhů rostlin a popsal je docela přesně.

Po všeobecném úpadku přírodních věd ve středověku se botanika začala v Evropě od 16. století opět intenzivně rozvíjet. Zpočátku se to týkalo pouze taxonomie a morfologie, ale v 17.-18. století vznikaly další oddíly botaniky a formovaly se zejména anatomie rostlin.

Velkým průlomem evropské vědy ve studiu rostlin byla objemná, dobře ilustrovaná práce Francisca Hernandeze „ Historie rostlin Nového Španělska “ ( 1570-1577 ) [ 4 ] , kterou objednal Filip II . . Kniha obsahuje popisy více než 3000 rostlin a 500 zvířat, která existovala na území dnešního Mexika . Ve stejné době, ale poněkud stručnější práci o rostlinách ve svém základním díle " Obecné dějiny záležitostí Nového Španělska " ( 1576 ) napsal Bernardino de Sahagún . Obě knihy vycházely z informací Aztéků o okolním světě, a proto je lze považovat za ty, které prošly malým evropským vlivem (ačkoliv klasifikace rostlin byla založena na dílech Plinia) [5] . Následně byl Sahagunův rukopis zapomenut, ale Hernandezovu knihu si opakovaně půjčovali další vědci: José de Acosta , Nardo Antonio Recchi, Fabio Colonna , Jaime Honorato Pomar, Gregorio Lopez, Federico Cesi , Juan Barrios, Johann de Laet, Joan Eusebio Njeremberg, William Pizo , Robert Laval , John Ray , James Newton a další [6] [7] .

V Rusku v 15. - 17. století překládali z řečtiny , latiny a evropských jazyků a přepisovali popisy léčivých rostlin .

Carl Linné ( švédsky Carl Linnaeus, Carl Linné ) je slavný švédský přírodovědec a lékař, tvůrce jednotného systému klasifikace flóry a fauny, který shrnul a do značné míry zefektivnil biologické poznatky celého předchozího období, které mu přineslo celosvětovou slávu. za jeho života. V roce 1729 se Linné setkal s Olofem Celsiem (1670–1756), profesorem teologie , který byl nadšeným botanikem. Brzy se usadil v Celsiově domě a získal přístup do své rozsáhlé knihovny. Ve stejném roce Linné napsal krátkou práci „Úvod do sexuálního života rostlin“ ( lat.  Praeludia sponsaliorum plantarum ), která nastínila hlavní myšlenky jeho budoucí klasifikace rostlin na základě pohlavních znaků. Tato práce vzbudila velký zájem v uppsalských akademických kruzích. Od roku 1730 začal Linné pod vedením profesora Olofa Rudbecka mladšího učit jako demonstrátor v univerzitní botanické zahradě. Linnéovy přednášky měly velký úspěch. V 18. století , když Linné založil svůj umělý systém na struktuře květiny, rozdělil svět rostlin do 24 tříd. Linnéský systém svého tvůrce dlouho nepřežil, ale jeho význam v dějinách botaniky je obrovský. Jednou z hlavních zásluh Linnaea byla definice pojmu biologický druh , zavedení binominálního (binárního) názvosloví do aktivního používání a stanovení jasné podřízenosti mezi systematickými (taxonomickými) kategoriemi .

Heinrich Johann Nepomuk von Crantz ( německy  Heinrich Johann Nepomuk Edler von Crantz  - rakouský lékař a botanik, profesor na vídeňské univerzitě ( doktorem medicíny se stal v roce 1750 ). V roce 1769 vydal Classis Cruciformium emendeta .

19. století bylo ve znamení intenzivního rozvoje přírodních věd obecně. Rychlým rozvojem prošla i všechna odvětví botaniky. Evoluční teorie Ch. Darwina měla rozhodující vliv na systematiku .

Charakteristickými rysy moderní etapy vývoje botaniky je stírání hranic mezi jejími jednotlivými odvětvími a jejich integrace. V rostlinné taxonomii se tedy stále více používají cytologické, anatomické, embryologické a biochemické metody k charakterizaci jednotlivých taxonů. Rozvoj nových výzkumných metod založených na výdobytcích fyziky a chemie umožnil řešit problémy, které byly dříve nedostupné. V důsledku použití elektronového mikroskopu, jehož rozlišovací schopnost stokrát vzrostla ve srovnání s jinými optickými přístroji, bylo odhaleno mnoho nových detailů struktury rostlinné buňky, která se úspěšně využívá nejen v anatomii, ale i v systematice rostlin .

Předmět výzkumu

Botanika pokrývá širokou škálu problémů: zákonitosti vnější a vnitřní stavby ( morfologie a anatomie ) rostlin, jejich systematika, vývoj v geologickém čase (evoluce) a rodinné vazby ( fylogeneze ), rysy dřívějšího a současného rozšíření na zemském povrchu ( geografie rostlin ), vztahy s prostředím ( ekologie rostlin ), složení vegetačního krytu ( fytocenologie , resp. geobotanika ), možnosti a způsoby hospodářského využití rostlin ( botanická nauka o zdrojích , resp. ekonomická botanika ).

Podle předmětů výzkumu v botanice se rozlišuje fykologie ( algologie ) - nauka o řasách, mykologie  - o houbách, lichenologie  - o lišejnících, bryologie  - o mechech atd .; studium mikroskopických organismů, především z rostlinného světa (bakterie, aktinomycety, některé houby a řasy), se rozlišuje na speciální vědu - mikrobiologii . Choroby rostlin způsobené viry, bakteriemi a houbami jsou předmětem fytopatologie .

Hlavní botanická disciplína - systematika rostlin  - rozděluje diverzitu rostlinného světa na podřízené přírodní skupiny - taxony ( klasifikace ), stanovuje racionální systém jejich jmen ( nomenklatura ) a objasňuje související ( evoluční ) vztahy mezi nimi ( fylogeneze ). V minulosti byla systematika založena na vnějších morfologických rysech rostlin a jejich geografickém rozšíření, ale nyní taxonomové hojně využívají i znaky vnitřní stavby rostlin, strukturní znaky rostlinných buněk, jejich chromozomový aparát, ale i chemické složení a ekologické vlastnosti rostlin. Stanovení druhové skladby rostlin ( flory ) kteréhokoli konkrétního území se obvykle nazývá floristika , identifikace oblastí rozšíření (areálů) jednotlivých druhů, rodů a čeledí je chorologie ( fytochorologie ). Studium dřevin a keřů se člení na speciální disciplínu - dendrologii .

Se systematikou úzce souvisí morfologie rostlin , která studuje tvar rostlin v procesu individuálního ( ontogeneze ) a historického ( fylogeneze ) vývoje . V užším slova smyslu morfologie studuje vnější formu rostlin a jejich částí, v širším slova smyslu zahrnuje anatomii rostlin, která studuje jejich vnitřní stavbu, embryologii , která studuje vznik a vývoj embrya, a cytologii , která studuje struktura rostlinné buňky. Některé úseky morfologie rostlin se v souvislosti s jejich aplikačním nebo teoretickým významem rozlišují na speciální disciplíny: organografie  - popis částí a orgánů rostlin, palynologie  - nauka o pylu a výtrusech rostlin, karpologie  - popis a klasifikace plodů , teratologie  - studium anomálií a deformací (terat) ve struktuře rostlin. Existuje srovnávací, evoluční, ekologická morfologie rostlin.

Řada oborů botaniky, někdy spojovaných pod obecným názvem rostlinná ekologie, se zabývá studiem rostlin v jejich vztahu k prostředí . V užším slova smyslu ekologie studuje vliv prostředí na rostlinu a také různé adaptace rostlin na vlastnosti tohoto prostředí. Na zemském povrchu tvoří rostliny určitá společenstva neboli fytocenózy opakující se na více či méně významných územích (lesy, stepi, louky, savany atd.). Studiem těchto společenstev se zabývá obor botaniky, v Rusku nazývaný geobotanika nebo fytocenologie ( v zahraničí bývá nazývána fytocenologie ). Podle předmětu studia se v geobotanice rozlišuje nauka o lesích, nauka o lukách, nauka o tundře, nauka o bažinách atd. V širším slova smyslu geobotanika splývá s naukou o ekosystémech, případně s biogeocenologií , která studuje vztah mezi vegetačním krytem. , divoká zvěř, půda a horniny pod ní. Tento komplex se nazývá biogeocenóza .

Rozmístění jednotlivých druhů rostlin na povrchu zeměkoule studuje rostlinná geografie a rozložení vegetačního krytu na Zemi v závislosti na moderních podmínkách a historické minulosti botanická geografie.

Nauka o fosilních rostlinách – paleobotanika , neboli fytopaleontologie , má prvořadý význam pro rekonstrukci historie vývoje rostlinného světa. Paleobotanická data mají velký význam pro řešení mnoha problémů taxonomie, morfologie (včetně anatomie) a historické geografie rostlin. Svá data využívá i geologie (historická geologie a stratigrafie ) .

Užitné vlastnosti planě rostoucích rostlin a možnosti jejich pěstování studuje ekonomická botanika (ekonomická botanika, nauka o botanických pramenech). S ekonomickou botanikou úzce souvisí etnobotanika  , nauka o využívání rostlin různými etnickými skupinami světové populace. Důležitým odvětvím aplikované botaniky je studium divoce rostoucích příbuzných kulturních rostlin, které mají cenné vlastnosti (např. odolnost vůči chorobám, odolnost vůči suchu atd.).

Fyziologie rostlin a biochemie rostlin nejsou vždy klasifikovány jako botanika, protože mnoho fyziologických a biochemických procesů probíhajících v rostlinách je podobných nebo dokonce shodných s procesy probíhajícími v živočišných organismech a jsou studovány podobnými metodami. Biochemie a fyziologie rostlin se však liší v řadě specifických znaků, které jsou výhradně nebo téměř výhradně charakteristické pro rostliny. Proto není snadné odlišit fyziologii a biochemii rostlin od vlastní botaniky, zejména proto, že fyziologické a biochemické vlastnosti rostlin lze považovat za taxonomické znaky, a proto jsou zajímavé pro rostlinné taxonomy. Stejné rysy jsou nesmírně důležité pro pochopení problémů ekologie a geobotaniky, geografie rostlin a botanické geografie, ekonomické botaniky atd. Genetika rostlin je obvykle považována také za sekci obecné genetiky, i když některé její kapitoly (populační genetika, cytogenetika ) úzce souvisí s taxonomií, zejména biosystematikou, ekologií rostlin a geobotanikou.

Hranice mezi výše uvedenými sekcemi botaniky jsou do značné míry libovolné, protože jejich metody se často překrývají a data se vzájemně používají. Je obtížné umístit vědy, jako je fyziologická anatomie a environmentální fyziologie, nebo oddělit použití chemických rysů rostlin v taxonomii ( chemosystematika ) od srovnávací rostlinné biochemie; Spolu s tímto procesem dochází k velmi úzké specializaci jednotlivých botanických sekcí.

Botanika je úzce spjata s mnoha dalšími vědami - s geologií přes paleobotaniku a indikátorovou geobotanikou (využití znaků určitých rostlin a jejich společenstev jako indikátorů určitých minerálů); s chemií  přes biochemii a fyziologii, ekonomickou botaniku a farmakognozii; s pedologií a fyzickou geografií  prostřednictvím ekologie a geobotaniky; s technickými vědami  přes ekonomickou botaniku. Botanika je přírodovědným základem zemědělství a lesnictví , zelené stavby ve městech, letoviscích a parcích, řeší řadu problémů potravinářského , textilního , celulózo-papírenského , mikrobiologického a dřevozpracujícího průmyslu. Nejdůležitějším úkolem botaniky je však studium zákonitostí vývoje a ochrany životního prostředí člověka  - biosféry a především světa rostlin - fytosféry .

Botanická nomenklatura

Kromě klasifikačního systému přijatého v biologii, botanika, stejně jako ostatní podvědy biologie, navíc rozděluje druhy na variety, pododrůdy a formy.

V ruské literatuře je místo termínu botanická nomenklatura zvykem používat sousloví „binární nomenklatura“, v zoologické literatuře se rozšířilo sousloví „ binominální nomenklatura “ .

Tvorbu a doplňování botanické nomenklatury upravuje Mezinárodní kód botanické nomenklatury .

Metody výzkumu

Botanika využívá jak pozorovací, tak srovnávací, historické a experimentální metody, včetně sběru a sestavování sbírek, pozorování v přírodě a na experimentálních plochách, experiment v přírodě a ve specializovaných laboratořích a matematické zpracování získaných informací. Spolu s klasickými metodami registrace určitých znaků studovaných rostlin se využívá celá řada moderních chemických, fyzikálních a kybernetických výzkumných metod.

Problém vymírání druhů

Vymírání sice může být přirozeným výsledkem přirozeného výběru (například masové vymírání druhů v holocénu), nicméně moderní období vymírání je jedinečné. Předchozí období byla způsobena fyzikálními příčinami, jako je srážka s nebeskými tělesy, pohyb tektonických desek, vysoká vulkanická činnost, změna klimatu. Současné období vymírání je způsobeno lidmi a začalo přibližně před 100 000 lety rozšířením lidí po planetě. Tím, že lidé přišli do kontaktu s novými ekosystémy, které nikdy předtím nezažily lidskou přítomnost, narušili ekologickou rovnováhu lovem, ničením biotopů a šířením nemocí.

Hlavní důvody k obavám souvisejícím s problémem vymírání druhů:

  1. vymírání druhů jako biologických entit  je nejdůležitějším faktorem jednak jako úbytek přírodního bohatství, jednak jako morální problém pro ty, kteří věří, že lidé mají povinnost chránit přírodní prostředí;
  2. destabilizace ekosystémů  – stává se dobře pochopenou, když z ekosystému zmizí článek potravního řetězce;
  3. ohrožení jiných druhů  - při vymizení jednoho druhu velmi často dochází k populačním změnám u sekundárních druhů. Může nastat situace, kdy se ekosystém výrazně a nevratně změní;
  4. ztráta nenahraditelného genetického materiálu  – každý druh nese ve své DNA unikátní genetický materiál a produkuje unikátní chemické sloučeniny podle genetických instrukcí v nich stanovených. Například pelyněk  je rostlina, která je jediným zdrojem artemisininu , léku, který je téměř 100 procent účinný proti malárii [8] . Pokud by tato rostlina zmizela, snížila by se kontrola malárie (dokonce i dnes vážné nemoci) v nejchudších oblastech planety.

Americký paleontolog Niles Eldridge (Niels Eldridge) v roce 1972 spolu se Stephenem Gouldem předložili teorii přerušované rovnováhy , podle níž k většině evolučních změn dochází během krátkých časových období ve srovnání s mnohem delšími obdobími evoluční stability. Zejména Nils Eldridge přisuzuje důležitou roli lidské ekonomické činnosti:

Aby člověk mohl rozvíjet zemědělství, musí v podstatě vyhlásit válku zavedeným tradičním ekosystémům :

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Botanika // Malý encyklopedický slovník Brockhausův a Efronův  : ve 4 svazcích - Petrohrad. , 1907-1909.
  2. ↑ Antonov A. A. , Nadson G. A. Botanika // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona  : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.
  3. ↑ 1 2 Bazilevskaya N. A., Belokon I. P., Shcherbakova A. A. Stručná historie botaniky / Ed. vyd. prof. L. V. Kudrjašov; TR. MOIP. T. XXXI. Odd. biol. Sekce. botanika. — M .: Nauka, 1968. — 310 s.
  4. ↑ Historia de las Plantas de la Nueva España de Francisco Hernández . Universidad Nacional Autonoma de México. Získáno 4. července 2013. Archivováno z originálu dne 5. července 2013.
  5. ↑ Obecná historie věcí Nového Španělska napsaná bratrem Bernardinem de Sahagúnem: Codex Florentine . Světová digitální knihovna . Získáno 4. července 2013. Archivováno z originálu dne 5. července 2013.
  6. ↑ López Piñero JM, Pardo Tomás J. Influencia de Francisco Hernández (1512-1587) en la constitución de la botanica y la materia médica modernas . - Universitat de Valencia, 1996. - ISBN 9788437026909 .
  7. ↑ Mexická pokladnice: Spisy Dr. Francisco Hernandez / Ed. S. Varey. - Stanford University Press, 2000. - ISBN 9780804739634 .
  8. ↑ Jansen FH (2006). "Přístup bylinného čaje pro artemesinin jako terapie pro malárii?". Trans R Soc Trop Med Hyg 100(3): 285-6. doi:10.1016/j.trstmh.2005.08.004. PMID 16274712

Literatura

Obecné práce

Slovníky a příručky

Bibliografie

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
 Sekce biologie
Hlavní sekce
Další sekce
Příbuzné vědy
viz takéVznik života
 Oddíly botaniky