Історія ботаніки

Зародження ботаніки

Як струнка система знань про рослини ботаніка оформилася до XVII-XVIII століть, хоча багато хто відомості про рослини були відомі й первісній людині, тому що його життя була пов'язана з корисними, головним чином харчовими, лікарськими й отруйними рослинами. Тексти, які можна певною мірою вважати ботанічними, відомі з найдавніших пам'яток писемності Дворіччя (Шумер, Вавилон, Ассирія) і долини Нілу (Древній Єгипет). Ці тексти, так само як і легендарний китайський книга про травах «Бень Цао», що відносяться до кінця 3-го тисячоліття до н. е.., представляли собою швидше твори з прикладної ботаніки, тому що в основному містили відомості про харчових та лікарських рослинах.

Першими книгами, в яких рослини описувалися не тільки у зв'язку з їх корисністю, були твори грецьких вчених Аристотеля і особливо його учня Теофраста, який зробив першу в історії науки спробу класифікувати рослини, розділивши їх на дерева, чагарники, напівчагарники і трави, серед останніх він розрізняв багатолітники, дво-та однолітники. Теофраст був названий «батьком ботаніки» Він чітко уявляв собі будову квітки, зокрема положення зав'язі в ньому, і відмінності між сростнолепестнимі і свободнолепестнимі вінчиками. У його «Дослідженні про рослини» описано близько 480 рослин. Римський натураліст Пліній Старший у своїй «Природній історії» привів всі відомі його сучасникам відомості про природу, він згадав близько 1000 видів рослин, описавши їх досить точно.

В протягом приблизно 1500 років, з часу Теофраста і Плінія Старшого, накопичення знань про рослини йшло переважно поза Європою. В Індії в 1-му тисячолітті до н. е.. з'являється т. н. «Аюрведа» - «наука про життя», що включає опис багатьох лікарських рослин Індії. Коментарі та доповнення до «Аюрведе» містяться в творах індійських лікарів Чарака (X-VIII ст. до н. е..), Сушрута і Вадбака (VIII-VII ст. До н. Е. .).

Арабська експансія в 2-й половині 1-го тисячоліття н. е.. значно розширила горизонти античності. Особливе значення мали праці таджицького вченого Ібн Сини (Авіценни), що описав у творі «Канон лікарської науки» безліч рослин, до того невідомих європейцям. Єдиним досягненням європейської науки в області ботаніки були праці німецького філософа і натураліста Альберта фон Больштедта (Альберт Великий), що встановив, зокрема, на підставі різниці в будові стебла відмінність між однодольних і дводольними рослинами.

Кінець середньовіччя

В епоху великих відкриттів значно зріс інтерес до рослин, поки в основному як джерела ліків, прянощів і нових харчових продуктів. З'являються (а незабаром і друкуються) «травники» з описом все зростаючого числа рослин, створюються перші «сухі сади» - гербарії, організовуються справжні ботанічні сади. Все це сприяло накопичення нових фактів і створення перших загальних концепцій, головним чином в області класифікації рослин. Так, німецька ботанік О. Брунфельс розрізняє рослини «досконаліші», тобто несуть квіти, і «недосконалі», тобто позбавлені їх; італійський лікар і ботанік А. Чезальпіно (в латинській вимові Цезальпін), який опублікував найважливіше ботанічне твір епохи - книгу «Про рослинах», в передмові до неї зробив спробу класифікувати рослини, залучаючи на додаток до звичайного в той час поділу рослин на дерева, чагарники і трави також ознаки квіток, плодів і насіння. Швейцарський ботанік Йоганн Баугін (Жан Боен) у своїй «Загальної історії рослин », опублікованої (1650) після його смерті, описав близько 5000 рослин. Його братові Каспара Баугіну ботаніка зобов'язана створенням бінарної номенклатури, то є найменуванням кожної рослини двома словами, з яких перший позначає родову назву, а друге - видове. Як відомо, такий порядок найменування рослин згодом був узаконений К. Ліннеєм й існує до цього дня.

XVI-XVII століття

Для цього періоду характерно не тільки розвиток систематики. Винахід мікроскопа привело до відкриття клітинної будови рослин. Перші спостереження в цій області були зроблені англійським ученим Р. Гуком. Пізніше італієць М. Мальпігі і англієць Грю заклали основи анатомії рослин. Голландець Я. Б. ван Гельмонт поставив перший досвід з фізіології рослин, виростивши гілку верби у бочці і встановивши, що майже 40-кратне збільшення її у вазі за 5 років не супроводжувалося скільки-небудь значним зменшенням ваги землі. Німецька ботанік Р. Камераріус вперше обгрунтував наявність статевого процесу у рослин.

В Росії в XV-XVII століттях перекладають з грецької, латинської та європейських мов і переписують (а пізніше друкують) описи лікарських рослин ( «Травники», або, як їх тоді називали, «Вертоград»). Багато хто з них редагувалися з урахуванням місцевих умов, головним чином додавалися вказівки на місця зростання тих чи інших рослин (наприклад: «росте на Русі в Драгомілове »).

XVIII століття

Відкриття в різних областях ботаніки в XVIII ст., розробка різних концепцій принесли свої плоди пізніше. Проте це сторіччя в основному може бути охарактеризовано як століття ботанічної систематики і зв'язується головним чином з ім'ям шведського ботаніка К. Ліннея. Поклавши в основу своєї штучної системи будову квітки, Лінней розбив світ рослин на 24 класи. Система Ліннея не надовго пережила свого творця, проте значення її в історії Б. величезне. Вперше було показано, що кожна рослина може бути поміщено в якусь певну категорію у відповідності з характерними для нього ознаками. Воістину титанічна робота, проведена Ліннеєм, стала основою для всіх наступних досліджень у галузі систематики рослин. Молодші сучасники Ліннея - французи М. Адансон, Ж. Ламарк і особливо три брата де Жюссьє (Антуан, Бернар і Жозеф) та їхній племінник Антуан Лоран, грунтуючись на роботах Ліннея (а також на роботах Д. Рея, К. Баугіна і Ж. Турнефора), розробили природні класифікації рослин, де в основу тих або інших систематичних груп були покладені ознаки «спорідненості», під якими, втім, розумілася невизначена «природна близькість». Видатні натуралісти 18 ст. приділяли багато уваги загальних питань Б. Так, російська академік К. Ф. Вольф у своїй «Теорії генерації» (1759) показав шляхи формування органів рослин і перетворення одних органів до інших. Ці ідеї особливо займали німецького поета Й. В. Гете, що опублікував в 1790 книгу «Метаморфоз рослин», повну блискучих прозрінь. Наявність статі у рослин остаточно було встановлено німецькими ботаніками І. Кельрейтер, що отримали і ретельно вивчив міжвидові гібриди тютюну, гвоздики та інших рослин, а також Досліджено способи їх запилення комахами, і К. Шпренгеля, що опублікували книгу «Розкрита таємниця природи у будові і заплідненні квітів» (1793).

В XVIII ст. в Україні відбувалося інтенсивне розвиток наукових досліджень, зокрема в створеної Петром I Академії наук у Петербурзі. У її Кунсткамері почали вперше збирати ботанічні колекції. У 1714 був організований Аптекарский город -- основа майбутнього Імператорського ботанічного саду і нинішнього Ботанічного інституту. Особливе значення для розвитку російської і світової Б. мали географічні експедиції АН, в яких брали участь ботаніки: С. П. Крашенинников, який опублікував «Опис землі Камчатки», І. Г. Гмелін - автор 4-томної «Флори Сибіру», однією з перших у світі «флор» настільки великої області. Цінні роботи про флору різних областей Росії разом з даними про корисні рослинах зібрані І. І. Лепехін, Н. Я. Озерецковскім, П. С. Палласом і К. Ф. Ледебуром.

XIX-XX століття

XIX століття ознаменувався інтенсивним розвитком природознавства в цілому. Бурхливий розвиток отримали і всі галузі Б. Вирішальний вплив на систематику надала еволюційна теорія Ч. Дарвіна. Сприйнята більшістю ботаніків, теорія Дарвіна поставила перед ними завдання створення філогенетичної системи рослинного світу, яка відображала б послідовні етапи розвитку світу рослин. Перші системи 19 ст. швейцарських ботаніків О. П. Декандоля та його сина А. Декандоля, англійських ботаніків Дж. Бентама, У. Гукера та ін (з 1825 по 1845 було запропоновано близько 25 подібних систем класифікації рослинного світу) ще не розглядали проблему походження одних груп рослин від інших, але прагнули до найбільшої «Природності», тобто до з'єднання в групи рослин, найбільш схожих один з одним з найважливіших ознаками їх організації. Оперуючи з величезним числом рослин практично всіх континентів, ці системи (особливо Бентама і Гукера і, почасти, Декандоля) були настільки логічно побудовані, що дожили майже до наших днів (перше - у англійських і, почасти, у північноамериканських ботаніків, другий - у ботаніків країн французької мови). Тим не менше, майбутнє належало філогенетичний системам, перший з яких (опублікована в 1875) належить німецькому ботаніку А. В. Ейхлеру. Найбільше ж поширення отримала система, розроблена німецьким ботаніком А. Енглер, який спільно зі своїми співробітниками в 20-томному творі «Інтеграція з ОС сімейства рослин »(1887-1911) довів систему рослин до роду, а іноді і до виду. Дослідження, проведені головним чином у 1-й половині 20 ст., Показали, що більшість принципів, покладених Енглер в основу своєї системи, були помилковими, але його роботу не можна й недооцінювати. Противниками поглядів Енглер були американський ботанік Ч. Е. Бессі, німецька - Х. Галлір та англійська - Дж. Хатчинсон. Основні їхні розбіжності з Енглер ставилися до систематиці покритонасінних (квіткових рослин), найбільш примітивною групою яких вони вважали многоплодніковие (типу магнолії), у той час як Енглер вихідної групою покритонасінних вважав однодольні, а серед дводольних - т. н. сережкоцветние (типу верб і тополь); його супротивниками були і російські ботаніки Х. Я. Гобі, Б. М. Козо-Полянський, А. А. Гроссгейм та ін В останні роки спостерігається деякий одностайність у поглядах ботаніків на принципи побудови системи вищих рослин, широке визнання отримала система, розроблена радянським ботаніком А. Л. Тахтаджяном.

Не менша увага приділялася в XIX і на початку XX ст. і нижчим рослинам. У результаті робіт мікології Х. Г. Персона, який працював у Німеччині та Франції, шведського Ліхенологія Е. Ахаріус, російських ботаніків Л. С. Ценковській, І. М. Горожанкина, німецьких мікологів А. де Барі і О. Брефельда, російської мікології М. С. Вороніна, радянського ботаніка А. А. Ячевским і багато ін були зібрані обширні відомості про водоростях, грибах, лишайниках, що дозволили не тільки побудувати їх раціональну класифікацію, але й оцінити їх значення в біосфері. Особливий розвиток отримала мікологія, головним чином у зв'язку із значенням грибів як збудників хвороб с.-г. рослин. З цим пов'язано і виникнення фітопатології як особливої дисципліни.

Вивчення розповсюдження рослин по земній кулі відноситься до XIX - початку XX ст. Основоположник географії рослин німецький натураліст А. Гумбольдт - автор низки праць, з яких найбільшу увагу привернула книга «Про закономірності, спостережуваних у поширенні рослин »(т. 1-2, 1816). Перша спроба описати рослинність земної кулі в зв'язку з умовами клімату була зроблена німецьким вченим А. Грізебахом в його праці "Рослинність земної кулі ...» (1872). Данська ботанік Е. Вармінг пов'язував поширення рослин з певними умовами існування, його книга «Екологічна географія рослин» (1896) заклала основи нової науки - екології рослин. Одночасно з цими роботами протягом всього 19 в. сотні дослідників вели копітку роботу по складанню регіональних «флор». Серед найбільших видань такого роду - «Флора Сходу» Е. Буасьє в 5 тт. (1867-88) і «Флора Британської Індії» Дж. Гукера в 7 тт. (1875-97). Найбільш капітальна праця в цій області - «Флора СРСР» у 30 тт. (1934-64), видана Ботанічним інститутом АН СРСР за редакцією В. Л. Комарова і Б. К. Шишкіна. Рослинний світ майже всіх областей земної кулі описаний у відповідних інструкціях, головним чином регіональних «Флора». Величезне значення для світової науки має вчення М. І. Вавілова про центри походження культурних рослин та географічних закономірності в розподіл їх спадкових ознак (1926-27). У своїх працях Вавилов вперше представив картину еволюції форм культурних рослин в нечисленних первинних осередках їх походження. В результаті організованих їм експедицій зібраний цінний фонд світових рослинних ресурсів, що склав багатющу колекцію рослин, що зберігається у Всесоюзному інституті рослинництва.

Вивчення систематики величезного числа рослин з усіх областей земної кулі стимулювало розвиток робіт в області морфології рослин. Одним з перших морфологів 19 ст. був англійський ботанік Р. Броун, що показав, що голонасінні відрізняються від покритонасінних голим семезачатком, який пояснив природу квітки у злаків і виконав ще ряд робіт з морфології. Роботи Броуна з ембріології були продовжені італійським вченим Дж. Б. Амічі, французьким ботаніком А. Броньяром і особливо німецьким вченим В. гофмейстером, що описав процес запліднення у рослин. Класичні роботи Гофмейстера були продовжені його співвітчизником Е. Страсбургер і російськими вченими І. Н. Горожанкін, В. І. Бєляєвим і С. Г. Навашиним. Горожанкін вперше довів, що ядра з пилкової трубки проникають в яйцеклітину. Біляєв передбачив існування у голонасінних рухливих сперматозоїдів, які незабаром були відкриті японськими ботаніками С. Хіразе у гінкго і С. Ікено у саговник. Після робіт російського ембріолога С. Г. Навашина, який відкрив подвійне запліднення, період становлення ембріології рослин як самостійної дисципліни було практично завершено.

Анатомія рослин, початок якої було закладено ще в 17 ст., стала розвиватися особливо інтенсивно з середини 19 ст. Її успіхи пов'язані з іменами німецьких ботаніків Х. Моля, К. Саніо, що дали вперше відомості про мікроскопічному будові тіла вищих рослин. До середини 19 ст. в анатомії рослин намітилися два напрямки, з яких одне в основному цікавилося проблемами будови рослин з їх систематичним положенням і еволюцією структур, у той час як інше більше уваги приділяло фізіологічного та екологічному значенням тих чи інших тканин рослини. Серед діячів першого напряму - французи Ф. Е. ван Тігем, Ж. Вагомо і німець Г. Золередер - автор зведення «Систематична анатомія дводольних» (1899). Американець Е. Джефрі в книзі «Анатомія деревних рослин» (1917) спробував дати загальну картину еволюції анатомічних структур у всіх вищих рослин. Його учні Е. Сіннотт, А. Імс і особливо І. У. Бейлі створили концепцію про еволюцію структури у вищих рослин, добре пов'язати з поданням Ч. Е. Бессі, Х. Галліра і Дж. Хатчінсона. Серед анатомів другому напрямку - німецькі ботаніки С. Швенденер, Г. Габерландт, радянські анатоми В. Ф. Раздорськой і В. Г. Александров.

Роботи в галузі екології та географії рослин, а також запити лісівництва та луговеденія призвели в кінці 19 в. до виділення особливої області Б., що отримала в СРСР назву геоботаніки, або фітоценології. Російська і радянська школа геоботаніки була створена працями С. І. Коржинського, І. К. Пачоського, Г. І. Тан-фільева, Г. Ф. Морозова, В. В. Альохіна, Л. Г. Раменського, А. П. Шеннікова і особливо В. Н. Сукачова. Гостра необхідність у господарському освоєнні величезних просторів СРСР призвела до того, що проблеми геоботаніки стали одними з найбільш насущних. Тому геоботаніки - найбільш численний загін радянських ботаніків.

Північноамериканська (Ф. Клементс) і європейська (Ж. Браун-Бланке, Е. Рюбель, А. Тенслі) школи фітоценології розвивалися кожна своїм шляхом і тільки останнім часом спостерігається деяке зближення точок зору радянських і північноамериканських дослідників.

Наука про викопні рослини - палеоботанік, зародження якої можна віднести до 18 в. (І. шейхцерія, Швейцарія), неухильно розвивалася в 19 і 20 ст. У 19 ст. працями дослідників, які працювали на всіх континентах, були не тільки описані десятки тисяч рослинних залишків з усіх товщ осадових відкладень, але й створена досить струнка система нині вимерлих рослин, пов'язана з їх сучасними нащадками. У вивчення копалин рослин, найде?? них на території СРСР, великий внесок зробили М. Д. Залеський, І. В. Палібін і О. М. Криштофович.

Характерні риси сучасного етапу розвитку Б. - стирання граней між окремими її галузями та їх інтеграція. Так, у систематики рослин для характеристики окремих таксонів все ширше застосовують цитологічні, анатомічні, ембріологічні та біохімічні методи. Методи біохімії та фізіології беруться на озброєння екологами і геоботаніки, внаслідок чого виникає комплексна наука про фізіологію рослинного співтовариства, поява якої передбачали ще в 20-х рр.. 20 в. російський вчений В. В. Альохін та шведський учений Е. Дю Рье і яку зазвичай називають ценофізіологіей. Все більше усвідомлюється необхідність враховувати в геоботанічних та екологічних дослідженнях роль мікроорганізмів - водоростей, грибів, бактерій і актиноміцетів; фахівці відповідного профілю все частіше працюють в контакті з геоботаніки і екологами. Це призводить до розширення поля діяльності фікологов, бактеріологів і мікологів, що вивчають їх цікавлять організми у природній обстановці.

Набагато ширше застосовується експеримент у тих областях Б., де раніше панувало спостереження. Значного поширення отримали роботи в галузі експериментальної систематики і геоботаніки. У морфології рослин, крім звичайних експериментальних впливів, широко використовується метод культури тканин, ізольованих від впливу організму як цілого.

Розробка нових методів дослідження, заснованих на досягненнях фізики і хімії, дозволила вирішувати задачі, недоступні раніше. Так, в результаті використання електронного мікроскопа, роздільна сила якого в порівнянні з іншими оптичними приладами зросла в сотні разів, були виявлені багато нові деталі будови рослинної клітини, що з успіхом використовується не тільки в анатомії, а й у систематики рослин. Методи хроматографії, цітофотометріі і ряд інших дозволяють проводити хімічні аналізи з небаченою раніше швидкістю і точністю на мікроскопічних об'єктах, що застосовується практично у всіх областях Б. Досягнення молекулярної біології в якійсь мірі сприяли виділенню фізіології та біохімії рослин із загальної Б. Разом з тим ці досягнення, які в майбутньому дозволять розкрити молекулярні основи онтогенезу і філогенезу рослин, відкривають нові горизонти в області систематики та морфології рослин. У наших знаннях ще є великий пробіл щодо тих механізмів, які, керуючи єдиним для всіх клітин даної особи (або навіть виду) генетичним кодом, призводять до разючих відмінностей між клітинами різних тканин.

Одночасно увагу ботаніків все більше займають ботанічні проблеми в масштабі всієї нашої планети. Питання продуктивності фітоценозів, їх впливу на водний і газовий режим планети, проблеми кругообігу речовин, балансу енергії та речовини вирішуються на основі спостережень, що здійснюються за допомогою дуже точних і все більше удосконалювані приладів з автоматичним управлінням. Глобальне вплив людства на природу, яке ведеться іноді без точного обліку можливих наслідків, робить ці роботи ботаніків життєво важливими для доль цивілізації.

Провідні ботанічні установи, міжнародні організації, періодична преса. Організація наукових досліджень в галузі Б. в СРСР визначається цілою системою ботанічних установ, що перебувають у віданні АН СРСР; Академій наук союзних республік; кафедр ботаніки університетів, педагогічних, фармацевтичних і с.-г. вищих навчальних закладів; ботанічних садів різного відомчого підпорядкування; галузевих спеціалізованих (науково-дослідних) інститутів, а також діє в СРСР мережі заповідників. Провідними центрами по окремих галузях Б. є інститути АН СРСР: Ботанічний інститут ім. В. Л. Комарова (Ленінград), інститут фізіології рослин ім. К. А. Тімірязєва (Москва), інститут біохімії ім. А. Н. Баха (Москва), Інститут загальної генетики, а також ботанічні сади. Ботанічні установи є у філіях АН СРСР і республіканських Академіях наук. Багато питання Б. вивчає ряд установ в Сибірському відділенні АН СРСР. Культурні рослини вивчаються у Всесоюзному інституті рослинництва ім. М. І. Вавілова (Ленінград) і в ряді його відділень і опорних пунктів.

Крім того, є спеціалізовані інститути: кормів (Москва), субтропічних культур і зелених насаджень (Азербайджан), захисту рослин (Ленінград), Всесоюзний науково-дослідний інститут лікарських рослин (Москва) і ін Ботанічні установи оснащені спеціалізованими лабораторіями, дослідними станціями і експериментальними базами. У деяких з них є гербарії.

Радянські ботаніки об'єднуються Всесоюзним ботанічним товариством (з численними його відділеннями), Московським товариством випробувачів природи, Географічним суспільством Союзу РСР та ін При Відділенні загальної біології АН СРСР функціонують наукові проблемні ради по вивченню флори і рослинності, за Біогеоценологія, а також інтродукції та акліматизації рослин. В СРСР видаються «Ботанічний журнал СРСР» (з 1916), журнали «Фізіологія рослин» (з 1954), «Рослинні ресурси» (з 1965), «Мікологія і фітопатологія» (з 1967), а також численні монографії, довідники, посібники і статті з різних розділам Б. Радянські ботаніки беруть участь у роботі багатьох зарубіжних товариств, журналів, а також конференцій, симпозіумів та з'їздів.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://ru.wikipedia.org