✖


Jump to content

История ботаники

Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.
Некоторые традиционные инструменты ботанической науки

История ботаники исследует усилия человека понять жизнь на Земле, прослеживая историческое развитие дисциплины ботаники — той части естествознания, которая занимается организмами, традиционно рассматриваемыми как растения.

Элементарная ботаническая наука началась с эмпирически обоснованных знаний о растениях, передаваемых из поколения в поколение в устных традициях палеолитических охотников-собирателей . Первые сочинения, демонстрирующие человеческое любопытство к самим растениям, а не к тому, как их можно использовать, появляются в Древней Греции и Древней Индии. учения Теофраста ученика Аристотеля в лицее в древних Афинах В Древней Греции отправной точкой западной ботаники считаются примерно в 350 г. до н.э. В древней Индии «Врикшаюрведа», приписываемая Парашаре , также считается одним из самых ранних текстов, описывающих различные отрасли ботаники. [1]

В Европе ботаническую науку вскоре отодвинула на второй план средневековая озабоченность лечебными свойствами растений, продолжавшаяся более 1000 лет. В это время медицинские произведения классической древности воспроизводились в рукописях и книгах, называемых травниками . В Китае и арабском мире греко-римские работы по лекарственным растениям сохранились и расширились.

В Европе эпоха Возрождения 14–17 вв. ознаменовала научное возрождение, в ходе которого ботаника постепенно вышла из естествознания как самостоятельная наука, отличная от медицины и сельского хозяйства. На смену травникам пришли флоры : книги, описывающие местные растения местных регионов. Изобретение микроскопа стимулировало изучение анатомии растений первые тщательно спланированные эксперименты по физиологии растений , и были проведены . С расширением торговли и исследований за пределами Европы многие обнаруженные новые растения подвергались все более строгому процессу наименования , описания и классификации .

Все более совершенные научные технологии способствовали развитию современных ботанических ответвлений в науках о растениях, начиная от прикладных областей экономической ботаники (особенно сельского хозяйства, садоводства и лесного хозяйства) и заканчивая детальным изучением структуры и функций растений и их взаимодействия с окружающая среда во многих масштабах: от крупномасштабного глобального значения растительности и растительных сообществ ( биогеография и экология ) до небольших предметов, таких как теория клеток , молекулярная биология растений и биохимия .

Введение [ править ]

Основная статья: Очерк ботаники

Ботаника ( греч. Βοτάνη — трава, корм; средневековый латинский botanicus — трава, растение) [2] и зоология исторически являются основными дисциплинами биологии , история которых тесно связана с естественными науками: химией , физикой и геологией . Можно провести различие между ботанической наукой в ​​чистом смысле, как изучением самих растений, и ботаникой как прикладной наукой, изучающей использование растений человеком. Раннее естествознание разделило чистую ботанику на три основных направления морфологии — классификацию , анатомию и физиологию , то есть внешнюю форму, внутреннюю структуру и функциональное функционирование. [3] Наиболее очевидными темами прикладной ботаники являются садоводство , лесное хозяйство и сельское хозяйство, хотя есть и многие другие, такие как наука о сорняках , патология растений , флористика , фармакогнозия , экономическая ботаника и этноботаника , которые выходят за рамки современных курсов ботаники. С момента зарождения ботанической науки масштабы этого предмета постепенно расширялись, поскольку технологии открыли новые методы и области исследований. Современная молекулярная систематика , например, включает в себя принципы и методы таксономии , молекулярной биологии , информатики и многого другого.

В ботанике существует ряд дисциплин, посвященных конкретным группам растений, каждая из которых имеет свой собственный спектр связанных исследований (анатомия, морфология и т. д.). Сюда включены: психология ( водоросли ), птеридология ( папоротники ), бриология ( мхи и печеночники ) и палеоботаника (ископаемые растения), а их история рассматривается в других источниках (см. врезку). К этому списку можно добавить микологию , науку о грибах , которые когда-то считались растениями, а теперь причисляются к уникальному царству.

Древние знания [ править ]

Основная статья: Неолитическая революция

Кочевые общества охотников-собирателей передавали в устной традиции то, что они знали (свои эмпирические наблюдения) о различных видах растений, которые они использовали в пищу, для укрытия, ядов, лекарств, для церемоний и ритуалов и т. д. Использование растений этими обществами Дописьменные общества влияли на то, как растения назывались и классифицировались — их использование было встроено в народную таксономию , то, как они были сгруппированы в соответствии с использованием в повседневном общении. [4] Образ жизни кочевников радикально изменился, когда оседлые общины были созданы примерно в двенадцати центрах по всему миру во время неолитической революции , которая длилась примерно от 10 000 до 2500 лет назад, в зависимости от региона. Вместе с этими сообществами пришло развитие технологий и навыков, необходимых для одомашнивания растений и животных, а появление письменного слова стало свидетельством передачи систематических знаний и культуры от одного поколения к другому. [5]

растений выбор Знания о растениях и

Дополнительная информация: Таксономия культурных растений и травы.
шумерского датируемый жнеца, Серп 3000 годом до нашей эры.

Во время неолитической революции знания о растениях расширились, прежде всего, за счет использования растений в пищу и в медицине. Все сегодняшние основные продукты питания были одомашнены в доисторические времена, поскольку процесс постепенного отбора более урожайных сортов происходил, возможно, неосознанно, в течение сотен и тысяч лет. Бобовые культуры выращивались на всех континентах, но большую часть обычного рациона питания составляли злаки: рис в Восточной Азии, пшеница и ячмень на Ближнем Востоке и кукуруза в Центральной и Южной Америке. Во времена греко-римской эпохи популярные сегодня пищевые растения, в том числе виноград , яблоки , инжир и оливки , в ранних рукописях упоминались как названные сорта. [6] Ботанический авторитет Уильям Стерн заметил, что « культурные растения являются самым важным и ценным наследием человечества с далекой древности ». [7]

Именно в эпоху неолита, примерно в 3000 году до нашей эры, мы видим первые известные изображения растений. [8] и прочитайте описания впечатляющих садов Египта. [9] Однако протоботаника, первое донаучное письменное упоминание о растениях, началась не с еды; оно родилось из медицинской литературы Египта , Китая , Месопотамии и Индии . [10] Историк-ботаник Алан Мортон отмечает, что сельское хозяйство было занятием бедных и необразованных, в то время как медицина была сферой социально влиятельных шаманов , жрецов , аптекарей , магов и врачей , которые с большей вероятностью записывали свои знания для потомков. [11]

Ранняя ботаника [ править ]

Древняя Индия [ править ]

Ранний пример древней индийской классификации растений можно найти в Ригведе , сборнике ведических санскритских гимнов, датируемых примерно 3700–3100 до н.э. гг . Растения делятся на вриска (деревья), осадхи (травы, полезные для человека) и вирудха (лианы) с дальнейшими подразделениями. Священный индуистский текст Атхарваведа делит растения на восемь классов: вишакха (раскидистые ветви), манджари (листья с длинными гроздьями). [ нужны разъяснения ] ), стамбини (кустистые растения), прастанавати (разрастающееся); экасринга (моноподиальные растения ), пратанавати (ползучие растения), амсумати (со многими стеблями) и кандини (растения с узловатыми соединениями). В «Тайттирия-самхите» царство растений подразделяется на врикша , вана и друма (деревья), вишакха (кустарники с раскидистыми ветвями), саса (травы), амсумали (раскидистое растение), вратати (вьющееся растение), стамбини (кустистое растение), пратанавати (ползучее растение). ), и аласала (расстилающаяся по земле). Другие примеры ранней индийской систематики включают Манусмрити , книгу законов индусов , которая классифицирует растения на восемь основных категорий. Сложные таксономии также встречаются в Чарака Самхите , Сушрута Самхите и Вайшешике . [12]

Классическая античность [ править ]

Классическая Греция [ править ]

« Афинская школа »
Фреска в Апостольском дворце , Рим, Ватикан , работа Рафаэля 1509–1510 гг.

Древние Афины VI века до нашей эры были оживленным торговым центром на слиянии египетской , месопотамской и минойской культур в разгар греческой колонизации Средиземноморья. Философская мысль этого периода свободно охватывала множество тем. Эмпедокл (490–430 до н. э.) предвосхитил дарвиновскую эволюционную теорию, грубо сформулировав идею изменчивости видов и естественного отбора . [13] Врач Гиппократ (460–370 гг. до н. э.) избегал преобладающих в то время суеверий и подходил к исцелению путем внимательного наблюдения и проверки опытом. В это время возник настоящий неантропоцентрический интерес к растениям. Основные работы, написанные о растениях, выходят за рамки описания их медицинского применения и охватывают темы географии, морфологии, физиологии, питания, роста и размножения растений. [14]

Теофраст и зарождение ботанической науки [ править ]

Основная статья: Теофраст
Статуя Теофраста 371–287 до н.э.
«Отец ботаники»
Ботанический сад Палермо

Выдающимся среди ученых, изучавших ботанику, был Теофраст из Эресса ( греч . Θεόφραστος ; ок. 371–287 до н.э.), которого часто называли «отцом ботаники». Он был учеником и близким другом Аристотеля (384–322 до н. э.) и сменил его на посту главы Лицея ( образовательного учреждения, подобного современному университету) в Афинах с его традицией странствующей философии. Специальный трактат Аристотеля о растениях — θεωρία περὶ φυτῶν — ныне утерян, хотя в других его сочинениях разбросано множество ботанических наблюдений (они были собраны Кристианом Виммером в Phytologiae Aristotelicae Fragmenta , 1836), но они мало что дают о его ботаническом мышлении. [15] Лицей гордился традицией систематического наблюдения причинно-следственных связей, критического эксперимента и рационального теоретизирования. Теофраст бросил вызов суеверной медицине, используемой врачами его времени, называемой ризотоми, а также контролю над медициной, осуществляемому жреческой властью и традицией. [16] Вместе с Аристотелем он обучал Александра Великого , военные завоевания которого осуществлялись с использованием всех научных ресурсов того времени; в Лицейском саду, вероятно, хранилось множество ботанических трофеев, собранных во время его кампаний, а также других исследований в далеких странах. [17] Именно в этом саду он получил большую часть своих знаний о растениях. [18]

Исследование и растений причин возникновения растений
Фронтиспис иллюстрированного издания Historia Plantarum 1644 года.
Дикая спаржа ( Asparagus aphyllus ), произрастающая в Леванте.

Основными ботаническими работами Теофраста были «Исследование растений» ( Historia Plantarum ) и «Причины возникновения растений» ( Causae Plantarum ), которые представляли собой конспекты его лекций для лицея. [19] Первое предложение «Расследования» читается как ботанический манифест :

Мы должны рассмотреть особенности и общую природу растений с точки зрения их морфологии, поведения во внешних условиях, способа зарождения и всего хода их жизни.

- Теофраст, Исследование растений.

Исследование представляет собой 9 книг «прикладной» ботаники , посвященных формам и классификации растений и экономической ботанике , изучающих методы сельского хозяйства (связь сельскохозяйственных культур с почвой, климатом, водой и средой обитания) и садоводства . Он подробно описал около 500 растений, часто включая описания среды обитания и географического распространения, а также выделил некоторые группы растений, которые можно признать современными семействами растений. Некоторые названия, которые он использовал, такие как Crataegus , Daucus и Asparagus, сохранились до наших дней. Его вторая книга «Причины растений» посвящена росту и размножению растений (сродни современной физиологии). [20] Как и Аристотель, он сгруппировал растения в «деревья», «кустарники», «кустарники» и «травы», но он также сделал несколько других важных ботанических различий и наблюдений. Он отметил, что растения могут быть однолетними , многолетними и двулетними , они также были однодольными или двудольными , а также заметил разницу между детерминантным и недетерминантным ростом и деталями цветочной структуры, включая степень слияния лепестков, положение завязи и многое другое. . [21] [22] Эти конспекты лекций Теофраста представляют собой первое четкое изложение основ анатомии, физиологии, морфологии и экологии растений, представленное таким образом, которого не будет повторяться еще восемнадцать столетий. [23]

Педаний Диоскорид [ править ]

Диоскорид и Эврезис

Полный синтез древнегреческой фармакологии был составлен в De Materia Medica ок. 60 г. н.э. Педаниус Диоскорид (ок. 40–90 гг. н.э.), греческий врач римской армии. Эта работа оказалась исчерпывающим текстом о лекарственных травах, как восточных, так и западных, на протяжении полутора тысяч лет, вплоть до рассвета европейского Возрождения, и на протяжении всего этого периода его рабски копировали снова и снова. [24] Несмотря на богатую медицинскую информацию с описаниями около 600 лекарственных трав, ботаническое содержание работы было крайне ограничено. [25]

Древний Рим [ править ]

Основная статья: римское сельское хозяйство
Галло-римский комбайн. Рельеф из Трира

Римляне мало внесли вклад в основы ботанической науки, заложенные древними греками, но внесли весомый вклад в наши знания о прикладной ботанике как о сельском хозяйстве. В работах под названием De Re Rustica четыре римских писателя внесли свой вклад в сборник Scriptores Rei Rusticae , издаваемый начиная с эпохи Возрождения, в котором излагались принципы и практика сельского хозяйства. Этими авторами были Катон (234–149 до н. э.), Варрон (116–27 до н. э.) и, в частности, Колумелла (4–70 н. э.) и Палладий (4 век н. э.). [26]

Плиний Старший [ править ]

Римский энциклопедист Плиний Старший (23–79 гг. н. э.) рассматривает растения в книгах с 12 по 26 своего 37-томного весьма влиятельного труда Naturalis Historia , в котором он часто цитирует Теофраста, но ему не хватает ботанических знаний, хотя он, тем не менее, рисует различие между настоящей ботаникой, с одной стороны, и земледелием и медициной, с другой. [27] Подсчитано, что во времена Римской империи на Западе было зарегистрировано от 1300 до 1400 растений. [28]

Древний Китай [ править ]

В древнем Китае списки различных растений и травяных отваров для фармацевтических целей датируются, по крайней мере, временем Воюющих царств (481–221 гг. До н.э.). Многие китайские писатели на протяжении веков внесли свой вклад в письменное знание фитофармацевтики. Китайский словарь-энциклопедия Эрх Я , вероятно, датируется примерно 300 годом до нашей эры и описывает около 334 растений, отнесенных к деревьям и кустарникам, каждое из которых имеет общее название и иллюстрацию. Династия Хань (202 г. до н. э. — 220 г. н. э.) включает в себя известные работы Хуанди Нэйцзин и известного фармаколога Чжан Чжунцзин .

знания Средневековые ​ ​

Лекарственные растения раннего средневековья [ править ]

Дополнительная информация: Травничество и византийская медицина.
Арабская , копия Авиценны » «Канона медицины датированная 1593 годом.

В Западной Европе после Теофраста ботаника пережила мрачный период в 1800 лет, когда прогресс был незначительным и, действительно, многие из ранних идей были утеряны. Когда Европа вступила в средние века (5-15 века), Китай, Индия и арабский мир пережили золотой век.

Средневековый Китай [ править ]

Дополнительная информация: Традиционная китайская медицина.

Китайская философия шла по тому же пути, что и древние греки. Между 100 и 1700 годами нашей эры было выпущено множество новых работ по фармацевтической ботанике. Ученые и государственные деятели XI века Су Сун и Шэнь Го составили научные трактаты по естествознанию, уделяя особое внимание фитотерапии. [29] Среди работ по фармацевтической ботанике были энциклопедические отчеты и трактаты, составленные для китайского императорского двора. Они были свободны от суеверий и мифов и имели тщательно изученные описания и номенклатуру; они включали информацию о выращивании и заметки об экономическом и медицинском использовании — и даже подробные монографии о декоративных растениях. Но не было ни экспериментального метода, ни анализа половой системы, питания и анатомии растений. [30]

Средневековая Индия [ править ]

В Индии простые системы классификации искусственных растений Ригведы , Атхарваведы и Тайттирия Самхиты стали более ботаническими благодаря работам Парашары (ок. 400 – ок. 500 г. н.э.), автора Вриксаюрведы (науки о жизни деревьев). [ сомнительно – обсудить ] Он внимательно наблюдал за клетками и листьями и разделил растения на Двиматрку ( Двудольные ) и Экаматрку ( Однодольные ). Двудольные были далее классифицированы на группы (ганы), родственные современным цветочным семействам: Самигания ( Fabaceae ), Пупликагалия ( Rutaceae ), Свастикагания ( Curciferae ), Трипуспагания ( Curbitaceae ), Малликагания ( Apocynaceae ) и Куркапуспагания ( Asteraceae ). [31] [32] Важные средневековые индийские работы по физиологии растений включают « Притхвинирапарям» , Удаяны « Ньяявиндутика» Дхармоттары, «Саддаршана-самуччая» Гунаратны и «Упаскара » Шанкарамишры.

век ислама Золотой ​

Дополнительная информация: Медицина в средневековом исламском мире.
Врач готовит эликсир из арабской версии De Materia Medica Диоскорида.

400-летний период с 9 по 13 века нашей эры был исламским Возрождением , временем процветания исламской культуры и науки. Греко-римские тексты сохранялись, копировались и расширялись, хотя новые тексты всегда подчеркивали лечебные свойства растений. Курдский биолог Абу Ханифа Ахмад ибн Дауд Динавари (828–896 гг. Н.э.) известен как основатель арабской ботаники; его «Китаб ан-набат» («Книга растений») описывает 637 видов, обсуждая развитие растений от прорастания до старения, включая детали цветов и фруктов. [33] Философ Ибн мутазилит и врач- Сина ( Авиценна ) (ок. 980–1037 гг. н.э.) был еще одной влиятельной фигурой, его «Канон медицины» стал вехой в истории медицины, ценившейся до эпохи Просвещения . [34]

Шелковый путь [ править ]

После падения Константинополя (1453 г.) недавно расширившаяся Османская империя приветствовала европейские посольства в своей столице, которая, в свою очередь, стала источником растений из тех регионов на востоке, которые торговали с империей. попало в двадцать раз больше растений В следующем столетии в Европу по Шелковому пути , чем было перевезено за предыдущие две тысячи лет, главным образом в виде луковиц. Другие были приобретены в первую очередь из-за их предполагаемой медицинской ценности. Первоначально от этих новых знаний выиграла Италия, особенно Венеция , которая активно торговала с Востоком. Оттуда эти новые растения быстро распространились по остальной части Западной Европы. [35] К середине шестнадцатого века уже шла процветающая экспортная торговля различными луковицами из Турции в Европу. [36]

Эпоха трав [ править ]

Основная статья: Травяной
Диоскорида, De Materia Medica , Византия , 15 век.

В европейское средневековье XV и XVI веков жизнь европейских граждан была основана на сельском хозяйстве, но когда пришло книгопечатание с подвижным шрифтом и гравюрами на дереве , публиковались не трактаты по сельскому хозяйству, а списки лекарственных растений с описаниями. своих свойств или «добродетелей». Эти первые книги о растениях, известные как «Травники», показали, что ботаника все еще была частью медицины, как и на протяжении большей части древней истории. [34] Авторы травников часто были хранителями университетских садов. [37] и большинство травников были производными компиляциями классических текстов, особенно De Materia Medica .

Европейская белая кувшинка Nymphaea alba из Herbarium Vivae Eicones.

Авторы старейших травников XVI века Брунфельс, Фукс, Бок, Маттиоли и другие рассматривали растения главным образом как носители лечебных свойств. ... Их главной целью было обнаружить растения, использовавшиеся врачами древности, знания о которых были утеряны в более поздние времена. Испорченные тексты Теофраста, Диоскорида, Плиния и Галена были во многих отношениях улучшены и проиллюстрированы... итальянскими комментаторами XV и... начала XVI века; но было одно несовершенство, которого не могла устранить никакая критика, — крайне неудовлетворительные описания старых авторов или полное отсутствие описаний. [38]

Более того, сначала предполагалось, что растения, описанные греческими врачами, должны расти в диком виде также и в Германии, и вообще в остальной Европе; каждый автор отождествлял разные местные растения с теми, которые упоминались Диоскоридом, Теофрастом или другими, и таким образом [в] 16 веке возникла путаница в номенклатуре. [38]

Однако необходимость в точных и подробных описаниях растений означала, что некоторые травы носили скорее ботанический, чем лечебный характер.

Два лаванды вида Иеронима Бока . Гравюра на дереве из «Кройттербуха» (2-е изд.), 1546 г.

Большой прогресс был достигнут первыми немецкими составителями трав, которые обратились непосредственно к природе, описали дикие растения, растущие вокруг них, и тщательно вырезали их фигуры из дерева. Так было положено первое начало действительно научному изучению растений, хотя преследуемые цели еще не были истинно научными, ибо не было предложено никаких вопросов о природе растений, их организации или взаимных отношениях; единственным предметом интереса было знание отдельных форм и их лечебных свойств. [39]

- Юлиус фон Сакс, История ботаники.

(1530) немецкого Отто Брунфельса (1464–1534 Книга Herbarum Vivae Icones ) содержала описания около 47 новых для науки видов в сочетании с точными иллюстрациями. его соотечественника Иеронима Бока (1498–1554) Кройтербух в 1539 году описал растения, которые он нашел в близлежащих лесах и полях, и они были проиллюстрированы в издании 1546 года. [40] Однако именно Валериус Корд (1515–1544) был пионером в формальном ботаническом описании, в котором подробно описывались как цветы, так и плоды, а также некоторые анатомические особенности, включая количество камер в завязи и тип семязачатка плацентации . Он также проводил наблюдения за пыльцой и различал типы соцветий . [40] Его пятитомная Historia Plantarum была опубликована примерно через 18 лет после его ранней смерти в возрасте 29 лет в 1561–1563 годах. В Англии Уильям Тернер (1515–1568) в своей книге Libellus De Re Herbaria Novus (1538) опубликовал названия, описания и места обитания многих местных британских растений. [41] а в Голландии Ремберт Додоенс (1517–1585) в Stirpium Historiae (1583) включил описания многих новых видов из Нидерландов в научной форме. [42]

Травы внесли свой вклад в ботанику, положив начало науке об описании, классификации и ботанических иллюстрациях растений. Вплоть до 17 века ботаника и медицина были одним и тем же, но в тех книгах, в которых особое внимание уделялось медицинским аспектам, в конечном итоге опущены знания о растениях, и они стали современными фармакопеями; те, в которых не использовалось лекарство, стали более ботаническими и превратились в современные сборники описаний растений, которые мы называем Флорами . Они часто подтверждались образцами, хранившимися в гербарии , который представлял собой коллекцию засушенных растений, подтверждавшую описания растений, данные во «Флорах». Переход от трав к флоре ознаменовал окончательное отделение ботаники от медицины. [43]

Возрождение и эпоха Просвещения (1550–1800 . гг )

Портрет ученого 1647 года, держащего книгу схем растений.

Возрождение образования в эпоху европейского Возрождения возобновило интерес к растениям. Церковь, феодальная аристократия и все более влиятельный торговый класс, поддерживавший науку и искусство, теперь столкнулись в мире растущей торговли. Морские исследовательские путешествия вернули ботанические сокровища в большие государственные, частные и недавно созданные ботанические сады и познакомили жаждущее население с новыми сельскохозяйственными культурами, лекарствами и специями из Азии, Ост-Индии и Нового Света .

Увеличилось количество научных публикаций. В Англии, например, научному общению и деятельности способствовали такие научные общества, как Королевское общество (основанное в 1660 году) и Линнеевское общество (основанное в 1788 году): существовала также поддержка и деятельность ботанических учреждений, таких как Сад дю Руа в Париже. , Физический сад Челси , Королевский ботанический сад Кью , Оксфордский и Кембриджский ботанические сады , а также влияние известных частных садов и богатых предприимчивых питомниководов. [44] К началу 17 века число описанных в Европе растений возросло примерно до 6000. [45] XVIII века Ценности разума и науки эпохи Просвещения в сочетании с новыми путешествиями в далекие страны положили начало новому этапу энциклопедической идентификации растений, номенклатуры, описания и иллюстрации, «цветочной живописи», возможно, лучшей в этот период истории. [46] [47] Трофеи растений из далеких стран украшали сады влиятельных и богатых людей Европы в период увлечения естествознанием, особенно ботаникой (занятие, которое иногда называют «ботанофилией»), которое вряд ли когда-либо повторится. [48] Зачастую такие новые импортированные экзотические растения (в основном из Турции), когда они впервые появлялись в печати на английском языке, не имели общепринятых названий на языке. [47]

В XVIII веке ботаника была одной из немногих наук, которые считались подходящими для благородных образованных женщин. Примерно в 1760 году, с популяризацией системы Линнея, ботаника стала гораздо более распространенной среди образованных женщин, которые рисовали растения, посещали занятия по классификации растений и собирали образцы гербария, хотя упор делался на целебные свойства растений, а не на размножение растений, имевшее подтекст сексуальность. Женщины начали публиковать публикации на ботанические темы, и появились детские книги по ботанике таких авторов, как Шарлотта Тернер Смит . Власти культуры утверждали, что образование посредством ботаники создало культурно и научно осведомленных граждан, что является частью стремления к «улучшению», которое характеризовало эпоху Просвещения. Однако в начале 19 века, когда ботаника была признана официальной наукой, женщины снова были исключены из этой дисциплины. [49] Однако по сравнению с другими науками в ботанике число женщин-исследователей, коллекционеров или иллюстраторов всегда было удивительно высоким. [50]

Ботанические сады и гербарии [ править ]

Дополнительная информация: Ботанический сад , Список ботанических садов и Гербарий.
Гравюра XVI века с изображением Ботанического сада Падуи ( Сада простых людей ) — старейшего академического ботанического сада, который до сих пор находится на своем первоначальном месте.
Подготовка гербарного образца

Общественные и частные сады всегда были тесно связаны с историческим развитием ботанической науки. [51] Ранние ботанические сады были физическими садами, хранилищами лекарственных растений, описанных в травниках. Поскольку они обычно были связаны с университетами или другими академическими учреждениями, растения также использовались для изучения. Директорами этих садов были выдающиеся врачи, выполнявшие просветительскую роль в качестве «научных садовников», и именно сотрудники этих учреждений производили многие из опубликованных трав.

Ботанические сады современной традиции были созданы на севере Италии, первый из которых находился в Пизе (1544 г.), основанный Лукой Гини (1490–1556 гг.). Хотя это часть медицинского факультета, первая кафедра Материи медики , по сути, кафедры ботаники, была открыта в Падуе в 1533 году. Затем в 1534 году Гини стал читателем Материи медики в Болонском университете, где Улиссе Альдрованди основал аналогичный сад в 1568 году. (см. ниже). [52] Коллекции прессованных и высушенных образцов назывались hortus siccus (сад сухих растений), и первое накопление растений таким способом (в том числе с использованием пресса для растений) приписывают Гини. [53] [54] В зданиях, называемых гербариями, эти образцы размещались на карточках с описательными надписями. Хранимые в шкафах в систематическом порядке, они могут храниться вечно и легко передаваться или обмениваться с другими учреждениями - таксономическая процедура, которая используется до сих пор.

К 18 веку физические сады были преобразованы в «орденские грядки», демонстрирующие системы классификации, разработанные ботаниками того времени, но им также приходилось приспосабливаться к притоку любопытных, красивых и новых растений, привозившихся из путешествий. исследований, которые были связаны с европейской колониальной экспансией.

От трав к флоре [ править ]

Основная статья: Флора

Системы классификации растений 17 и 18 веков теперь связывали растения друг с другом, а не с человеком, что ознаменовало возврат к неантропоцентрической ботанической науке, продвигаемой Теофрастом более 1500 лет назад. В Англии различные травы на латыни или английском языке представляли собой в основном компиляции и переводы произведений континентальной Европы, имеющие ограниченное отношение к Британским островам. Сюда входит довольно ненадежная работа Жерара (1597 г.). [55] Первой систематической попыткой собрать информацию о британских растениях была попытка Томаса Джонсона (1629 г.). [56] [57] который позже выпустил собственную редакцию работы Жерара (1633–1636). [58]

Однако Джонсон был не первым аптекарем или врачом, организовавшим ботанические экспедиции для систематизации местной флоры. В Италии Улиссе Альдрованди (1522–1605) организовал в 1557 году экспедицию к Сивиллинским горам в Умбрии и составил местную флору . Затем он начал распространять свои открытия среди других европейских ученых, сформировав раннюю сеть обмена знаниями « molti amici in molti luoghi » (много друзей во многих местах). [59] [60] в том числе Шарль де л'Эклюз ( Клюзиус ) (1526–1609) в Монпелье и Жан де Брансьон в Малине . Вместе они начали разрабатывать латинские названия растений в дополнение к их общим названиям. [61] Обмен информацией и образцами между учеными часто был связан с основанием ботанических садов (вверху), и с этой целью Альдрованди основал один из первых в своем университете в Болонье , Orto Botanico di Bologna , в 1568 году. [52]

Во Франции Клузиус путешествовал по большей части Западной Европы , совершая по пути открытия в растительном мире. Он составил «Флору Испании» (1576 г.), Австрии и Венгрии (1583 г.). Он первым предложил разделить растения на классы. [62] [63] Тем временем в Швейцарии с 1554 года Конрад Гесснер (1516–1565) совершал регулярные исследования Швейцарских Альп из родного Цюриха и открыл множество новых растений. Он предположил, что существуют группы или роды растений. Он сказал, что каждый род состоит из многих видов и что они характеризуются схожими цветами и плодами. Этот принцип организации заложил основу для будущих ботаников. он написал свою важную «Историю растений» Незадолго до смерти . В Малине, во Фландрии, он основал и поддерживал ботанический сад Жана де Брансьона с 1568 по 1573 год и впервые встретил тюльпаны . [64] [65]

Этот подход в сочетании с новой системой биномиальной номенклатуры Линнея привел к созданию энциклопедий растений без медицинской информации под названием «Флоры» , в которых тщательно описывались и иллюстрировались растения, произрастающие в определенных регионах. [66] 17 век также ознаменовал начало экспериментальной ботаники и применения строгих научных методов, а усовершенствования микроскопа положили начало новой дисциплине анатомии растений, основы которой были заложены тщательными наблюдениями англичанина Неемии Грю. [67] и итальянца Марчелло Мальпиги , просуществовало 150 лет. [68]

Ботанические исследования [ править ]

Основная статья: География растений

Европейским колониальным державам открывалось все больше новых земель, а ботанические богатства возвращались европейским ботаникам для описания. Это была романтическая эпоха исследователей-ботаников, бесстрашных охотников за растениями и садовников-ботаников. Значительные ботанические коллекции поступили из: Вест-Индии ( Ганс Слоан (1660–1753)); Китай (Джеймс Каннингем); острова специй Ост-Индии (Молуккские острова, Джордж Румфиус (1627–1702)); Китай и Мозамбик ( Жуан де Лоурейру (1717–1791)); Западная Африка ( Мишель Адансон (1727–1806)), разработавший собственную классификационную схему и выдвинувший грубую теорию изменчивости видов; Канада, Гебриды, Исландия, Новая Зеландия, автор - капитана Джеймса Кука главный ботаник Джозеф Бэнкс (1743–1820). [69]

и морфология Классификация ​

Дополнительная информация: Список систем систематики растений , Таксономия растений и История систематики растений.
Портрет Карла Линнея работы Александра Рослина , 1775 год.

К середине XVIII века ботаническая добыча, полученная в эпоху исследований, накапливалась в садах и гербариях, и ее необходимо было систематически каталогизировать. Это была задача систематиков, классификаторов растений.

Классификации растений со временем изменились: от «искусственных» систем, основанных на общем привычке и форме, до доэволюционных «естественных» систем, выражающих сходство с использованием одного или многих признаков, что привело к постэволюционным «естественным» системам, которые используют признаки для вывода об эволюционных отношениях. . [70]

Итальянский врач Андреа Цезальпино (1519–1603) изучал медицину и преподавал ботанику в Пизанском университете около 40 лет, в конечном итоге став директором Пизанского ботанического сада с 1554 по 1558 год. В его шестнадцатитоме « Де Плантис» (1583) описано 1500 растений и его гербарий из 260 страниц и 768 установленных экземпляров сохранился до сих пор. Цезальпино предложил классы, основанные в основном на детальном строении цветов и фруктов; [63] он также применил понятие рода. [71] Он был первым, кто попытался вывести принципы естественной классификации, отражающие общее сходство между растениями, и разработал схему классификации, намного опередившую свое время. [72] Гаспар Бауэн (1560–1624) выпустил две влиятельные публикации Prodromus Theatrici Botanici (1620) и Pinax (1623). Они внесли порядок в 6000 ныне описанных видов, и в последнем он использовал биномы и синонимы, которые вполне могли повлиять на мышление Линнея. Он также настаивал на том, что таксономия должна основываться на естественном сходстве. [73]

Титульный лист книги «Species Plantarum» , опубликованной в 1753 году. Карла Линнея

Чтобы повысить точность описания и классификации, Иоахим Юнг (1587–1657) составил столь необходимую ботаническую терминологию, выдержавшую испытание временем. Английский ботаник Джон Рэй (1623–1705) на основе работ Юнга разработал наиболее сложную и проницательную классификационную систему того времени. [74] Его наблюдения начались с местных растений Кембриджа, где он жил, с Catalogus Stirpium около Cantabrigiam Nascentium (1860), который позже расширился до его Synopsis Methodica Stirpium Britannicarum , по сути, первой британской флоры. Хотя его «История растений» (1682, 1688, 1704) стала шагом к мировой Флоре, поскольку он включал все больше и больше растений из своих путешествий сначала по континенту, а затем и за его пределами. Он расширил естественную систему Цезальпино, добавив более точное определение более высоких уровней классификации, выведя при этом множество современных семейств, и утверждал, что все части растений важны для классификации. Он признал, что изменчивость возникает как из-за внутренних (генотипических), так и из-за внешних (фенотипических) причин окружающей среды и что только первые имеют таксономическое значение. Он также был одним из первых физиологов-экспериментаторов. Historia Plantarum можно рассматривать как первый ботанический синтез и учебник современной ботаники. По словам историка-ботаника Алана Мортона, Рэй «оказывал влияние как на теорию, так и на практику ботаники более решительно, чем любой другой человек во второй половине семнадцатого века». [75] Семейная система Рэя была позже расширена Пьером Маньолем (1638–1715) и Жозефом де Турнефором (1656–1708), учеником Маньоля, получившим известность благодаря своим ботаническим экспедициям, акценту на цветочных признаках в классификации и возрождению идеи Род как основная единица классификации. [76]

Прежде всего, швед Карл Линней (1707–1778) облегчил задачу каталогизации растений. Он принял половую систему классификации, используя тычинки и пестики в качестве важных признаков. Среди его наиболее важных публикаций были Systema Naturae (1735 г.), Genera Plantarum (1737 г.) и Philosophia Botanica (1751 г.), но именно в своей книге « Виды Plantarum» (1753 г.) он дал каждому виду бином, тем самым проложив путь для будущего принятого метода. обозначения названий всех организмов. Линнеевская мысль и книги доминировали в мире таксономии почти столетие. [77] Его сексуальная система была позже разработана Бернаром де Жюссье (1699–1777), чей племянник Антуан-Лоран де Жюссье (1748–1836) снова расширил ее, включив около 100 орденов (современных семей). [78] Француз Мишель Адансон (1727–1806) в своей книге «Familles des Plantes» (1763, 1764), помимо расширения нынешней системы фамилий, подчеркивал, что естественная классификация должна быть основана на учете всех признаков, даже если позже они могут быть уделено различное внимание в зависимости от их диагностической ценности для конкретной группы растений. Методу Адансона, по сути, следуют и по сей день. [79]

Таксономия растений XVIII века завещала XIX веку точную биномиальную номенклатуру и ботаническую терминологию, систему классификации, основанную на природном родстве, а также четкое представление о рангах семейства, рода и вида, хотя таксоны, которые следует поместить в эти ряды, остаются , как всегда, предмет таксономических исследований.

Анатомия [ править ]

Дополнительная информация: микроскопия и анатомия растений.
Роберта Гука Микроскоп , который он описал в «Микрографии» 1665 года : он придумал биологическое использование термина «клетка».

В первой половине XVIII века ботаника начала выходить за рамки описательной науки и переходить к экспериментальной науке. Хотя микроскоп был изобретен в 1590 году, только в конце 17 века шлифовка линз обеспечила разрешение, необходимое для совершения крупных открытий. Энтони ван Левенгук — яркий пример одного из первых шлифовщиков линз, который достиг замечательного разрешения с помощью своих однолинзовых микроскопов. Важные общебиологические наблюдения были сделаны Робертом Гуком (1635–1703), но основы анатомии растений были заложены итальянцем Марчелло Мальпиги (1628–1694) из Болонского университета в его «Anatome Plantarum» (1675) и англичанином Королевского общества Неемией Грю ( 1628–1711) в его «Начавшейся анатомии растений» (1671) и «Анатомии растений» (1682). Эти ботаники исследовали то, что сейчас называется анатомией и морфологией развития, тщательно наблюдая, описывая и рисуя переход от семени к зрелому растению, записывая формирование стебля и древесины. Эта работа включала открытие и наименование паренхима и устьица . [80]

Физиология [ править ]

Основная статья: Физиология растений

В физиологии растений исследовательский интерес был сосредоточен на движении соков и всасывании веществ через корни. Ян Гельмонт (1577–1644) путем экспериментальных наблюдений и расчетов отметил, что увеличение веса растущего растения не может быть вызвано исключительно почвой, и пришел к выводу, что это должно быть связано с поглощением воды. [81] Англичанин Стивен Хейлз [82] (1677–1761) количественным экспериментом установил, что происходит поглощение воды растениями и потеря воды за счет транспирации и что на это влияют условия окружающей среды: он различал «корневое давление», «всасывание листьев» и «напитывание», а также отметили, что основное направление сокодвижения в древесной ткани — вверх. Его результаты были опубликованы в «Овощной статике» (1727 г.). Он также отмечал, что «воздух составляет весьма значительную часть вещества овощей». [83] Английский химик Джозеф Пристли (1733–1804) известен своим открытием кислорода (как его теперь называют) и его производства растениями. Позднее Ян Ингенхауз (1730–1799) заметил, что только при солнечном свете зеленые части растений поглощают воздух и выделяют кислород, причем при ярком солнечном свете это происходит быстрее, тогда как ночью воздух (СО 2 ) выделяется из всех частей. Его результаты были опубликованы в книге «Опыты с овощами» (1779 г.), что заложило основу для исследований фиксации углерода в 20 веке. На основе своих наблюдений он нарисовал круговорот углерода в природе, хотя состав углекислого газа еще не был выяснен. [84] Исследования в области питания растений также продвинулись вперед. В 1804 году Николя-Теодор де Соссюр (1767–1845) «Recherches Chimiques sur la Végétation» представлял собой образцовое исследование научной точности, которое продемонстрировало сходство дыхания как у растений, так и у животных, что фиксация углекислого газа включает воду и что даже незначительное количество солей и питательных веществ (которые он детально проанализировал в химическом отношении из растительной золы) оказывают мощное влияние на рост растений. [85]

растений Сексуальность ​ ​

Дополнительная информация: Сексуальность растений и чередование поколений.
Схема, показывающая половые части зрелого цветка.

(1665–1721) был Рудольф Камерариус первым, кто экспериментально окончательно установил сексуальность растений. В письме своему коллеге, датированном 1694 годом и озаглавленном De Sexu Plantarum Epistola , он заявил, что «ни одна семяпочка растения никогда не сможет развиться в семена из женского столбика и завязи без предварительной подготовки пыльцы из тычинок, мужских половых органов». завода». [86]

Некоторое время спустя немецкий академик и историк природы Йозеф Кёльройтер (1733–1806) расширил эту работу, отметив функцию нектара в привлечении опылителей и роль ветра и насекомых в опылении. Он также создал целенаправленные гибриды, наблюдал микроскопическую структуру пыльцевых зерен и то, как перенос вещества из пыльцы в завязь вызывает образование зародыша. [87]

Жизненный цикл покрытосеменных (цветковых растений), показывающий чередование поколений

Через сто лет после Камерариуса, в 1793 году, Кристиан Шпренгель (1750–1816) расширил понимание цветов, описав роль проводников нектара в опылении, адаптивные цветочные механизмы, используемые для опыления, а также распространенность перекрестного опыления, хотя мужские и женская части обычно находятся вместе на одном цветке. [88]

Многое удалось узнать о сексуальности растений, разгадав репродуктивные механизмы мхов, печеночников и водорослей. В своей работе Vergleichende Untersuruchungen 1851 года Вильгельм Хофмейстер (1824–1877), начиная с папоротников и мохообразных, продемонстрировал, что процесс полового размножения у растений влечет за собой «чередование поколений» между спорофитами и гаметофитами . [89] Это положило начало новой области сравнительной морфологии , которая, в основном благодаря совместным работам Уильяма Фарлоу (1844–1919), Натаниэля Прингсхайма (1823–1894), Фредерика Бауэра , Эдуарда Страсбургера и других, установила, что «чередование поколений» происходит на протяжении всей жизни. Царство растений. [90]

девятнадцатого века Основы современной ботаники

Примерно в середине XIX века научная коммуникация изменилась. До этого времени обмен идеями в основном осуществлялся путем чтения работ авторитетных личностей, доминировавших в своей области: зачастую это были богатые и влиятельные «господа ученые». Теперь об исследованиях сообщалось путем публикации «статей», исходящих от исследовательских «школ», которые способствовали сомнению общепринятых представлений. Этот процесс начался в конце XVIII века, когда начали появляться специализированные журналы. [91] Тем не менее, ботаника получила большой стимул от появления первого «современного» учебника, » Маттиаса Шлейдена (1804–1881) «Grundzüge der Wissenschaftlichen Botanik , опубликованного на английском языке в 1849 году под названием « Принципы научной ботаники» . [92] К 1850 году активная органическая химия раскрыла структуру многих компонентов растений. [93] Хотя великая эпоха классификации растений уже прошла, работа по описанию продолжалась. Огюстен де Кандоль (1778–1841) сменил Антуана-Лорана де Жюссье в руководстве ботаническим проектом Prodromus Systematis Naturalis Regni Vegetabilis (1824–1841), в котором участвовали 35 авторов: он содержал все известные в его время двудольные растения, около 58 000 видов в 161 семействе. и он удвоил число признанных семейств растений, работу завершил его сын Альфонс (1806–1893) в период с 1841 по 1873 год. [94]

География и экология растений [ править ]

Дополнительная информация: Экология и растительное сообщество.
Александр фон Гумбольдт 1769–1859, картина Йозефа Штилера в 1843 году.

Начало XIX века ознаменовалось ростом интереса к связи климата и распространения растений. Карл Вильденов (1765–1812) исследовал связь между распространением и распределением семян, природой растительных ассоциаций и влиянием геологической истории. Он заметил сходство между флорами Северной Америки и Северной Азии, Кейптауна и Австралии и исследовал идеи « центра разнообразия » и « центра происхождения ». Немец Александр фон Гумбольдт (1769–1859) и француз Эм Бонплан (1773–1858) опубликовали о своих путешествиях массивный и очень влиятельный 30-томный труд; Роберт Браун (1773–1852) отметил сходство флор Южной Африки, Австралии и Индии, а Иоаким Шоу (1789–1852) глубже, чем кто-либо другой, исследовал влияние на распределение растений температуры, почвенных факторов, особенно почвенной воды, и свет - работу, которую продолжил Альфонс де Кандоль (1806–1893). [95] Джозеф Хукер (1817–1911) раздвинул границы флористических исследований своими работами над Антарктидой, Индией и Ближним Востоком, уделяя особое внимание эндемизму . Август Гризебах (1814–1879) в книге «Растительность дер Эрде» (1872) исследовал физиогномику в связи с климатом, а пионером географических исследований в Америке стал Аса Грей (1810–1888). [96]

Физиологическая география растений, или экология , возникла из флористической биогеографии в конце 19 века, когда влияние окружающей среды на растения получило большее признание. Ранние работы в этой области были обобщены датским профессором Евгением Вармингом (1841–1924) в его книге «Plantesamfund» («Экология растений», обычно воспринимаемой как начало современной экологии), включая новые идеи о растительных сообществах, их адаптации и влиянии на окружающую среду. За этим последовал еще один грандиозный синтез, Pflanzengeographie auf Physiologischer Grundlage Андреаса Шимпера (1856–1901) в 1898 году (опубликованный на английском языке в 1903 году как «География растений на физиологической основе», переведенный В. Р. Фишером, Оксфорд: Clarendon press, 839 стр.). . [97]

Анатомия [ править ]

Дополнительная информация: анатомия растений и теория клеток.
Растительные клетки с видимыми хлоропластами

В XIX веке немецкие учёные проложили путь к единой теории строения и жизненного цикла растений. После усовершенствований микроскопа в конце XVIII века Шарль Мирбель (1776–1854) в 1802 году опубликовал свой «Трактат об анатомии и растительной физиологии» , а Иоганн Молденхавер (1766–1827) опубликовал «Beyträge zur Anatomie der Pflanzen» (1812) в где он описывает методы отделения клеток от средней пластинки . Он идентифицировал сосудистые и паренхиматозные ткани, описывал сосудистые пучки, наблюдал клетки камбия и интерпретировал годичные кольца. Он обнаружил, что устьица состоят из пар клеток, а не из одной клетки с отверстием. [98]

Анатомические исследования стелы были обобщены Карлом Санио (1832–1891), который описал вторичные ткани и меристему , включая камбий , и его действие. Гуго фон Моль (1805–1872) резюмировал работы по анатомии, предшествовавшие 1850 году, в Die Vegetabilische Zelle (1851), но позже эту работу затмила энциклопедическая сравнительная анатомия Генриха Антона де Бари в 1877 году. Обзор знаний о стеле в корень и стебель были завершены Ван Тигемом (1839–1914), а меристема – Карлом Нэгели (1817–1891). Также начались исследования происхождения плодолистиков и цветов , которые продолжаются и по сей день. [99]

Водные отношения ​ ​

Основная статья: Транспирация

Загадка транспорта воды и питательных веществ через растение осталась. Физиолог фон Мол исследовал транспорт растворенных веществ и теорию поглощения воды корнями, используя концепции сцепления, транспирационного притяжения, капиллярности и корневого давления. [93] Доминирование Германии в области экспериментальной физиологии, находившееся во многом под влиянием Вильгельма Кнопа и Юлиуса фон Сакса , было подчеркнуто публикацией окончательного учебника по физиологии растений, синтезирующего работы этого периода, « Vorlesungen über Pflanzen Physiologie e» Сакса 1882 года. однако некоторые достижения в других областях, такие как раннее исследование геотропизма (влияния гравитации на рост) англичанином Томасом Найтом, а также открытие и название осмоса французом Анри Дютроше (1776–1847). [100] Американец Деннис Роберт Хоугланд (1884–1949) обнаружил зависимость поглощения и транслокации питательных веществ растением от метаболической энергии . [101]

Цитология [ править ]

Основная статья: Клеточная теория

Ядро клетки было открыто Робертом Брауном в 1831 году. Демонстрация клеточного состава всех организмов, при котором каждая клетка обладает всеми признаками жизни, приписывается совместным усилиям ботаника Маттиаса Шлейдена и зоолога Теодора Шванна (1810–1882) в в начале 19 века, хотя Молденхауэр уже показал, что растения являются полностью клеточными, причем каждая клетка имеет собственную стенку, а Юлиус фон Сакс показал непрерывность протоплазмы между клеточными стенками . [102]

С 1870 по 1880 год стало ясно, что ядра клеток никогда не образуются заново, а всегда происходят из вещества другого ядра. В 1882 году Флемминг наблюдал продольное расщепление хромосом в делящемся ядре и пришел к выводу, что каждое дочернее ядро ​​получает половину каждой из хромосом материнского ядра: затем к началу 20 века было установлено, что число хромосом в данном ядре вид постоянен. С подтверждением генетической преемственности и открытием Эдуарда Страсбургера о том, что ядра репродуктивных клеток (в пыльце и эмбрионах) подвергаются редукционному делению (деление хромосом пополам, теперь известное как мейоз ), открылась область наследственности. К 1926 году Томас Морган смог изложить теорию гена , его структуры и функции. Форме и функции пластид уделялось такое же внимание, причем связь с крахмалом была отмечена уже давно. [103] С наблюдением клеточного строения всех организмов, процессом деления клеток и непрерывностью генетического материала, анализом строения протоплазмы и клеточной стенки, а также пластид и вакуолей – то, что сейчас известно как цитология , или клеточная теория прочно утвердилась.

Позже цитологические основы генно-хромосомной теории наследственности расширились примерно с 1900–1944 годов и были инициированы повторным открытием Грегора Менделя законов наследственности растений (1822–1884), впервые опубликованных в 1866 году в «Экспериментах по гибридизации растений» и основанных на на культурном горохе Pisum sativum : это ознаменовало открытие генетики растений. Цитологическая основа генно-хромосомной теории была изучена через роль полиплоидии и гибридизации в видообразовании , и стало лучше понимать, что скрещивающиеся популяции являются единицей адаптивных изменений в биологии. [104]

и эволюция развития Морфология

Основная статья: Эволюция

До 1860-х годов считалось, что виды оставались неизменными во времени: каждая биологическая форма была результатом независимого акта творения и поэтому абсолютно различна и неизменна. Но суровая реальность геологических образований и странных окаменелостей нуждалась в научном объяснении. В книге Чарльза Дарвина « Происхождение видов » (1859 г.) предположение о постоянстве было заменено теорией происхождения с модификациями. Филогения стала новым принципом, поскольку «естественные» классификации стали классификациями, отражающими не только сходства, но и эволюционные отношения. Вильгельм Гофмейстер установил, что у всех растений существует сходная схема организации, выражающаяся в чередовании поколений и обширной гомологии структур. [105]

Немецкий писатель Иоганн Вольфганг фон Гете (1749–1832), эрудит , имел интересы и влияние, которые распространялись на ботанику. В «Die Metamorphose der Pflanzen » (1790) он представил теорию морфологии растений (он придумал слово «морфология») и включил в свою концепцию «метаморфозы» модификации в ходе эволюции, таким образом связав сравнительную морфологию с филогенией. Хотя ботаническая основа его работ подвергалась сомнению, нет сомнений в том, что он спровоцировал дискуссию и исследование происхождения и функций частей цветка. [106] Его теория, вероятно, стимулировала противоположные взгляды немецких ботаников Александра Брауна (1805–1877) и Матиаса Шлейдена, которые применили экспериментальный метод к принципам роста и формы, которые позже были расширены Огюстеном де Кандолем (1778–1841). [107]

Фиксация углерода (фотосинтез) [ править ]

Дополнительная информация: Континуум атмосферы почвенных растений и фотосинтез.
Фотосинтез расщепляет воду с выделением O 2 и превращает CO 2 в сахар.

В начале XIX века еще не возникла идея о том, что растения могут синтезировать почти все свои ткани из атмосферных газов. Солнца Энергетическая составляющая фотосинтеза, захват и хранение лучистой энергии в углеродных связях (процесс, от которого зависит все живое) впервые была выяснена в 1847 году Майером , но детали того, как это делалось, заняли еще много лет. [108] Хлорофиллу было присвоено название в 1818 году, и постепенно определялся его химический состав, который был окончательно определен в начале 20 века. Механизм фотосинтеза оставался загадкой до середины XIX века, когда Сакс в 1862 году заметил, что крахмал образуется в зеленых клетках только в присутствии света, а в 1882 году он подтвердил, что углеводы являются отправной точкой для всех других органических соединений. в растениях. [109] Связь между пигментом хлорофиллом и производством крахмала была окончательно установлена ​​в 1864 году, но проследить точный биохимический путь образования крахмала начали только примерно в 1915 году.

Фиксация азота [ править ]

Основная статья: Фиксация азота

Важным открытиям, касающимся ассимиляции и метаболизма азота, включая аммонификацию , нитрификацию и фиксацию азота (поглощение атмосферного азота симбиотическими почвенными микроорганизмами), пришлось ждать достижений химии и бактериологии в конце 19 века, и за ними последовали в начале 20 века. путем выяснения синтеза белков и аминокислот и их роли в метаболизме растений. Благодаря этим знаниям стало возможным очертить глобальный цикл азота . [110]

Двадцатый век [ править ]

Тонкослойная хроматография используется для разделения компонентов хлорофилла.

Наука XX века выросла на прочном фундаменте, заложенном широтой взглядов и подробными экспериментальными наблюдениями XIX века. Значительно возросший исследовательский потенциал теперь быстро расширял горизонты ботанических знаний на всех уровнях организации растений, от молекул до глобальной экологии растений. Теперь появилось осознание единства биологической структуры и функций на клеточном и биохимическом уровнях организации. Ботанический прогресс был тесно связан с достижениями физики и химии, причем величайшие достижения 20-го века в основном были связаны с проникновением в молекулярную организацию. [111] Однако на уровне растительных сообществ потребуется до середины столетия консолидация работ по экологии и популяционной генетике . [112] К 1910 году эксперименты с использованием меченых изотопов стали использоваться для выяснения биохимических путей растений и открыли направление исследований, ведущее к генной технологии. На более практическом уровне финансирование исследований теперь стало доступно за счет сельского хозяйства и промышленности.

Молекулы [ править ]

Основная статья: Молекулярная биология

В 1903 году хлорофиллы a и b были разделены с помощью тонкослойной хроматографии , а затем, в 1920-х и 1930-х годах, биохимики, особенно Ганс Кребс (1900–1981), Карл (1896–1984) и Герти Кори (1896–1957) начали отслеживать Центральные метаболические пути жизни. Между 1930-ми и 1950-ми годами было установлено, что АТФ , находящаяся в митохондриях , является источником клеточной химической энергии, и постепенно были выявлены составляющие реакции фотосинтеза . Затем, в 1944 году, ДНК была впервые выделена. [113] Наряду с этими открытиями было открытие растительных гормонов или «веществ роста», в частности ауксинов (1934 г.), гиббереллинов (1934 г.) и цитокининов (1964 г.). [114] и эффекты фотопериодизма , контроль процессов растений, особенно цветения, относительной продолжительностью дня и ночи. [115]

После установления законов Менделя генно-хромосомная теория наследственности была подтверждена работами Августа Вейсмана, который определил хромосомы как наследственный материал. Кроме того, наблюдая за уменьшением вдвое числа хромосом в зародышевых клетках, он предвосхитил работу по изучению деталей мейоза — сложного процесса перераспределения наследственного материала, происходящего в зародышевых клетках. В 1920-х и 1930-х годах популяционная генетика объединила теорию эволюции с менделевской генетикой, чтобы создать современный синтез . К середине 1960-х годов молекулярные основы метаболизма и воспроизводства были прочно установлены благодаря новой дисциплине молекулярной биологии . Генная инженерия , внедрение генов в клетку-хозяина для клонирования, началась в 1970-х годах с изобретения методов рекомбинантной ДНК , а в 1990-х годах последовало их коммерческое применение к сельскохозяйственным культурам. Теперь появилась возможность идентифицировать организмы с помощью молекулярного « дактилоскопирования » и оценить времена в прошлом, когда произошли критические эволюционные изменения, посредством использования «отпечатков пальцев». молекулярные часы ».

, электронные микроскопы эволюция и Компьютеры

Дополнительная информация: Ультраструктура и палинология.
Электронный микроскоп, построенный Эрнстом Руской в ​​1933 году.

Повышенная точность экспериментов в сочетании со значительно улучшенным научным оборудованием открывали новые захватывающие области. В 1936 г. Александр Опарин (1894–1980) продемонстрировал возможный механизм синтеза органического вещества из неорганических молекул. В 1960-х годах было установлено, что самые ранние формы жизни на Земле, рассматриваемые как растения, — цианобактерии , известные как строматолиты , — появились примерно 3,5 миллиарда лет назад. [116]

Просвечивающая и сканирующая электронная микроскопия середины века представили новый уровень разрешения структуры материи, перенеся анатомию в новый мир « ультраструктуры ». [117]

Новые и пересмотренные «филогенетические» системы классификации царства растений были созданы несколькими ботаниками, в том числе Августом Эйхлером . Огромный 23-томный том Die natürlichen Pflanzenfamilien был опубликован Адольфом Энглером и Карлом Прантлем в период с 1887 по 1915 год. Таксономия, основанная на общей морфологии, теперь дополнялась использованием признаков, выявленных с помощью морфологии пыльцы , эмбриологии , анатомии , цитологии , серологии , макромолекул и многого другого. . [118] Появление компьютеров облегчило быстрый анализ больших наборов данных, используемых для числовой таксономии (также называемой таксометрией или фенетикой ). Акцент на истинно естественных филогениях породил дисциплины кладистики и филогенетической систематики . Большой таксономический синтез « Интегрированная система классификации цветковых растений» (1981) американца Артура Кронквиста (1919–1992) был заменен, когда в 1998 году Группа филогении покрытосеменных опубликовала филогению цветковых растений, основанную на анализе ДНК последовательностей с использованием методы новой молекулярной систематики , решавшей вопросы, касающиеся самых ранних эволюционных ветвей покрытосеменных ( цветковых растений). Точная связь грибов с растениями в течение некоторого времени была неясной. Несколько доказательств указывали на то, что грибы отличаются от растений, животных и бактерий и более тесно связаны с животными, чем с растениями. В 1980-90-х годах молекулярный анализ выявил эволюционное отличие грибов от других организмов около 1 миллиарда лет назад – достаточное основание для создания уникального царства, отдельного от растений. [119]

Биогеография и экология [ править ]

Основная статья: Биогеография
Карта наземных биомов, классифицированных по типам растительности

Публикация Альфреда Вегенера (1880–1930) теории дрейфа континентов в 1912 году дала дополнительный импульс сравнительной физиологии и изучению биогеографии , в то время как экология 1930-х годов внесла важные идеи о растительном сообществе, сукцессии , изменении сообществ и энергетических потоках. [120] С 1940 по 1950 год экология созрела и стала независимой дисциплиной, поскольку Юджин Одум (1913–2002) сформулировал многие концепции экологии экосистем , подчеркивая отношения между группами организмов (особенно материальные и энергетические отношения) как ключевые факторы в этой области. Опираясь на обширные более ранние работы Альфонса де Кандоля, Николай Вавилов (1887–1943) с 1914 по 1940 год подготовил отчеты о географии, центрах происхождения и истории эволюции хозяйственных растений. [121]

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Прасад, врач общей практики (январь – июнь 2016 г.). «Вкшаюрведа Парашары - древний трактат по науке о растениях». Бюллетень Индийского института истории медицины (Хайдарабад) . 36 (1): 63–74.
  2. ^ Мортон 1981 , с. 49
  3. ^ Сакс 1890 , с. в
  4. ^ Уолтерс 1981 , с. 3
  5. ^ Мортон 1981 , с. 2
  6. ^ Стерн 1986 .
  7. ^ Стерн 1965 , стр. 279–91, 322–41.
  8. ^ Рид 1942 , с. 3
  9. ^ Мортон 1981 , с. 5
  10. ^ Рид 1942 , стр. 7–29.
  11. ^ Мортон 1981 , с. 15
  12. ^ Мортон 1981 , с. 12
  13. ^ Мортон 1981 , с. 23
  14. ^ Мортон 1981 , с. 25
  15. ^ Виноградные лозы в Оливере 1913 , с. 8
  16. ^ Мортон 1981 , стр. 29–43.
  17. ^ Певица 1923 , с. 98
  18. ^ Рид 1942 , с. 34
  19. ^ Мортон 1981 , с. 42
  20. ^ Рид 1942 , с. 37
  21. ^ Танос 2005 .
  22. ^ Мортон 1981 , стр. 36–43.
  23. ^ Харви-Гибсон 1919 , с. 9
  24. ^ Певица 1923 , с. 101
  25. ^ Мортон 1981 , с. 68
  26. ^ Мортон 1981 , с. 69
  27. ^ Мортон 1981 , стр. 70–1.
  28. ^ Сенгбуш 2004 .
  29. ^ Нидэм и др. 1986 .
  30. ^ Мортон 1981 , стр. 58–64.
  31. ^ Тивари 2003 .
  32. ^ Маджумдар 1982 , стр. 356–411.
  33. ^ Фахд 1996 , с. 815
  34. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Мортон 1981 , с. 82
  35. ^ Паворд 2005 , стр. 11–13
  36. ^ Паворд 1999 .
  37. ^ Сакс 1890 , с. 19
  38. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Сакс 1890 , с. 3.
  39. ^ Сакс 1890 , стр. 3–4.
  40. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Рид 1942 , с. 65
  41. ^ Арбер 1986 , стр. 119–124.
  42. ^ Рид 1942 , с. 68
  43. ^ Арбер в Оливере 1913 , стр. 146–246.
  44. ^ Генри 1975 , стр. 631–46.
  45. ^ Мортон 1981 , с. 145
  46. ^ Бак 2017 .
  47. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Джейкобсон 2014 .
  48. ^ Уильямс 2001 .
  49. ^ Штейр 1996 , Пролог.
  50. ^ Женщины в ботанике
  51. ^ Спенсер и Кросс, 2017 , стр. 43–93.
  52. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Конан 2005 , с. 96 .
  53. ^ Сакс 1890 , с. 18
  54. ^ Мортон 1981 , стр. 120–4.
  55. ^ Жерар 1597 г.
  56. ^ Джонсон 1629 г.
  57. ^ Паворд 2005 , стр. 5–10
  58. ^ Джонсон 1636 г.
  59. ^ Конан 2005 , стр. 121, 123 .
  60. ^ Бетанкур и Эгмонд 2007 .
  61. ^ Паворд 2005 , с. 16
  62. ^ Хелмсли и Пул 2004 .
  63. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Мейер 1854–1857 гг.
  64. ^ Уиллс 2011 , с. 76 .
  65. ^ Голдгар 2007 , с. 34 .
  66. ^ Арбер 1986 , с. 270
  67. ^ Арбер в Оливере 1913 , стр. 44–64.
  68. ^ Мортон 1981 , стр. 178–80.
  69. ^ Рид 1942 , стр. 110–1.
  70. ^ Woodland 1991 , стр. 372–408.
  71. ^ Рид 1942 , стр. 71–3.
  72. ^ Мортон 1981 , стр. 130–40.
  73. ^ Мортон 1981 , стр. 147–8.
  74. ^ Рид 1942 , стр. 82–3.
  75. ^ Мортон 1981 , стр. 196–216.
  76. ^ Woodland 1991 , стр. 372–375.
  77. ^ Стафлеу 1971 , с. 79
  78. ^ Рид 1942 , с. 102
  79. ^ Мортон 1981 , стр. 301–11.
  80. ^ Рид 1942 , стр. 88–9.
  81. ^ Рид 1942 , с. 91
  82. ^ Дарвин в Оливере 1913 , стр. 65–83.
  83. ^ Мортон 1981 , с. 250
  84. ^ Рид 1942 , с. 107
  85. ^ Мортон 1981 , с. 338
  86. ^ Рид 1942 , с. 96
  87. ^ Рид 1942 , с. 97
  88. ^ Рид 1942 , с. 98
  89. ^ Рид 1942 , с. 138
  90. ^ Рид 1942 , с. 140
  91. ^ Рейнольдс Грин 1909 , с. 502
  92. ^ Мортон 1981 , с. 377
  93. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Мортон 1981 , с. 388
  94. ^ Мортон 1981 , с. 372
  95. ^ Мортон 1981 , с. 364
  96. ^ Мортон 1981 , с. 413
  97. ^ Рид 1942 , стр. 126–33.
  98. ^ Мортон 1981 , стр. 368–370.
  99. ^ Мортон 1981 , стр. 386–395.
  100. ^ Мортон 1981 , стр. 390–1.
  101. ^ Хоугланд, ДР; Хиббард, Польша; Дэвис, Арканзас (1926). «Влияние света, температуры и других условий на способность клеток Nitella концентрировать галогены в клеточном соке» . Журнал общей физиологии . 10 (1): 121–126. дои : 10.1085/jgp.10.1.121 . ПМК   2140878 . ПМИД   19872303 .
  102. ^ Мортон 1981 , стр. 381–2.
  103. ^ Рид 1942 , стр. 154–75.
  104. ^ Мортон 1981 , с. 453
  105. ^ Рейнольдс Грин 1909 , стр. 7–10, 501.
  106. ^ Мортон 1981 , стр. 343–6.
  107. ^ Мортон 1981 , стр. 371–3.
  108. ^ Рид 1942 , с. 207
  109. ^ Рид 1942 , с. 197
  110. ^ Рид 1942 , стр. 214–40.
  111. ^ Мортон 1981 , с. 448
  112. ^ Мортон 1981 , с. 451
  113. ^ Мортон 1981 , с. 460
  114. ^ Мортон 1981 , с. 461
  115. ^ Мортон 1981 , с. 464
  116. ^ Мортон 1981 , с. 454
  117. ^ Мортон 1981 , с. 459
  118. ^ Мортон 1981 , с. 456
  119. ^ Брунс 2006 .
  120. ^ Мортон 1981 , с. 457
  121. ^ де Кандоль 1885 .

Библиография [ править ]

Смотрите также: Библиография ботаники.

Книги [ править ]

История науки [ править ]

История ботаники, сельского хозяйства и садоводства [ править ]

Античность [ править ]

Британская ботаника [ править ]

Культурология [ править ]

искусство иллюстрация и Ботаническое

Исторические источники [ править ]

Библиографические источники [ править ]

Статьи [ править ]

Веб-сайты [ править ]

Национальная медицинская библиотека

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=History_of_botany&oldid=1232391860"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 1f7e0b536b817e3d037d309ed3211f6b__1720005600
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/1f/6b/1f7e0b536b817e3d037d309ed3211f6b.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
History of botany - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)