История изучения растений кратко

Обновлено: 02.07.2024

История ботаники — раздел истории науки, изучающий и рассматривающий развитие знаний человечества в области ботаники.

Содержание

Легендарный период

Как и история в целом, история ботаники рассматривает длительный период, начавшийся с перехода человека от инстинктивного выбора части растений для употребления в пищу до появления надёжной системы фиксации и передачи знаний на основании различных источников, носящих во многом легендарный характер. Источниками служат:

Первыми источниками, описывающими растения не только с точки зрения пищевой или лекарственной полезности, считаются:

Несмотря на то, что Теофраст в трудах своих не придерживается никаких особенных методов, он внёс в изучение растений идеи, совершенно свободные от предрассудков того времени и предполагал, как истый натуралист, что природа действует сообразно своим собственным предначертаниям, а не с целью быть полезной человеку [1] .

Зарождение научных подходов

Легендарный период практически не оставил сведений о введении растений в культуру, получении новых сортов. Информация об этом начинает сохраняться с эпохи великих открытий человечества, заложивших основы всех современных наук.

Быстрый рост количества знаний о растениях, общее изменение в системе мировоззрений и методологии познания окружаего мира привели к зарождению научных подходов в ботанике:

Быстрыми темпами развивались также практические методы исследования растений:

  • использование изобретённого микроскопа привело к открытию английским учёным Робертом Гуком (1665) клеточного строения растений (ему же принадлежит и сам английский термин cell — клетка)
  • итальянец Марчелло Мальпиги и англичанин Неемия Грю заложили основы анатомии растений
  • голландец Жан Батист ван Гельмонт поставил первый опыт по физиологии растений, вырастив ветку ивы в бочке и установив, что почти 40-кратное увеличение её в весе за 5 лет не сопровождалось сколь-нибудь значительным уменьшением веса земли
  • немецкий ботаник Рудольф Камерариус обнаружил половой процесс у растений.

Дифференциация в ботанике

Анатомия растений

Анатомия растений — это наука о внутреннем строении растительных тканей, их происхождении, закономерностях развития и размещения в отдельных органах. Анатомия растений тесно связана с исследованиями микроскопического (клеточного) строения, а также с физиологией растений.

Изначально анатомия растений совпадала с морфологией растений — описанием физических форм и внешней структуры растений, однако с середины XX века исследования в анатомии растений рассматриваются как отдельная область, связанная с изучением прежде всего внутренней, микроскопической структуры [2] .

Микология

Микология (от др.-греч. μύκης — гриб) — раздел биологии, наука о грибах. Поскольку грибы длительное время относили к царству растений, микология была не самостоятельным разделом биологии, а считалась одним из разделов ботаники [3] . В настоящее время в ней также сохраняются научные традиции, характерные для ботаники.

Микология изучает эукариотные, гетеротрофные организмы, отличающиеся слабо дифференцированными тканями, клеточными стенками (на определённой стадии жизненного цикла), спорами как покоящимися и служащими для распространения структурами. Организмы с такими признаками — грибы, то есть так называемые настоящие грибы и грибоподобные организмы, объединяют современной классификацией в царство Fungi seu Mycota.

В рамках микологии изучают систематику грибов, распространение грибов в природе, экологию, морфологию и ультраструктуру, физиологию, генетические и биохимические свойства, а также прикладные аспекты.

Фитопатология

Фитопатология (от фито — растение и патология) — наука о болезнях растений, средствах и методах их профилактики и ликвидации [3] .

Фитопатология подразделяется на общую и частную. Общая фитопатология изучает возбудителей болезней, причины и условия их возникновения, закономерности развития и распространения, особенно эпифитотий, анатомо-физиологические нарушения в заболевших организмах, вопросы иммунитета и карантина растений, разрабатывает прогнозы появления болезней, средства и методы защиты растений, включает учение об уродствах. К частной (специальной) фитопатологии относится сельскохозяйственная фитопатология, исследующая болезни сельскохозяйственных растений, лесная фитопатология, представляющая собой раздел о болезнях деревьев и кустарников, а также о разрушениях мёртвой древесины, и фитопатология декоративных растений [3] .

Геоботаника

Геоботаника (от гео и ботаника) — наука о растительном покрове Земли как совокупности растительных сообществ (фитоценозов) [3] .

Наиболее общее понятие геоботаники и предмет её изучения — растительный покров — вся совокупность растений образующих растительные сообщества разных типов растительности в пределах определённого участка земной поверхности. Растительный покров делят на отдельные пространственные единицы — фитоценозы.

Эмбриология растений

Эмбриология растений — один из важнейших разделов ботаники, наука о путях зарождения и формировании растительного организма. В более широком смысле эмбриология растений изучает не только собственно зародышевое развитие, но и период формирования генеративной сферы, образование в ней половых клеток и оплодотворение [3] .

Экология растений

Экология растений — это раздел экологии, изучающий взаимозависимости и взаимодействия между растительными организмами, а также между растениями и средой их обитания.

Лесоводство

Лесоводство — это отрасль растениеводства, занимающаяся изучением, выращиванием и использованием лесных ресурсов, а также научная дисциплина, изучающая методы выращивания, улучшения и повышения продуктивности лесов [3] .

Существует таёжное лесоводство, лесоводство степных и лесостепных районов, горное лесоводство, субтропическое и тропическое лесоводство. Для решения проблем лесоводства применяются методы современной биологии, физики, математики и кибернетики. В практике лесоводства используются химия (гербициды, арборициды), механизация, а также достижения селекции и генетики [3] .

Палеоботаника

Палеоботаника (от палео и ботаника), палеофитология, или ботаническая палеонтология — отрасль ботаники, наука об ископаемых растениях [3] .

Палеоботаника является приложением ботаники к геологии. Она включает в себя исследование растений геологического прошлого, классификацию этих растений, установление их родства между собой и с современными растениями, выявление их распределения по поверхности Земли в разные геологические периоды [3] .

Внутри- и междисциплинарная интеграция в ботанике

Ценофизиология

Ценофизиология — комплексная наука о физиологии растительного сообщества, появление которой предсказывали в 1920-х годах русский учёный Василий Васильевич Алёхин (1882—1946) и шведский учёный Э. Дю Рье [3] .

Биотехнология

Биотехнология — дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.

Также под биотехнологией понимается производственное использование биологических агентов (микроорганизмы, растительные клетки, животные клетки, части клеток: клеточные мембраны, рибосомы, митохондрии, хлоропласты) для получения ценных продуктов и осуществления целевых превращений [5] .

Генная инженерия

Генетическая инженерия или генная инженерия — это совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.

Молекулярная биотехнология

Молекулярная биотехнология — это специальность, объектами которой являются разнообразные биологические системы: клеточные линии насекомых, растений и млекопитающих, микроорганизмы, вирусы насекомых, растений и млекопитающих, многоклеточные организмы.

Современные методы молекулярной биотехнологии позволяют проводить исследование механизмов биохимических процессов на уровне структуры ДНК, экспрессии генов, а также изучение биохимических и биофизических механизмов воздействия на организм экстремальных факторов среды.

БОТА́НИКА (от греч. βοτανιϰή , лат. bo­tanicus – от­но­ся­щий­ся к рас­те­ни­ям), ком­плекс на­ук о рас­те­ни­ях; один из раз­де­лов био­ло­гии. По­зна­ние ми­ра рас­те­ний на мо­ле­ку­ляр­ном уров­не осу­ще­ст­в­ля­ет­ся био­хи­ми­ей и био­фи­зи­кой, на кле­точ­но-ор­га­низ­мен­ном – ци­то­логи­ей и мор­фо­ло­ги­ей (вклю­чая ана­то­мию и эм­брио­ло­гию рас­те­ний, а так­же кар­по­ло­гию – уче­ние о пло­дах и па­ли­но­ло­гию – уче­ние о пыль­це), на по­пу­ля­ци­он­но-ви­до­вом – ре­про­дук­тив­ной био­ло­ги­ей (уче­ние о цик­лах вос­про­из­ве­де­ния рас­те­ний). Про­цес­сы жиз­не­дея­тель­но­сти рас­те­ний на уров­не тка­ней, кле­ток и внут­ри­кле­точ­ных субъ­е­ди­ниц, а так­же ме­ха­низ­мы фо­то­син­те­за, ды­ха­ние, пе­ре­дви­же­ние ве­ществ ис­сле­ду­ет фи­зио­ло­гия. На це­но­ти­че­ском уров­не рас­тит. по­кров изу­ча­ет­ся гео­бо­та­ни­кой, на био­ти­че­ском – фло­ри­сти­кой, гео­гра­фи­ей рас­ти­тель­но­сти. Взаи­мо­связь ор­га­низ­мов и сре­ды ис­сле­ду­ет эко­ло­гия рас­те­ний. Ге­не­ти­ка рас­те­ний со­став­ля­ет часть со­от­вет­ст­вую­щей об­ще­био­ло­гич. нау­ки. Син­те­зом всех на­ук о рас­те­ни­ях яв­ля­ет­ся бо­та­нич. сис­те­ма­ти­ка, раз­ли­чаю­щая и обо­зна­чаю­щая ор­га­низ­мы, так­со­но­ми­че­ски клас­си­фи­ци­рую­щая мно­го­об­ра­зие рас­те­ний не толь­ко ны­не жи­ву­щих, но и вы­мер­ших (па­лео­бо­та­ни­ка) и по­зво­ляю­щая оце­нить сте­пень эво­люц. род­ст­ва ор­га­низ­мов (фи­ло­гения). Ме­то­до­ло­ги­че­ски она сфор­ми­ро­ва­лась в про­цес­се изу­че­ния выс­ших (со­су­ди­стых) рас­те­ний – цвет­ко­вых, а так­же го­ло­се­мен­ных, па­по­рот­ни­ков, хво­щей и плау­нов. Мо­хо­вид­ны­ми, как осо­бой ли­ни­ей эво­лю­ции выс­ших рас­тений, за­ни­ма­ет­ся брио­ло­гия. Во­до­рос­ли изу­ча­ет аль­го­ло­гия, ли­шай­ники – ли­хе­но­ло­гия. Бо­та­нич. сис­те­ма­ти­ка – един­ст­вен­ная из био­ло­гич. дис­ци­п­лин, со­хра­нив­шая лат. язык для мор­фо­ло­гич. опи­са­ния но­во­го так­со­на, не­об­хо­ди­мо­го для при­зна­ния за­кон­ным его на­уч. на­зва­ния (бо­та­нич. но­менк­лату­ра). Раз­ли­чая вы­мер­шие ви­ды, па­лео­нто­ло­гич. сис­те­ма­ти­ка пре­дос­тав­ля­ет бо­га­тый ма­те­ри­ал для ре­кон­ст­рук­ции раз­ви­тия рас­тит. ми­ра, ис­поль­зуе­мый как тео­ри­ей эво­лю­ции, так и гео­ло­ги­ей, стра­ти­гра­фи­ей, па­лео­гео­гра­фи­ей и па­лео­кли­ма­то­ло­ги­ей. Не­за­ви­си­мым ис­точ­ни­ком син­те­за бо­та­нич. зна­ний (ещё с кон. 19 в.) ста­ла бо­та­ниче­ская гео­гра­фия . Уче­ние о про­ис­хож­де­нии фло­ры (фло­ро­ге­не­ти­ка) ана­лизи­ру­ет струк­ту­ру сла­гаю­щих её про­стран­ст­вен­но-вре­мен­ных ге­не­тических эле­мен­тов и пред­став­ля­ет со­бой син­тез сис­те­ма­ти­ки, бо­та­нической гео­гра­фии и па­лео­бо­та­ни­ки.

Домашние и дикие растения, их описание и выращивание; болезни и вредители. Интересные сведения из ботаники и других областей науки. Доклады для школьников. Природа Приморского края (растения и животные). История, культура, достопримечательности Владивостока и России в целом.

Весна. Март

  • Главная страница
  • Всё о бегониях
  • Всё о бегониях - 2
  • Список бегоний - 1
  • Список бегоний - 2
  • Список бегоний - 3
  • Список бегоний - 4
  • Список бегоний - 5
  • Список бегоний - 6
  • Список бегоний - 7
  • Список бегоний - 8
  • Список бегоний - 9
  • Мои растения
  • Доклады
  • В помощь цветоводам, садоводам и огородникам
  • Опознавалка бегоний и других растений
  • Дизайн в саду и дома
  • Комнатные растения
  • Садовые растения
  • Растения по алфавиту
  • Растения по алфавиту (2)
  • Приморский край
  • Приморский край - 2
  • Латынь в ботанике
  • Биология
  • Ботаники
  • История и культура
  • Интересное
  • Вопрос-ответ

вторник, 28 апреля 2020 г.

Краткая история развития ботаники


Теофрасту принадлежат первые попытки описания физиологии растений и процесса их размножения. Он смог изучить строение цветков, расположение завязи, а также сделал классификацию цветов на сростнолепестные и свободнолепестные.

После Теофраста многие учёные пытались продолжить его работу – Никандр Колофонский , Варрон Колумелла и другие, но они лишь описывали различные растения, не пытаясь изучать их.

Лишь спустя четыре столетия после Теофраста , Диоскорид в своём научном труде описал более 600 видов растений, которые в те времена использовались в лечебных целях. Диоскорид поделил используемые растения на несколько групп: для пищевого использования, растения для виноделия, для медицинских нужд, растения, используемые для создания различных благовоний. При написании этого научного трактата Диоскорид руководствовался исключительно полученными знаниями о растениях, не разбавляя описание своими комментариями и личным мнением.

Во времена античности многие представители научного мира неоднократно пытались изучать и квалифицировать представителей растительного мира. До наших дней сохранились научные работы индийского врача Чараки ( Charaka ). Им было описано около 500 лекарственных растений.

В европейской науке самым авторитетным для развития ботаники является научная работа средневекового немецкого философа Альберта фон Больштедта , который смог изучить строение стебля и на его основе описать различия между однодольными растениями и двудольными.

Переломный момент в истории ботаники наступил в конце XV века, в эпоху великих географических открытий. Из заморских стран стали приво­зить новые виды растений, возникла необходимость в их инвентаризации, то есть описании, наименовании и классификации. В это время зарождаются и развиваются формы сохранения растений для их сравнительного изучения. В середине XVI века было положено начало гербаризации. Возникают первые ботанические сады в Италии (1540 г. - в Падуе, 1545 г. - в Пизе), Швейцарии (1560 г. - в Цюрихе).В этот период закладываются основы ботанической терми­нологии, достигает расцвета описательная морфология растений.

В 1583 году итальянец Чезальпино сделал попытку классификации расте­ний, в основу которой положил признаки строения плодов и семян (выделил 15 классов).

Выдающийся английский естествоиспытатель Роберт Гук (1635-­1703 гг.) усовершенствовал микроскоп и при рассмотрении среза пробки обна­ружил, что она состоит из крохотных ячеек.

Важ­ным нововведением Линнея в систематику была бинарная номенклатура. В ней каждый вид обозначался двумя словами (первое - название рода, второе - видовой эпитет).

Значительными успехами в ботанике был отмечен XIX век. Оформи­лись и возникли такие разделы, как физиология, география и экология расте­ний, геоботаника, палеоботаника, эмбриология и т.д. Во всех разделах бота­ники был накоплен огромный фактический материал, что создало базу для обобщающих теорий. Важнейшими из них стали клеточная теория и теория эволюционного развития жизни .

В 1838 году немецкий ботаник Маттиас Шлейден установил, что клетка - это универсальная структурная единица в теле растений, а в 1839 году зоолог, гистолог и физиолог Теодор Шванн распространил этот вывод и на животных.

Разработка клеточной теории оказала огромное влияние на дальнейшее развитие биологии и поло­жила начало цитологии .

Появление эволюционной теории Чарльза Дарвина (1809-1882 гг.) стало началом новой эпохи в развитии всех биологических наук. Начался новый период для систематики - эволюционный (филогенетический), то есть возникла необходимость объединять в одни таксоны виды, единые по происхожде­нию, а не по внешнему сходству.

Морфологи начали изучать то, какими пу­тями и под влиянием каких причин исторически сложились организмы.

За­кономерности географического распространения организмов стали объяс­нять не только современными условиями, но и историческими причинами.

Новый прорыв в развитии ботаники, как и всей биологии, произошел в XX веке. Одной из его причин стал научно-технический прогресс, стимули­ровавший появление новых исследовательских инструментов и методов.

В середине века были изобретены электронные микроскопы с высокой разре­шающей способностью, что определило бурное развитие анатомии, цитоло­гии, биохимии, молекулярной биологии, генетики.

Попытки классификации растений в XVI веке.

Германский флорист XVI в. И. Бок описал 567 видов растений, объединив близкие растения в группы, которые известны сейчас как семейства губоцветных, сложноцветных, крестоцветных, лилейных и др. У Бока нет каких-либо сознательно выработанных принципов классификации. Он группировал растительные формы по общему сходству. Это уже было шагом вперед, если учесть, что некоторые современники Бока описывали растения просто в алфавитном порядке. Его современник Л. Фукс делал попытку ввести некоторые морфологические термины, чтобы облегчить описание и сравнение растений. Он же дал описания большого количества растительных форм, однако они носили подчас весьма поверхностный характер, так как он обращал внимание главным образом на внешнюю форму и размеры растений. Иногда Фукс снабжал их так называемыми сигнатурами, т. е. характеристиками, указывавшими на значение того или иного растения. Но они были весьма наивными. Так, если растение было красного цвета, то говорилось, что оно помогает при заболеваниях крови; если форма листа напоминала очертания сердца, считалось, что растение может служить средством для лечения сердечных заболеваний, растения с желтыми цветами — для лечения печени и т. п. Под одним названием часто объединялись растения, принадлежащие к различным видам.

Если в этот период виды получили во многих случаях достаточно ясные характеристики и ботаники научились видеть их отличительные особенности, то систематические единицы выше рода они различали плохо. Показательно, например, что хвощи, злаки и эфедра (хвойник) оказались у Баугина в одной группе, равно как ряска и мхи.

Накопление материала настоятельно требовало углубления приемов систематизации. Определенную роль в этом отношении сыграли работы итальянского ученого XVI в. Андреа Чезальпино, попытавшегося установить некоторые исходные принципы классификации.

Систематика и морфология растений в XVII веке.


Джон Рей. 1627–1705.

Из других работ, относящихся ко второй половине XVII — началу XVIII в., следует отметить труды французского ботаника Ж. Турнефора.

Турнефор изучил и описал около 500 родов растений. В основу их классификации он положил строение венчика. Турнефор различал растения безлепестковые и лепестковые, а последние делил на однолепестковые и многолепестковые. К однолепестковым он относил, например, колокольчики и губоцветные, к многолепестковым — розоцветные и др. Деревья, кустарники и травы Турнефор разделил на несколько классов. Всего в его системе было 22 класса.

Турнефор ввел в ботанику новое четырех членное разделение систематических категорий: класс, секция (категория, близкая к теперешнему отряду), род и вид. Турнефор давал детальные диагнозы родам. У него встречаются интересные фитогеографические сведения. Теоретические воззрения Турнефора не отличались особой оригинальностью, тем не менее, они оказали влияние на работы многих ботаников последующего периода.

Развитие микроскопической анатомии растений в XVII веке.

Изучение тонкой анатомической структуры растений стало возможным только после изобретения микроскопа.

В XII–XIII вв. в ремесленных мастерских были изобретены очки, во второй половине XVI в. появляются камера-обскура и первая сложная оптическая трубка, в самом начале XVII в, — микроскопы. Изобретение микроскопа приписывают обычно голландцам — отцу и сыну Янсенам. Для подобного утверждения нет, однако, достаточных оснований. Как показал С.Л. Соболь — крупный знаток истории микроскопа, этот прибор был впервые сконструирован Галилеем в самом начале XVII в. Вошедшие же в обиход сложные двулинзовые микроскопы с выпуклыми одиночными объективами и окулярами появились в Англии или Голландии в 1617–1619 гг. Их изобретателем, возможно, был физик Дреббель. На протяжении XVII–XVIII вв. усовершенствуется оптическая система и конструкция штативов. Объекты начинают рассматриваться не в падающем, а в проходящем свете, в конце XVIII в. устраняются путем сочетания сортов стекла с разными коэффициентами преломления сферическая и хроматическая аберрации. Прогресс микроскопической техники явился предпосылкой для успехов важных разделов биологической науки, в том числе и анатомии растений.


Итальянский ученый М. Мальпиги во второй половине XVII в. тщательно описал микроструктуру листьев, стеблей и корней. Особенно детально он изучил строение стебля (коры, древесины и сердцевины). Он обнаружил сосудисто-волокнистые пучки и их отдельные элементы, указал на их непрерывность в теле растения. Подробно исследовал он и органы размножения растений. Но функции цветка и его частей оставались ему непонятными. Он уподоблял семяпочки — яйцу, завязь — матке и т. п.

Система К. Линнея.


Карл Линней. 1707–1778.

Система Линнея была искусственной. Растения относились к той или иной группе на основании единичных признаков. Это приводило к множеству ошибок, несмотря на всю проницательность Линнея.

Линней сознавал искусственность своей системы, условность классификации по произвольно выбранным признакам. Стремясь к естественной системе, Линней параллельно и независимо от своих 24-х искусственных классов ввел другую классификацию. Все растения были распределены в ней по 65–67 порядкам (лучше сказать семействам), которые ему казались естественными. Однако дать точный критерий этих порядков Линней не мог.

Говоря о попытках построения естественных систем растительного мира, которые предпринимались в рассматриваемый период, следует иметь в виду, что все они были только приближением к естественной системе.

Попытки построения естественной системы находят еще более яркое выражение у некоторых ботаников XVIII в. Так, французский ботаник М. Адансон в своем стремлении построить естественную систему растений добивался использования не какого-нибудь одного признака, а их комплекса. Правда, Адансон не учитывал в достаточной мере значимости отдельных признаков, их качественную неравноценность для классификации.

Зарождение физиологии растений.

Развитие ботаники и, в частности, анатомии растений создало предпосылки для зарождения физиологии растений. Ее формирование стимулировалось потребностями сельского хозяйства, нуждавшегося в выяснении условий, позволяющих успешно выращивать хороший урожай. Не случайно уже первые фитофизиологические исследования касались преимущественно проблем питания растений. Важную роль в возникновении физиологии сыграло распространение в XVII в. экспериментального метода и, в частности, использование методов химии и физики для объяснения различных явлений в жизни растений.

Опыт голландского естествоиспытателя ван Гельмонта, поставленный в 1600 г. в связи с изучением питания растений, принято считать первым физиологическим экспериментом. Выращивая ивовую ветвь в сосуде с определенным количеством почвы при регулярном поливе, он через пять лет не обнаружил какой-либо убыли в весе почвы, в то время как ветка выросла в деревцо. На основании этого опыта ван Гельмонт сделал: вывод, что своим ростом растение обязано не почве, а воде. Аналогичное наблюдение в 1661 г. провел с тыквой английский физик Р. Бойль. Он также пришел к выводу, что источником роста растений является вода.

Несовершенство начальных попыток применения экспериментального метода к изучению процесса питания растений привело первых его исследователей к ложному выводу о том, что для нормального роста и развития растений достаточно одной чистой воды. Положительной стороной этой так называемой водной теории было лишь то, что питание растений рассматривалось ею не как пассивное всасывание корнями из земли уже готовой пищи (мнение средневековых ученых), а как процесс, происходящий за счет активной синтетической деятельности растений.


Марчелло Мальпиги. 1628–1694.

Более определенные предположения о выработке самим растением питательных веществ в ходе химических превращений высказал в 1679 г. французский физик Э. Мариотт. Он ссылался на тот факт, что на одной и той же почве различные растения продуцируют разнообразнейшие вещества, которых нет в почве. Мариотту принадлежат также первые опыты по количественному учету выделенной растением воды в процессе транспирации.

Представления Мальпиги, подкрепленные доводами Мариотта, послужили обоснованию новой точки зрения на проблему питания растений, противоположной господствовавшей два тысячелетия.

В 1699 г. английский ученый Джемс Вудворд тщательно поставленными экспериментами по выращиванию растений в воде, взятой из различных мест, показал, что в свободной от минеральных примесей воде растения развиваются хуже. Эти опыты убедительно свидетельствовали о несостоятельности водной теории, но они, очевидно, остались неизвестными на континенте, и водная теория даже в начале XIX в. пользовалась широким признанием в научных кругах Европы.

Большое количество опытов было поставлено им для изучения процесса транспирации. Он определил время, проходящее с момента всасывания воды корнями до ее испарения через листья, Гейлс вычислил скорость движения воды в растениях. Он определил также количество воды, испаряемой за день растением или отдельной веткой. Измерял интенсивность транспирации растении с листьями и без них, в различные часы дня и в разное время года, у листьев нежных и кожистых, у освещенных и затененных.

Гейлс определил примерную силу, с которой впитывают в себя воду разбухающие семена. Он объяснил биологическое значение разбухания, которым начинается процесс прорастания. Оно состоит в том, что возникающая благодаря ему механическая сила позволяет разорвать оболочку семян. Разбухание дает им также возможность преодолеть сопротивление частиц почвы, окружающей прорастающее семя.


Многое сделал Гейлс и для развития представлений о питании растений. Он первый высказал мысль о том, что большая часть растительных веществ происходит из воздуха, поскольку при их разложении выделяются газообразные вещества. Каким образом воздух перерабатывается в твердые растительные вещества, Гейлс не знал, но он был недалек от правильного решения вопроса, полагая, что одной из действительных субстанций питания растений является свет, проникающий в листья и способствующий осуществлению этого процесса. Гейлс пытался даже исследовать происходящий при этом обмен газов. Но поскольку химики еще не умели различать газы, входящие в состав воздуха, научное разрешение вопроса о воздушном питании растений было невозможно. Вероятно, по той же причине ценное наблюдение Шарля Бонне (1754), установившего выделение пузырьков газа растениями, погруженными в воду, на свету и прекращение этого процесса в темноте, осталось непонятным.

С именем Гейлса связана и первая попытка научного истолкования процесса корневого питания растений. Он обратил внимание на загадочное явление почвенного питания растений — на так называемую избирательную способность корней при усвоении ими из почвы минеральных веществ.


Опыт Стивена Гейлса с корнем дерева. 1727.

Почти в те же годы другой русский ученый, один из основоположников отечественной агрономии, А.Т. Болотов (1770, 1784), наметил основные принципы минеральной теории питания растений и подверг критике водную теорию. Ясно осознавая первостепенное значение почвенного питания растений, Болотов разработал приемы внесения удобрений в почву. При этом он, правда, был склонен золу и навоз считать равноценными по эффективности.

Правильное понимание роли минерального питания растений отличало также работы известного французского химика А. Лавуазье (1777). Он выступал против водной теории. Научно-экспериментальное доказательство правильности представлений о большой значимости минерального питания в жизни растений и выявление его закономерностей было осуществлено лишь спустя более четверти века женевским естествоиспытателем Н.Т. Соссюром (1804).

Со второй половины XVIII в. начала развиваться гумусовая теория питания растений. Сторонники этой теории считали, что основное значение для роста растений имеет почвенный перегной (гумус), а минеральные вещества почвы только косвенно влияют на интенсивность усвоения гумуса.

Первые экспериментаторы, исследовавшие значение воздуха и солнечного света в жизни растений, — англичанин Д. Пристли, голландский врач Я. Ингенхауз и женевский ботаник Ж. Сенебье — в своей деятельности были тесно связаны с химией.


Жан Сенебье. 1742–1809.

Зависимость поглощения растением углекислого газа и выделения кислорода от солнечного освещения для Пристли стала ясной лишь в 1781 г. после того, как Ингенхауз в 1779 г. вскрыл основное условие фотосинтеза — наличие света и зеленой окраски растений. А в 1782 г. последовало открытие Сенебье — участие в этом процессе углекислоты воздуха, что выдвинуло на очередь дня вопрос о воздушном углеродном питании растений. Таким образом, исследования Пристли, Ингенхауза и Сенебье дополняли друг друга, так как касались разных сторон фотосинтеза, без изучения совокупности которых невозможно было раскрыть его сущности. Положение о фотосинтезе как процессе воздушного питания растений под воздействием солнечных лучей, выдвинутое вскоре после выхода в свет работ Пристли, Ингенхауза и Сенебье, стало темой обсуждения широких научных кругов. Большинство английских ученых безоговорочно приняло это положение и даже склонно было считать воздух чуть ли не единственным источником питания растении. Напротив, Лавуазье, который в последние годы своей жизни заинтересовался этим вопросом, предлагал рассматривать воздушное питание растении в комплексе с минеральным. Тем не менее, некоторые ученые выступили против идеи воздушного питания растений вообще и, в частности, против опытов Сенебье по усвоению листьями растении углекислоты воздуха.

Развитие учения о поле и физиологии размножения растений.

Отдельные разрозненные сведения о наличии пола у некоторых растений имелись еще в глубокой древности; этими знаниями тогда пользовались при искусственном опылении финиковых пальм. Однако вплоть до второй половины XVII в. вопрос о поле у растений представлялся неясным.

Первые попытки доказать экспериментально наличие пола у растении относятся к 1678 г., когда смотритель Оксфордского ботанического сада Я. Бобарт показал на двудомном гвоздичном растении Lychnis необходимость пыльцы, производимой мужскими цветками, для образования семян в женских цветках.


Йозеф Готлиб Кельрейтер. 1733–1806.

В работах Кельрейтера содержались описания некоторых явлений, важных для понимания наследственности. Так, он констатировал особую мощность первого поколения гибридов, прибегал к тому типу скрещивания, который теперь называется анализирующим; заметил явления расщепления в потомстве гибридов и т. д. Кельрейтер (а до него Ф. Миллер и Добс) описал роль насекомых как опылителей, но он считал основной формой опыления самоопыление и не понимал роли перекрестного опыления.

Читайте также: