Morfologie a anatomie vyšších rostlin. Podle Lotové L. I: Úvod do botaniky

Potřebujete konzultace biologie přes Skype?
Pokud ano, přihlaste se. Cena je k jednání.
Chcete-li toto okno zavřít, klikněte na Ne.

Uveďte skutečná data, jinak vás nebudeme moci kontaktovat! Odesláním formuláře souhlasíte s Podmínkami používání a souhlasíte se zpracováním osobních údajů

Úvod do botaniky

„Botanika je přírodní věda, která učí poznávání rostlin.“ Tuto definici botaniky – nutnou a postačující – podal vynikající švédský vědec Carl Linné (1707-1778). Rozsah botaniky zahrnuje studium stavby a funkcí rostlin, jejich původu, vývoje, klasifikace, vztahů mezi sebou a jejich prostředím, představ o společenstvech tvořených rostlinami, osídlení zeměkoule, využití a ochraně.

Již primitivní člověk měl samozřejmě počáteční znalosti o rostlinách nezbytných pro jeho existenci. Je to pochopitelné, protože jeho život závisel na znalostech jedlých, jedovatých, léčivých rostlin a užitečných pro hospodářská zvířata. Nejrozsáhlejší informace o rostlinách, zejména zemědělských a léčivých, měly kultury Indie, Fénicie, zemí starověkého Egypta a Mezopotámie. Není náhodou, že první „bylinku na kameni“ vytvořil ve slavném chrámu v Karnaku faraon nové egyptské dynastie Thutmose III.

Ale základy botaniky (z řeckého botanicos – souvisí s rostlinami, botane – tráva, rostlina) jako vědní disciplíny položil již ve starověku Theophrastus (371-286 př. n. l.) – milovaný a vynikající žák velkého starořeckého myslitele. Aristoteles (384-322 př. n. l.). Theophrastus získal titul „otec botaniky“, protože se zajímal nejen o využití rostlin v zemědělství a lékařství, ale studoval stavbu a fyziologické funkce rostlin, jejich rozšíření a vliv půdy a klimatu na ně. Theophrastus také patří do první klasifikace rostlin, i když z hlediska XNUMX. století velmi naivní.

V procesu historického vývoje v botanice se objevily různé metody studia rostlin. Čím více se rozšiřovaly představy o rostlinách, tím více se diferencovaly vědecké disciplíny, které tvoří botaniku jako jednu z nejrozvětvenějších přírodních věd: morfologie v širokém smyslu, paleobotanika, fyziologie, biochemie rostlin, taxonomie, geografie, ekologie rostlin, geobotanika, palynomorfologie , která studuje strukturu pylových zrn atp. Zvláštní místo mezi těmito disciplínami zaujímala a zaujímá morfologie (z řeckého morphe – forma a logos – vyučování).

„Organická forma je viditelným projevem vnitřních spojení, které charakterizují život na všech úrovních. Nejjednodušeji ji lze definovat jako biologickou organizaci a představuje nejdůležitější problém, kterému čelí studenti věd o živé přírodě. Formu lze nazvat nejen duší přírodní historie, protože slouží jako měřítko evoluční příbuznosti, ale také duší celé biologie, protože je zřejmým a snadno studovatelným projevem základních rysů života.

Různorodost rostlin se posuzuje podle morfologických znaků, ty tvoří základ jejich klasifikace; Bez znalosti stavby není možné studovat životní funkce rostlin, včetně jejich schopnosti prostřednictvím fotosyntézy vytvářet organické látky a zvyšovat obsah kyslíku v atmosféře. Proto je studium strukturních znaků rostlin nezbytné pro rozvoj dalších botanických disciplín.

Diferenciace metod studia stavby rostlin vedlo k rozdělení morfologie do četných speciálních disciplín: morfologie v úzkém slova smyslu (makromorfologie), která studuje vnější stavbu rostlin; embryologie, která studuje počáteční fáze vývoje semenných rostlin od vytvoření reprodukčních struktur, které provádějí reprodukci, až po vytvoření semene; anatomie, která studuje strukturu rostlin na buněčné a tkáňové úrovni. Studium buňky tvoří v současnosti náplň samostatné biologické disciplíny – cytologie.

Různorodost metod používaných v morfologii rostlin umožňuje řešit následující problémy, které mají často obecný biologický význam.

1. Studium topografických vzorů ve struktuře rostlin. Hlavní výzkumná metoda je deskriptivní, vytvořená C. Linné. Nyní se tato metoda obvykle nazývá srovnávací morfologická.

2. Studium zákonitostí morfogeneze (morfogeneze) v procesu individuálního vývoje rostliny – její ontogeneze. To vyžaduje studium strukturálních přeměn rostliny ve všech fázích jejího vývoje – od zygoty až po přirozenou smrt. V tomto případě je důležitá analýza všech projevů morfogeneze: růstové charakteristiky, morfologická a anatomická diferenciace rostlinného těla, které vznikají v procesu jeho vývoje, polarita, symetrie, korelace. Hloubka studia této problematiky přirozeně závisí na úzkých kontaktech morfologie s dalšími botanickými disciplínami: fyziologií, genetikou, biochemií a vývojovou biologií.

Tento problém souvisí i s rozvojem reprodukční biologie, jejímž základem je studium všech struktur a procesů vedoucích k rozmnožování rostlin – jedné z hlavních vlastností všech živých organismů, která zajišťuje nejen nárůst počtu jedinců , ale také jejich distribuci. Velký zájem je v současnosti o sekci reprodukční biologie přímo související s akumulací biomasy – biotechnologie: kultivace izolovaných buněk a pletiv jako způsob rychlého rozmnožování rostlin.

3. Studium morfogenetických přeměn během dlouhého procesu evoluce. Vývoj tohoto směru – evoluční morfologie – je založen na syntéze dat z ontogenetické morfologie a srovnávací morfologie živých a vyhynulých rostlin. Úkolem evoluční morfologie je studium obecných zákonitostí přeměn struktury rostlin v procesu evoluce, bez jejichž znalosti není možné řešit otázky související s rostlinnou fylogenezí, která odráží nejen související vztahy mezi různými taxony, ale i fylogeneze rostlin. ale také hlavní směry jejich vývoje. Taxony (latinsky taxon, množné číslo) jsou jakékoli specifické systematické skupiny určité úrovně. Taxonem na úrovni čeledi tedy bude čeleď Ranunculaceae (pryskyřníkovité), na úrovni rodu – Ranunculus L. (pryskyřník) a na úrovni druhu např. Ranunculus repens L. (pryskyřník plazivý).

Rodinné vztahy se primárně posuzují podle podobnosti morfologických charakteristik. Často však nemusí jít o důsledek příbuzenství, ale buď o paralelní vývoj několika skupin rostlin od některých společných předků, nebo o důsledek konvergence – vzniku podobných strukturních znaků pod vlivem stejných životních podmínek. Pouze komplexní studium rostlin a srovnání dat z ontogenetických, srovnávacích morfologických a paleobotanických studií může obnovit skutečný průběh jejich historického vývoje, což pomáhá identifikovat související vztahy mezi taxony a rozvíjet evoluční systém rostlin.

4. Studium vztahu mezi strukturou a funkcí, mezi rostlinou a podmínkami prostředí.

Interakce struktury a funkce tvoří základ života každého organismu. Není funkce bez struktury, struktura bez funkce je nesmyslná. Vždyť „studovat orgány bez ohledu na jejich funkce, organismy bez ohledu na jejich život je téměř stejně nemožné jako studovat stroj a jeho části, aniž bychom se zajímali o jejich činnost“. Teprve kombinace morfologických a fyziologických výzkumných metod dává představu o rostlině jako o uceleném strukturně-funkčním a velmi dynamickém systému, přizpůsobeném životu v určitém ekologickém prostředí a citlivém na jakékoli změny vnějších podmínek.

Reakce rostlin na nepříznivé faktory v jejich prostředí se projevují nejprve biochemickými a fyziologickými poruchami, dále ovlivňují intracelulární struktury a nakonec dochází k morfologickým změnám, které jsou patrné pouhým okem. Nejprve se objevují v jednotlivých rostlinách a následně se šíří do celého společenstva. Hodnocení úrovně degradace rostlin vlivem antropogenních faktorů, predikce možných změn rostlin vlivem nepříznivých podmínek tvoří podstatu botanického monitoringu (z latiny a angličtiny monitor – varování). Jeho úkolem je urychleně signalizovat všechny případy nadměrné negativní zátěže způsobené lidskou činností a přijímat účinná opatření ke změně režimu využívání rostlinných zdrojů a ochrany vegetačního krytu v rámci globálního problému zachování genofondu a ochrany životního prostředí. .

Je samozřejmé, že morfologie rostlin jako základní botanická disciplína je naprosto nezbytná pro řešení různých praktických problémů: lékařských, lesnických, ekologických a mnoha dalších. Je stěží možné vyjmenovat všechny oblasti aplikace morfologie rostlin.

Navržená učebnice je věnována morfologii vyšších rostlin. Než přistoupíme k analýze vzorců jejich struktury a demonstraci jejich vlastní morfologické rozmanitosti, je nutné určit, co je rostlina jako předmět studia, jaké jsou její vazby s jinými živými organismy obývajícími naši planetu a nakonec, jaké místo zaujímají vyšší rostliny ve světě rostlin?rostliny.