Лекция №1. БОТАНИКА КАК БИОЛОГИЧЕСКАЯ НАУКА. РАСТЕНИЕ - ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ

Ботаника - наука, изучающая классификацию, внешнее и внутреннее строение растений, взаимосвязь с усло­виями среды, осо­бенности процессов жизнедеятельности, распространение в природе, значение в природе и жизни челове­ка. Комплексное изучение растений обусловило необходимость выделения из ботаники нескольких фундаментальных дисциплин: морфологии растений, анатомии, физиологии, эмбриологии, систематики, географии и геоботаники, экологии растений, палеоботаники. Помимо них, более частных наук: ресурсоведения, палинологии, альгологии, бриологии и т.д. Как наука ботаника возник­ла под влиянием практических потребностей человека и развивалась одновре­менно с развитием человеческого общества. Первые научные сведения о рас­тениях находят в трудах греческих классиков IV-III веков до н.э. - Аристотеля и Теофраста, которого считают "отцом" ботаники, так как он впервые класси­фицировал растения на деревья, кустарники, полукустарники, травы (много-, дву-, однолетние). В I в. Плиний Старший в "Естественной истории" опи­сал около 1000 полезных растений. В дальнейшем развитие ботаники пред­ставлялось лишь как накопление описательных сведений о растениях, т.к. экс­периментальные методы исследования не развивались. С начала эпохи возро­ждения (XV в.) и до XVIII века наблюдалось интенсивное развитие ботанических исследо­ваний: возникли основные морфологические понятия, научная терминология, методы и принципы классификации растений и первые искусственные системы.

- Система К.Линнея (1707-1778) изложенная в трудах "Система природы", "Виды растений" (описал 1260 родов и 7540 видов).

- Естественная система А.Жюссье (середина 18 в.): с учетом развития и род­ства - 15 классов, 100 семейств, около 20 тыс. видов. Ввел понятие семейства.

- Система Ж.Б.Ламарка ("Философия ботаники", "Философия зоологии") - принцип градации, эволюция, отрицание реальности существования вида, це­лесообразность, внутреннее стремление организмов к прогрессу.

Этот период характеризуется господством метафизического мировоззре­ния. С первой половины XIX века - развитие опытного, естественнонаучного познания и накопления сведений, противоречащих представлениям о неиз­менности и постоянства видов: создание клеточной теории (1899 г.), биогенетического закона, работы Л.Пастера о невозможности самозарождения и др. явились научными предпосылками возникновения эволюционного учения Ч.Дарвина. В 1859 г. вышла книга "Происхождение видов путем естественно­го отбора".

Эволюционные идеи легли в основу исторического метода исследования в биологии. Возникли новые отрасли ботаники: филогенетическая систематика, эволюционная морфология, биогеография и палеонтология, а на рубеже XX века - генетика (после работ Г.Менделя, а позже Корренса, Чермака, де Фриза).

Современная отечественная ботаника развивалась на основе известных исследова­ниях, проведенных в России в 18-19 веках. Например, в результате экспеди­ций появились труды Крашенинникова С.П. "Описание Земли Кам­чатки" (1755 г.), Гмелина И.Г. «Флора Сибири» (1747-1759), Палласа П.С. «Флора России» (1784-1788). В 19 веке совершены крупные открытия в области ботани­ки: Ценковский Л.С. (1822-1887 гг.) и Воронин М.С. (1838-1903 гг.) заложили основы науки о водорослях и грибах. Виноградский С.И. (1856-1953 гг.) открыл хемосинтез у бактерий, Ивановский Д.И. (1864-1920 гг.) открыл и изучил вирусы, академик Навашин С.Г. (1898 г.) открыл двойное оплодотворе­ние у покрытосеменных, Вавилов Н.И., выдающийся селекционер, создал уче­ние о центрах происхождения культурных растений и географических законо­мерностях распределения их последовательных признаков. В результате орга­низованных им экспедиций создан ценный фонд мировых растительных ре­сурсов, хранящийся в ВИРе. Крупным исследователем флоры СССР является академик В.Л. Комаров, под руководством которого в 1934-1960 гг. создан коллективный труд "Флора СССР", 30-томник - незаменимое пособие совет­ских и зарубежных ботаников. В 60-х годах XX в. крупные систематические исследования проводились Б.М. Козо-Полянским, А.А. Гроссгеймом, А.Л. Тахтаджяном.

Современный период развития ботаники, связан с возникновением новых методов исследований: электронной микроскопии, метода меченых атомов, культуры клеток, тканей, органов и др. С их помощью возможно изучение ультратонкого строения клеток тканей, особенностей обмена веществ на раз­личных уровнях организации растительного организма.

Растение - живой организм.Каждый растительный организм - это открытая, саморегулирующаяся, само­воспроизводящаяся система, которой присущи потоки материи, энергии и ин­формации. Поток материи лежит в основе обмена веществ. Обмен веществ -совокупность реакций ассимиляции и диссимиляции, т.е. анаболизма и катабо­лизма. У растений выделяют обмен веществ (метаболизм) первичный (синтез и распад белков, углеводов, жиров, нуклеиновых кислот, аскорбиновой кисло­ты) и вторичный (образование, превращение органических соединений дру­гих классов - алкалоидов, гликозидов, дубильных веществ и др.) Поток энер­гии непрерывно связан с потоком материи и реализуется через синтез и распад АТФ, происходит соответственно при ассимиляции и диссимиляции. Орга­низм - это открытая система, т.к. не может существовать без притока энергии извне. Для большинства растений источником энергии является солнце, и эта энергия накапливается в виде химических связей в процессе фотосинтеза. Такие организмы называются автотрофными (фототрофными). В отличие от растений, животные, грибы, бактерии используют для жизнедея­тельности энергию, высвобождаемую при расщеплении поглощаемых ими ор­ганических веществ - гетеротрофы. Поток информации лежит в основе само­воспроизведения организмов и связан с функциями нуклеиновых кислот.

Растение как целостный организм имеет характерные уровни строения жи­вого: молекулярный, клеточный, тканевой, органный, онтогенетический, популяционный, видовой, биогеоценотический, биосферный.

Значение ботаники для фармации.1. Анатомия растений - основа микроскопического анализа ЛРС. 2. Морфология - основа макроскопического метода анализа ЛРС. 3. Физиология растений необходима для изучения метаболизма в растениях БАВ, особенностей их накопления. 4. Систематика растений необходима для распознавания их в природе. 5. Ботаническая география - основа рациональной заготовки лекарственных растений и их охраны. 6. Экология растений (фитоценология) - при введении растений в культуру или их ин­тродукции.

Заключение.Ботаника - биологическая наука, всесторонне изучающая растения, явля­ется необходимым предметом, дающим теоретические знания и практические навыки, необходимые в будущей работе провизора.