✖


Jump to content

История ботаники

Это хорошая статья. Нажмите здесь для получения дополнительной информации.
(Перенаправлено из истории ботаники )

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.

In Europe, the Renaissance of the 14th–17th centuries heralded a scientific revival during which botany gradually emerged from natural history as an independent science, distinct from medicine and agriculture. Herbals were replaced by floras: books that described the native plants of local regions. The invention of the microscope stimulated the study of plant anatomy, and the first carefully designed experiments in plant physiology were performed. With the expansion of trade and exploration beyond Europe, the many new plants being discovered were subjected to an increasingly rigorous process of naming, description, and classification.

Progressively more sophisticated scientific technology has aided the development of contemporary botanical offshoots in the plant sciences, ranging from the applied fields of economic botany (notably agriculture, horticulture and forestry), to the detailed examination of the structure and function of plants and their interaction with the environment over many scales from the large-scale global significance of vegetation and plant communities (biogeography and ecology) through to the small scale of subjects like cell theory, molecular biology and plant biochemistry.

Introduction

[edit]
Main article: Outline of botany

Botany (Greek Βοτάνη - grass, fodder; Medieval Latin botanicus – herb, plant)[2] and zoology are, historically, the core disciplines of biology whose history is closely associated with the natural sciences chemistry, physics and geology. A distinction can be made between botanical science in a pure sense, as the study of plants themselves, and botany as applied science, which studies the human use of plants. Early natural history divided pure botany into three main streams morphology-classification, anatomy and physiology – that is, external form, internal structure, and functional operation.[3] The most obvious topics in applied botany are horticulture, forestry and agriculture although there are many others like weed science, plant pathology, floristry, pharmacognosy, economic botany and ethnobotany which lie outside modern courses in botany. Since the origin of botanical science there has been a progressive increase in the scope of the subject as technology has opened up new techniques and areas of study. Modern molecular systematics, for example, entails the principles and techniques of taxonomy, molecular biology, computer science and more.

Within botany, there are a number of sub-disciplines that focus on particular plant groups, each with their own range of related studies (anatomy, morphology etc.). Included here are: phycology (algae), pteridology (ferns), bryology (mosses and liverworts) and palaeobotany (fossil plants) and their histories are treated elsewhere (see side bar). To this list can be added mycology, the study of fungi, which were once treated as plants, but are now ranked as a unique kingdom.

Ancient knowledge

[edit]
Main article: Neolithic Revolution

Nomadic hunter-gatherer societies passed on, by oral tradition, what they knew (their empirical observations) about the different kinds of plants that they used for food, shelter, poisons, medicines, for ceremonies and rituals etc. The uses of plants by these pre-literate societies influenced the way the plants were named and classified—their uses were embedded in folk-taxonomies, the way they were grouped according to use in everyday communication.[4] The nomadic life-style was drastically changed when settled communities were established in about twelve centres around the world during the Neolithic Revolution which extended from about 10,000 to 2500 years ago depending on the region. With these communities came the development of the technology and skills needed for the domestication of plants and animals and the emergence of the written word provided evidence for the passing of systematic knowledge and culture from one generation to the next.[5]

Plant lore and plant selection

[edit]
Further information: Cultivated plant taxonomy and Herbal
A Sumerian harvester's sickle dated to 3000 BC

During the Neolithic Revolution, plant knowledge increased most obviously through the use of plants for food and medicine. All of today's staple foods were domesticated in prehistoric times as a gradual process of selection of higher-yielding varieties took place, possibly unknowingly, over hundreds to thousands of years. Legumes were cultivated on all continents but cereals made up most of the regular diet: rice in East Asia, wheat and barley in the Middle east, and maize in Central and South America. By Greco-Roman times, popular food plants of today, including grapes, apples, figs, and olives, were being listed as named varieties in early manuscripts.[6] Botanical authority William Stearn has observed that "cultivated plants are mankind's most vital and precious heritage from remote antiquity".[7]

It is also from the Neolithic, in about 3000 BC, that we glimpse the first known illustrations of plants[8] and read descriptions of impressive gardens in Egypt.[9] However protobotany, the first pre-scientific written record of plants, did not begin with food; it was born out of the medicinal literature of Egypt, China, Mesopotamia and India.[10] Botanical historian Alan Morton notes that agriculture was the occupation of the poor and uneducated, while medicine was the realm of socially influential shamans, priests, apothecaries, magicians and physicians, who were more likely to record their knowledge for posterity.[11]

Early botany

[edit]

Ancient India

[edit]

Early Indian texts, like the Vedas mention plants with magical properties. The Sushruta Samhita, describes over 700 plants used for medicinal purposes. This text reflects a level of medical knowledge and practice comparable to ancient Egypt. Notably, the Sushruta Samhita categorizes food plants based on their utilized parts, taste, and dietary effects. While lacking detailed botanical descriptions beyond occasional habitat or foliage references, the text demonstrates close observation of plants. This is evident in the classification of sugarcane varieties and the listing of fungi based on their growth medium. Interestingly, the Charaka Samhitā, foundational Ayurvedic text, presents the earliest known plant classification system in India, using habitat, presence of flowers/fruits, and reproduction as criteria.[12]

Classical antiquity

[edit]

Classical Greece

[edit]
"School of Athens"
Fresco in Apostolic Palace, Rome, Vatican City, by Raphael 1509–1510

Ancient Athens, of the 6th century BC, was the busy trade centre at the confluence of Egyptian, Mesopotamian and Minoan cultures at the height of Greek colonisation of the Mediterranean. The philosophical thought of this period ranged freely through many subjects. Empedocles (490–430 BC) foreshadowed Darwinian evolutionary theory in a crude formulation of the mutability of species and natural selection.[13] The physician Hippocrates (460–370 BC) avoided the prevailing superstition of his day and approached healing by close observation and the test of experience. At this time, a genuine non-anthropocentric curiosity about plants emerged. The major works written about plants extended beyond the description of their medicinal uses to the topics of plant geography, morphology, physiology, nutrition, growth and reproduction.[14]

Theophrastus and the origin of botanical science

[edit]
Main article: Theophrastus
Statue of Theophrastus 371–287 BC
"Father of Botany"
Palermo Botanic Gardens

Foremost among the scholars studying botany was Theophrastus of Eressus (Greek: Θεόφραστος; c. 371–287 BC) who has been frequently referred to as the "Father of Botany". He was a student and close friend of Aristotle (384–322 BC) and succeeded him as head of the Lyceum (an educational establishment like a modern university) in Athens with its tradition of peripatetic philosophy. Aristotle's special treatise on plants — θεωρία περὶ φυτῶν — is now lost, although there are many botanical observations scattered throughout his other writings (these have been assembled by Christian Wimmer in Phytologiae Aristotelicae Fragmenta, 1836) but they give little insight into his botanical thinking.[15] The Lyceum prided itself in a tradition of systematic observation of causal connections, critical experiment and rational theorizing. Theophrastus challenged the superstitious medicine employed by the physicians of his day, called rhizotomi, and also the control over medicine exerted by priestly authority and tradition.[16] Together with Aristotle, he had tutored Alexander the Great whose military conquests were carried out with all the scientific resources of the day, the Lyceum garden probably containing many botanical trophies collected during his campaigns as well as other explorations in distant lands.[17] It was in this garden where he gained much of his plant knowledge.[18]

Enquiry into Plants and Causes of Plants
[edit]
The frontispiece to an illustrated 1644 edition of Historia Plantarum
Wild asparagus (Asparagus aphyllus) native to the Levant

Theophrastus's major botanical works were the Enquiry into Plants (Historia Plantarum) and Causes of Plants (Causae Plantarum) which were his lecture notes for the Lyceum.[19] The opening sentence of the Enquiry reads like a botanical manifesto:

We must consider the distinctive characters and the general nature of plants from the point of view of their morphology, their behaviour under external conditions, their mode of generation and the whole course of their life.

— Theophrastus, Enquiry into Plants

The Enquiry is 9 books of "applied" botany dealing with the forms and classification of plants and economic botany, examining the techniques of agriculture (relationship of crops to soil, climate, water and habitat) and horticulture. He described some 500 plants in detail, often including descriptions of habitat and geographic distribution, and he recognised some plant groups that can be recognised as modern-day plant families. Some names he used, like Crataegus, Daucus and Asparagus have persisted until today. His second book Causes of Plants covers plant growth and reproduction (akin to modern physiology).[20] Like Aristotle, he grouped plants into "trees", "undershrubs", "shrubs" and "herbs" but he also made several other important botanical distinctions and observations. He noted that plants could be annuals, perennials and biennials, they were also either monocotyledons or dicotyledons and he also noticed the difference between determinate and indeterminate growth and details of floral structure including the degree of fusion of the petals, position of the ovary and more.[21][22] These lecture notes of Theophrastus comprise the first clear exposition of the rudiments of plant anatomy, physiology, morphology and ecology — presented in a way that would not be matched for another eighteen centuries.[23]

Pedanius Dioscorides

[edit]
Dioscorides and Heuresis

A full synthesis of ancient Greek pharmacology was compiled in De Materia Medica c. 60 AD by Pedanius Dioscorides (c. 40-90 AD) who was a Greek physician with the Roman army. This work proved to be the definitive text on medicinal herbs, both oriental and occidental, for fifteen hundred years until the dawn of the European Renaissance being slavishly copied again and again throughout this period.[24] Though rich in medicinal information with descriptions of about 600 medicinal herbs, the botanical content of the work was extremely limited.[25]

Ancient Rome

[edit]
Main article: Roman agriculture
Gallic-Roman harvester. Relief from Trier

The Romans contributed little to the foundations of botanical science laid by the ancient Greeks, but made a sound contribution to our knowledge of applied botany as agriculture. In works titled De Re Rustica, four Roman writers contributed to a compendium Scriptores Rei Rusticae, published from the Renaissance on, which set out the principles and practice of agriculture. These authors were Cato (234–149 BC), Varro (116–27 BC) and, in particular, Columella (4–70 AD) and Palladius (4th century AD).[26]

Pliny the Elder
[edit]

Roman encyclopaedist Pliny the Elder (23–79 AD) deals with plants in Books 12 to 26 of his 37-volume highly influential work Naturalis Historia in which he frequently quotes Theophrastus but with a lack of botanical insight although he does, nevertheless, draw a distinction between true botany on the one hand, and farming and medicine on the other.[27] It is estimated that at the time of the Roman Empire between 1300 and 1400 plants had been recorded in the West.[28]

Ancient China

[edit]

In ancient China, lists of different plants and herb concoctions for pharmaceutical purposes date back to at least the time of the Warring States (481 BC-221 BC). Many Chinese writers over the centuries contributed to the written knowledge of herbal pharmaceutics. The Chinese dictionary-encyclopaedia Erh Ya probably dates from about 300 BC and describes about 334 plants classed as trees or shrubs, each with a common name and illustration. The Han Dynasty (202 BC-220 AD) includes the notable work of the Huangdi Neijing and the famous pharmacologist Zhang Zhongjing.

Medieval knowledge

[edit]

Medicinal plants of the early Middle Ages

[edit]
Further information: Herbalism and Byzantine medicine
An Arabic copy of Avicenna's Canon of Medicine dated 1593

In Western Europe, after Theophrastus, botany passed through a bleak period of 1800 years when little progress was made and, indeed, many of the early insights were lost. As Europe entered the Middle Ages (5th to 15th centuries), China, India and the Arab world enjoyed a golden age.

Medieval China

[edit]
Further information: Traditional Chinese medicine

Chinese philosophy had followed a similar path to that of the ancient Greeks. Between 100 and 1700 AD, many new works on pharmaceutical botany were produced. The 11th century scientists and statesmen Su Song and Shen Kuo compiled learned treatises on natural history, emphasising herbal medicine.[29] Among the pharmaceutical botany works were encyclopaedic accounts and treatises compiled for the Chinese imperial court. These were free of superstition and myth with carefully researched descriptions and nomenclature; they included cultivation information and notes on economic and medicinal uses — and even elaborate monographs on ornamental plants. But there was no experimental method and no analysis of the plant sexual system, nutrition, or anatomy.[30]

Medieval India

[edit]

In India, simple artificial plant classification became more botanical with the work of Parashara (c. 400 – c. 500 AD), the author of Vṛksayurveda (the science of life of trees).[31] He made close observations of cells and leaves and divided plants into Dvimatrka (Dicotyledons) and Ekamatrka (Monocotyledons).He has developed a more elaborate classification based largely on morphological consideration such as floral characters, their resemblances and differences into groupings (ganas) akin to modern floral families: Samiganiya (Fabaceae), Puplikagalniya (Rutaceae), Svastikaganiya (Cruciferae), Tripuspaganiya (Cucurbitaceae), Mallikaganiya (Apocynaceae), and Kurcapuspaganiya (Asteraceae).[32][verification needed] [33] Important medieval Indian works of plant physiology include the Prthviniraparyam of Udayana, Nyayavindutika of Dharmottara, Saddarsana-samuccaya of Gunaratna, and Upaskara of Sankaramisra.[citation needed]

Islamic Golden Age

[edit]
Further information: Medicine in the medieval Islamic world
Physician preparing an elixir, from an Arabic version of the De Materia Medica by Dioscorides

The 400-year period from the 9th to 13th centuries AD was the Islamic Renaissance, a time when Islamic culture and science thrived. Greco-Roman texts were preserved, copied and extended although new texts always emphasised the medicinal aspects of plants. Kurdish biologist Ābu Ḥanīfah Āḥmad ibn Dawūd Dīnawarī (828–896 AD) is known as the founder of Arabic botany; his Kitâb al-nabât ('Book of Plants') describes 637 species, discussing plant development from germination to senescence and including details of flowers and fruits.[34] The Mutazilite philosopher and physician Ibn Sina (Avicenna) (c. 980–1037 AD) was another influential figure, his The Canon of Medicine being a landmark in the history of medicine treasured until the Enlightenment.[35]

The Silk Road

[edit]

Following the fall of Constantinople (1453), the newly expanded Ottoman Empire welcomed European embassies in its capital, which in turn became the sources of plants from those regions to the east which traded with the empire. In the following century, twenty times as many plants entered Europe along the Silk Road as had been transported in the previous two thousand years, mainly as bulbs. Others were acquired primarily for their alleged medicinal value. Initially, Italy benefited from this new knowledge, especially Venice, which traded extensively with the East. From there, these new plants rapidly spread to the rest of Western Europe.[36] By the middle of the sixteenth century, there was already a flourishing export trade of various bulbs from Turkey to Europe.[37]

The Age of Herbals

[edit]
Main article: Herbal
Dioscorides', De Materia Medica, Byzantium, 15th century.

In the European Middle Ages of the 15th and 16th centuries, the lives of European citizens were based around agriculture but when printing arrived, with movable type and woodcut illustrations, it was not treatises on agriculture that were published, but lists of medicinal plants with descriptions of their properties or "virtues". These first plant books, known as herbals showed that botany was still a part of medicine, as it had been for most of ancient history.[35] Authors of herbals were often curators of university gardens,[38] and most herbals were derivative compilations of classic texts, especially De Materia Medica.

European white waterlily Nymphaea alba, from Herbarium Vivae Eicones

The authors of the oldest herbals of the 16th century, Brunfels, Fuchs, Bock, Mattioli and others, regarded plants mainly as the vehicles of medicinal virtues. ... Their chief object was to discover the plants employed by the physicians of antiquity, the knowledge of which had been lost in later times. The corrupt texts of Theophrastus, Dioscorides, Pliny and Galen had been in many respects improved and illustrated by ... Italian commentators of the 15th and ... early part of the 16th century; but there was one imperfection which no criticism could remove,—the highly unsatisfactory descriptions of the old authors or the entire absence of descriptions.[39]

It was moreover at first assumed that the plants described by the Greek physicians must grow wild in Germany also, and generally in the rest of Europe; each author identified a different native plant with some one mentioned by Dioscorides or Theophrastus or others, and thus there arose [in] the 16th century a confusion of nomenclature.[39]

However, the need for accurate and detailed plant descriptions meant that some herbals were more botanical than medicinal.

Two Lavandula species. Woodcut from Hieronymus Bock's Kreütterbuch (2nd ed.) 1546

A great advance was made by the first German composers of herbals, who went straight to nature, described the wild plants growing around them and had figures of them carefully executed in wood. Thus was made the first beginning of a really scientific examination of plants, though the aims pursued were not yet truly scientific, for no questions were proposed as to the nature of plants, their organisation or mutual relations; the only point of interest was the knowledge of individual forms and of their medicinal virtues.[40]

— Julius von Sachs, History of Botany

German Otto Brunfels's (1464–1534) Herbarum Vivae Icones (1530) contained descriptions of about 47 species new to science combined with accurate illustrations. His fellow countryman Hieronymus Bock's (1498–1554) Kreutterbuch of 1539 described plants he found in nearby woods and fields and these were illustrated in the 1546 edition.[41] However, it was Valerius Cordus (1515–1544) who pioneered the formal botanical description that detailed both flowers and fruits, some anatomy including the number of chambers in the ovary, and the type of ovule placentation. He also made observations on pollen and distinguished between inflorescence types.[41] His five-volume Historia Plantarum was published about 18 years after his early death aged 29 in 1561–1563. In England, William Turner (1515–1568) in his Libellus De Re Herbaria Novus (1538) published names, descriptions and localities of many native British plants[42] and in Holland Rembert Dodoens (1517–1585), in Stirpium Historiae (1583), included descriptions of many new species from the Netherlands in a scientific arrangement.[43]

Herbals contributed to botany by setting in train the science of plant description, classification, and botanical illustration. Up to the 17th century, botany and medicine were one and the same but those books emphasising medicinal aspects eventually omitted the plant lore to become modern pharmacopoeias; those that omitted the medicine became more botanical and evolved into the modern compilations of plant descriptions we call Floras. These were often backed by specimens deposited in a herbarium which was a collection of dried plants that verified the plant descriptions given in the Floras. The transition from herbal to Flora marked the final separation of botany from medicine.[44]

The Renaissance and Age of Enlightenment (1550–1800)

[edit]
A 1647 portrait of a scholar holding a book of plant diagrams.

The revival of learning during the European Renaissance renewed interest in plants. The church, feudal aristocracy and an increasingly influential merchant class that supported science and the arts, now jostled in a world of increasing trade. Sea voyages of exploration returned botanical treasures to the large public, private, and newly established botanic gardens, and introduced an eager population to novel crops, drugs and spices from Asia, the East Indies and the New World.

The number of scientific publications increased. In England, for example, scientific communication and causes were facilitated by learned societies like Royal Society (founded in 1660) and the Linnaean Society (founded in 1788): there was also the support and activities of botanical institutions like the Jardin du Roi in Paris, Chelsea Physic Garden, Royal Botanic Gardens Kew, and the Oxford and Cambridge Botanic Gardens, as well as the influence of renowned private gardens and wealthy entrepreneurial nurserymen.[45] By the early 17th century the number of plants described in Europe had risen to about 6000.[46] The 18th century Enlightenment values of reason and science coupled with new voyages to distant lands instigating another phase of encyclopaedic plant identification, nomenclature, description and illustration, "flower painting" possibly at its best in this period of history.[47][48] Plant trophies from distant lands decorated the gardens of Europe's powerful and wealthy in a period of enthusiasm for natural history, especially botany (a preoccupation sometimes referred to as "botanophilia") that is never likely to recur.[49] Often such exotic new plant imports (primarily from Turkey), when they first appeared in print in English, lacked common names in the language.[48]

During the 18th century, botany was one of the few sciences considered appropriate for genteel educated women. Around 1760, with the popularization of the Linnaean system, botany became much more widespread among educated women who painted plants, attended classes on plant classification, and collected herbarium specimens although emphasis was on the healing properties of plants rather than plant reproduction which had overtones of sexuality. Women began publishing on botanical topics and children's books on botany appeared by authors like Charlotte Turner Smith. Cultural authorities argued that education through botany created culturally and scientifically aware citizens, part of the thrust for 'improvement' that characterised the Enlightenment. However, in the early 19th century with the recognition of botany as an official science, women were again excluded from the discipline.[50] Compared to other sciences, however, in botany the number of female researchers, collectors, or illustrators has always been remarkably high.[51]

Botanical gardens and herbaria

[edit]
Further information: Botanical garden, List of botanical gardens, and Herbarium
A 16th century print of the Botanical Garden of Padova (Garden of the Simples) — the oldest academic botanic garden that is still in its original location
Preparing a herbarium specimen

Public and private gardens have always been strongly associated with the historical unfolding of botanical science.[52] Early botanical gardens were physic gardens, repositories for the medicinal plants described in the herbals. As they were generally associated with universities or other academic institutions, the plants were also used for study. The directors of these gardens were eminent physicians with an educational role as "scientific gardeners" and it was staff of these institutions that produced many of the published herbals.

The botanical gardens of the modern tradition were established in northern Italy, the first being at Pisa (1544), founded by Luca Ghini (1490–1556). Although part of a medical faculty, the first chair of materia medica, essentially a chair in botany, was established in Padua in 1533. Then in 1534, Ghini became Reader in materia medica at Bologna University, where Ulisse Aldrovandi established a similar garden in 1568 (see below).[53] Collections of pressed and dried specimens were called a hortus siccus (garden of dry plants) and the first accumulation of plants in this way (including the use of a plant press) is attributed to Ghini.[54][55] Buildings called herbaria housed these specimens mounted on card with descriptive labels. Stored in cupboards in systematic order, they could be preserved in perpetuity and easily transferred or exchanged with other institutions, a taxonomic procedure that is still used today.

By the 18th century, the physic gardens had been transformed into "order beds" that demonstrated the classification systems that were being devised by botanists of the day — but they also had to accommodate the influx of curious, beautiful and new plants pouring in from voyages of exploration that were associated with European colonial expansion.

From Herbal to Flora

[edit]
Main article: Flora

Plant classification systems of the 17th and 18th centuries now related plants to one another and not to man, marking a return to the non-anthropocentric botanical science promoted by Theophrastus over 1500 years before. In England, various herbals in either Latin or English were mainly compilations and translations of continental European works, of limited relevance to the British Isles. This included the rather unreliable work of Gerard (1597).[56] The first systematic attempt to collect information on British plants was that of Thomas Johnson (1629),[57][58] who was later to issue his own revision of Gerard's work (1633–1636).[59]

However, Johnson was not the first apothecary or physician to organise botanical expeditions to systematise their local flora. In Italy, Ulisse Aldrovandi (1522 – 1605) organised an expedition to the Sibylline mountains in Umbria in 1557, and compiled a local Flora. He then began to disseminate his findings amongst other European scholars, forming an early network of knowledge sharing "molti amici in molti luoghi" (many friends in many places),[60][61] including Charles de l'Écluse (Clusius) (1526 – 1609) at Montpellier and Jean de Brancion at Malines. Between them, they started developing Latin names for plants, in addition to their common names.[62] The exchange of information and specimens between scholars was often associated with the founding of botanical gardens (above), and to this end Aldrovandi founded one of the earliest at his university in Bologna, the Orto Botanico di Bologna in 1568.[53]

In France, Clusius journeyed throughout most of Western Europe, making discoveries in the vegetable kingdom along the way. He compiled Flora of Spain (1576), and Austria and Hungary (1583). He was the first to propose dividing plants into classes.[63][64] Meanwhile, in Switzerland, from 1554, Conrad Gessner (1516 – 1565) made regular explorations of the Swiss Alps from his native Zurich and discovered many new plants. He proposed that there were groups or genera of plants. He said that each genus was composed of many species and that these were defined by similar flowers and fruits. This principle of organization laid the groundwork for future botanists. He wrote his important Historia Plantarum shortly before his death. At Malines, in Flanders he established and maintained the botanical gardens of Jean de Brancion from 1568 to 1573, and first encountered tulips.[65][66]

This approach coupled with the new Linnaean system of binomial nomenclature resulted in plant encyclopaedias without medicinal information called Floras that meticulously described and illustrated the plants growing in particular regions.[67] The 17th century also marked the beginning of experimental botany and application of a rigorous scientific method, while improvements in the microscope launched the new discipline of plant anatomy whose foundations, laid by the careful observations of Englishman Nehemiah Grew[68] and Italian Marcello Malpighi, would last for 150 years.[69]

Botanical exploration

[edit]
Main article: Plant geography

More new lands were opening up to European colonial powers, the botanical riches being returned to European botanists for description. This was a romantic era of botanical explorers, intrepid plant hunters and gardener-botanists. Significant botanical collections came from: the West Indies (Hans Sloane (1660–1753)); China (James Cunningham); the spice islands of the East Indies (Moluccas, George Rumphius (1627–1702)); China and Mozambique (João de Loureiro (1717–1791)); West Africa (Michel Adanson (1727–1806)) who devised his own classification scheme and forwarded a crude theory of the mutability of species; Canada, Hebrides, Iceland, New Zealand by Captain James Cook's chief botanist Joseph Banks (1743–1820).[70]

Classification and morphology

[edit]
Further information: List of systems of plant taxonomy, Plant taxonomy, and History of plant systematics
Портрет Карла Линнея работы Александра Рослина , 1775 год.

By the middle of the 18th century, the botanical booty resulting from the era of exploration was accumulating in gardens and herbaria – and it needed to be systematically catalogued. This was the task of the taxonomists, the plant classifiers.

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. . [ 71 ]

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; [ 64 ] он также применил понятие рода. [ 72 ] Он был первым, кто попытался вывести принципы естественной классификации, отражающие общее сходство между растениями, и разработал схему классификации, намного опередившую свое время. [ 73 ] 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. [ 74 ]

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. [ 75 ] 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, 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». [ 76 ] 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. [ 77 ]

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. [ 78 ] 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). [ 79 ] 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. [ 80 ]

Таксономия растений XVIII века завещала XIX веку точную биномиальную номенклатуру и ботаническую терминологию, систему классификации, основанную на природном сходстве, 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

[ редактировать ]
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 в себя открытие и наименование паренхима и устьица . [ 81 ]

Физиология

[ редактировать ]
Основная статья: Физиология растений

В физиологии растений научный 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. [ 82 ] Англичанин Стивен Хейлз [ 83 ] (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). Он также отметил, что «воздух составляет весьма значительную часть вещества овощей». [ 84 ] 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 обрисовал круговорот углерода в природе, хотя состав углекислого газа еще не был выяснен. [ 85 ] 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. [ 86 ]

Сексуальность растений

[ редактировать ]
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». [ 87 ]

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. [ 88 ]

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. [ 89 ]

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 . [ 90 ] 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. [ 91 ]

Основы современной ботаники девятнадцатого века

[ редактировать ]

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. [ 92 ] 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» . [ 93 ] К 1850 году активная органическая химия раскрыла структуру многих компонентов растений. [ 94 ] Хотя великая эра 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. [ 95 ]

География и экология растений

[ редактировать ]
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 Эме Бонплан (1773–1858) опубликовали о своих путешествиях массивный и весьма 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). [ 96 ] 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). [ 97 ]

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.). . [ 98 ]

Анатомия

[ редактировать ]
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. [ 99 ]

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 книге 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) и меристема Карла Нэгели (1817–1891). Также начались исследования происхождения плодолистиков и цветов , которые продолжаются и по сей день. [ 100 ]

Водные отношения

[ редактировать ]
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. [ 94 ] 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 и открытие и название осмоса французом Анри Дютроше (1776–1847). [ 101 ] Американец Деннис Роберт Хоугланд (1884–1949) обнаружил зависимость поглощения и транслокации питательных веществ растением от метаболической энергии . [ 102 ]

Цитология

[ редактировать ]
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 полностью клеточные, каждая клетка имеет собственную стенку, а Юлиус фон Закс показал непрерывность протоплазмы между клеточными стенками . [ 103 ]

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 функций. Форме и функции пластид уделялось такое же внимание, причем связь с крахмалом была отмечена уже давно. [ 104 ] 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. [ 105 ]

Морфология развития и эволюция

[ редактировать ]
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. [ 106 ]

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. [ 107 ] 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). [ 108 ]

Фиксация углерода (фотосинтез)

[ редактировать ]
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, улавливание и хранение лучистой энергии в углеродных связях (процесс, от которого зависит все живое) впервые была выяснена в 1847 году Майером , но на выяснение того, как это делалось, потребуются еще многие годы. [ 109 ] 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. [ 110 ] Связь между пигментом хлорофиллом и производством крахмала была наконец установлена ​​в 1864 году, но проследить точный биохимический путь образования крахмала начали только примерно в 1915 году.

Фиксация азота

[ редактировать ]
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 . [ 111 ]

Двадцатый век

[ редактировать ]
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. [ 112 ] Однако на уровне растительных сообществ потребуется до середины столетия консолидация работ по экологии и популяционной генетике . [ 113 ] К 1910 году эксперименты с использованием меченых изотопов использовались для выяснения биохимических механизмов 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

[ редактировать ]
Основная статья: Молекулярная биология

В 1903 году хлорофиллы a и b были разделены с помощью тонкослойной хроматографии , затем, в 1920-х и 1930-х годах, биохимики, в частности, 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. [ 114 ] Наряду с этими открытиями было открытие растительных гормонов или «веществ роста», в частности ауксинов (1934 г.), гиббереллинов (1934 г.) и цитокининов (1964 г.). [ 115 ] и эффекты фотопериодизма , контроль процессов растений, особенно цветения, относительной продолжительностью дня и ночи. [ 116 ]

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, с помощью «отпечатков пальцев». молекулярные часы ».

Компьютеры, электронные микроскопы и эволюция

[ редактировать ]
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. [ 117 ]

Просвечивающая и сканирующая электронная микроскопия середины века представили новый уровень разрешения структуры материи, перенеся анатомию в новый мир « ультраструктуры ». [ 118 ]

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. . [ 119 ] 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-е годы молекулярный анализ выявил эволюционное отличие грибов от других организмов около 1 миллиарда лет назад – достаточное основание для создания уникального царства, отдельного от растений. [ 120 ]

Биогеография и экология

[ редактировать ]
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. [ 121 ] 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. [ 122 ]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  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. ^ Краткая история науки в Индии (ред.) Д.М. Бозе, С.Н. Сен и Б.В. Суббараяппа . Индийская национальная академия наук. 1971-10-1 п. 388. {{cite book}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка )
  32. ^ Маджумдар 1982 , стр. 356–411
  33. ^ Краткая история науки в Индии (ред.) Д.М. Бозе, С.Н. Сен и Б.В. Суббараяппа . Индийская национальная академия наук. 1971-10-1 п. 56. {{cite book}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка )
  34. ^ Фахд 1996 , с. 815
  35. ^ Перейти обратно: а б Мортон 1981 , с. 82
  36. ^ Паворд 2005 , стр. 11–13
  37. ^ Паворд 1999 .
  38. ^ Сакс 1890 , с. 19
  39. ^ Перейти обратно: а б Сакс 1890 , с. 3.
  40. ^ Сакс 1890 , стр. 3–4.
  41. ^ Перейти обратно: а б Рид 1942 , с. 65
  42. ^ Арбер 1986 , стр. 119–124.
  43. ^ Рид 1942 , с. 68
  44. ^ Арбер в Оливере 1913 , стр. 146–246.
  45. ^ Генри 1975 , стр. 631–46.
  46. ^ Мортон 1981 , с. 145
  47. ^ Бак 2017 .
  48. ^ Перейти обратно: а б Джейкобсон 2014 .
  49. ^ Уильямс 2001 .
  50. ^ Штейр 1996 , Пролог.
  51. ^ Женщины в ботанике
  52. ^ Спенсер и Кросс, 2017 , стр. 43–93.
  53. ^ Перейти обратно: а б Конан 2005 , с. 96 .
  54. ^ Сакс 1890 , с. 18
  55. ^ Мортон 1981 , стр. 120–4.
  56. ^ Жерар 1597 г.
  57. ^ Джонсон 1629 г.
  58. ^ Паворд 2005 , стр. 5–10
  59. ^ Джонсон 1636 г.
  60. ^ Конан 2005 , стр. 121, 123 .
  61. ^ Бетанкур и Эгмонд 2007 .
  62. ^ Паворд 2005 , с. 16
  63. ^ Хелмсли и Пул 2004 .
  64. ^ Перейти обратно: а б Мейер 1854–1857 гг.
  65. ^ Уиллс 2011 , с. 76 .
  66. ^ Голдгар 2007 , с. 34 .
  67. ^ Арбер 1986 , с. 270
  68. ^ Арбер в Оливере 1913 , стр. 44–64.
  69. ^ Мортон 1981 , стр. 178–80.
  70. ^ Рид 1942 , стр. 110–1
  71. ^ Woodland 1991 , стр. 372–408.
  72. ^ Рид 1942 , стр. 71–3
  73. ^ Мортон 1981 , стр. 130–40.
  74. ^ Мортон 1981 , стр. 147–8.
  75. ^ Рид 1942 , стр. 82–3
  76. ^ Мортон 1981 , стр. 196–216.
  77. ^ Woodland 1991 , стр. 372–375.
  78. ^ Стафлеу 1971 , с. 79
  79. ^ Рид 1942 , с. 102
  80. ^ Мортон 1981 , стр. 301–11.
  81. ^ Рид 1942 , стр. 88–9
  82. ^ Рид 1942 , с. 91
  83. ^ Дарвин в Оливере 1913 , стр. 65–83.
  84. ^ Мортон 1981 , с. 250
  85. ^ Рид 1942 , с. 107
  86. ^ Мортон 1981 , с. 338
  87. ^ Рид 1942 , с. 96
  88. ^ Рид 1942 , с. 97
  89. ^ Рид 1942 , с. 98
  90. ^ Рид 1942 , с. 138
  91. ^ Рид 1942 , с. 140
  92. ^ Рейнольдс Грин 1909 , с. 502
  93. ^ Мортон 1981 , с. 377
  94. ^ Перейти обратно: а б Мортон 1981 , с. 388
  95. ^ Мортон 1981 , с. 372
  96. ^ Мортон 1981 , с. 364
  97. ^ Мортон 1981 , с. 413
  98. ^ Рид 1942 , стр. 126–33
  99. ^ Мортон 1981 , стр. 368–370.
  100. ^ Мортон 1981 , стр. 386–395.
  101. ^ Мортон 1981 , стр. 390–1.
  102. ^ 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 .
  103. ^ Мортон 1981 , стр. 381–2.
  104. ^ Рид 1942 , стр. 154–75
  105. ^ Мортон 1981 , с. 453
  106. ^ Рейнольдс Грин 1909 , стр. 7–10, 501.
  107. ^ Мортон 1981 , стр. 343–6.
  108. ^ Мортон 1981 , стр. 371–3.
  109. ^ Рид 1942 , с. 207
  110. ^ Рид 1942 , с. 197
  111. ^ Рид 1942 , стр. 214–40
  112. ^ Мортон 1981 , с. 448
  113. ^ Мортон 1981 , с. 451
  114. ^ Мортон 1981 , с. 460
  115. ^ Мортон 1981 , с. 461
  116. ^ Мортон 1981 , с. 464
  117. ^ Мортон 1981 , с. 454
  118. ^ Мортон 1981 , с. 459
  119. ^ Мортон 1981 , с. 456
  120. ^ Брунс 2006 .
  121. ^ Мортон 1981 , с. 457
  122. ^ де Кандоль 1885 .

Библиография

[ редактировать ]
Смотрите также: Библиография ботаники.

Книги

[ редактировать ]

История науки

[ редактировать ]

История ботаники, сельского хозяйства и садоводства

[ редактировать ]

Античность

[ редактировать ]

Британская ботаника

[ редактировать ]

Культурология

[ редактировать ]

Ботаническое искусство и иллюстрация

[ редактировать ]

Исторические источники

[ редактировать ]

Библиографические источники

[ редактировать ]

Статьи

[ редактировать ]

Веб-сайты

[ редактировать ]
Национальная медицинская библиотека

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=History_of_botany&oldid=1241268949"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: bf608422991c87be423b38e522f29865__1724132700
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/bf/65/bf608422991c87be423b38e522f29865.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.)