Б > БО БотаникаБОТАНИКААвторы: А.К. СытинБОТАНИКА (от греч. βοτανιϰή, лат. botanicus - относящийся к растениям), комплекс наук о растениях; один из разделов биологии. Познание мира растений на молекулярном уровне осуществляется биохимией и биофизикой, на клеточно- организменном - цитологией и морфологией (включая анатомию и эмбриологию растений, а также карпологию - учение о плодах и палинологию - учение о пыльце), на популяционно-видовом - репродуктивной биологией (учение о циклах воспроизведения растений). Процессы жизнедеятельности растений на уровне тканей, клеток и внутриклеточных субъединиц, а также механизмы фотосинтеза, дыхание, передвижение веществ исследует физиология. На ценотическом уровне растит. покров изучается геоботаникой, на биотическом - флористикой, географией растительности. Взаимосвязь организмов и среды исследует экология растений. Генетика растений составляет часть соответствующей общебиологич. науки. Синтезом всех наук о растениях является ботанич. систематика, различающая и обозначающая организмы, таксономически классифицирующая многообразие растений не только ныне живущих, но и вымерших (палеоботаника) и позволяющая оценить степень эволюц. родства организмов (филогения). Методологически она сформировалась в процессе изучения высших (сосудистых) растений - цветковых, а также голосеменных, папоротников, хвощей и плаунов. Моховидными, как особой линией эволюции высших растений, занимается бриология. Водоросли изучает альгология, лишайники - лихенология. Ботанич. систематика - единственная из биологич. дисциплин, сохранившая лат. язык для морфологич. описания нового таксона, необходимого для признания законным его науч. названия (ботанич. номенклатура). Различая вымершие виды, палеонтологич. систематика предоставляет богатый материал для реконструкции развития растит. мира, используемый как теорией эволюции, так и геологией, стратиграфией, палеогеографией и палеоклиматологией. Независимым источником синтеза ботанич. знаний (ещё с кон. 19 в.) стала ботаническая география. Учение о происхождении флоры (флорогенетика) анализирует структуру слагающих её пространственно-временных генетических элементов и представляет собой синтез систематики, ботанической географии и палеоботаники. Прикладные дисциплины Б. включают интродукцию растений, дендрологию, растениеводство, фитопатологию, ботанич. ресурсоведение, этноботанику (изучает использование растений разл. этнич. группами населения земного шара). Зарождение ботаники и её становление на ранних этапах развитияБ. дифференцировалась как рациональное знание в эпоху древнейших культур человечества. Верование в сакральное посредничество растений с животворящим космосом сочеталось с использованием их полезных свойств первобытным человеком. В традиц. культурах Крайнего Севера или аборигенных племён тропич. Америки, Африки и Океании различают и используют сотни видов растений. Др.-кит. иероглифы - пиктограммы, обозначавшие целебные свойства лекарственных растений (восходят к 3-2-му тыс. до н. э.), приписывали «божественному земледельцу» Шэнь-нуну, считавшемуся первым «фармакологом». Трактат «Шэнь-нун бэн-цао» («Корни и травы Шэнь-нуна»), датируемый периодом с 206 до н. э. до 220 н. э., стал каноном кит. медицины, а кн. «Синь Сю бэнь-цао» («Заново составленное описание корней и трав»), написанная в танском государстве (618-907), очевидно, являлась первым иллюстрированным травником. Сохраняя преемственность традиции от начала земледелия в эпоху неолита (6-5-е тыс. до н. э.), высокоразвитые цивилизации древнейших государств Месопотамии (сады Вавилона) и Древнего Египта (ремесло изготовления папирусных свитков) достигли поразительных результатов в области селекции и культивирования растений. Науч. познание мира стало возможным в Древней Греции, где трудами афинской перипатетической школы разрабатывались принципы субстанциального понимания живой материи. Ученик Аристотеля Теофраст в «Исследовании о растениях» анализировал сходство и различие их с животными, предложил схему классификации жизненных форм (деревья, кустарники, полукустарники, травы), рассмотрел взаимоотношения организма и среды, привёл сведения о географич. распространении видов, т. е. наметил суть проблематики и методологии Б., а потому справедливо почитается одним из её отцов. В поздней античности прагматизм возобладал над духом творч. познания обитаемого мира, обратив науку к нуждам практич. медицины и земледелия. Греч. врач Диоскорид описал ок. 600 растений, различая ароматические, пищевые, лекарственные и используемые в виноделии. Наиболее полный для своего времени свод ботанич. сведений представил Плиний Старший в труде «Естественная история» (ок. 1000 видов). Анонимный автор «Геопоник» (10 в.) - одной из энциклопедич. сводок, задуманных Константином VII Багрянородным, обогатил Б. опытом земледелия и фармакопеи отдалённых провинций Визант. империи и прилежащих стран. Популярные во времена династии Палеологов рукописные алфавитные лексиконы - «Травники» содержали сведения о целебной и магич. силе растений, причём легендарные свойства растений и животных перетолковывались в духе христианского символизма; при этом умозрительность теологич. доктрины выхолащивала естеств.-науч. содержание античных первоисточников. Араб. врач Ибн Сина оставил многотомную энциклопедию («Книга исцеления»), заключит. разделы которой посвящены Б. и зоологии. Вобрав опыт греч., рим., инд. и ср.-азиат. медицины, эти труды стали обязательными пособиями для медиков ср.-век. Европы. К познанию природы вернулись католич. монахи. Предвосхищая совр. науч. представления, доминиканец Альберт Великий по строению стебля различал среди цветковых однодольные и двудольные, а также указал на особое положение грибов в системе органич. мира, рассматривая эту группу как промежуточную между животными и растениями. Вместе с тем он разделял и предрассудки наивного трансформизма, допуская возможность перерождения ячменя в пшеницу. Его ученик Фома Аквинский усовершенствовал систему логич. предпосылок, на основе которой в дальнейшем формировались принципы линнеевской классификации и номенклатуры, в преддарвиновский период - логич. категории таксономии Дж. Бентама, в совр. период - метод филогении, разработанный нем. энтомологом В. Хеннингом.Ботаника в 16-17 ввРасцвет гуманистич. культуры эпохи Возрождения, жажда познания мира способствовали культивированию экзотич. растений, ранее доставлявшихся в Европу только с караванами Великого шёлкового пути. В поисках стран, где произрастали пряности (корица, гвоздика, имбирь, перец), экспедиции Колумба, Васко да Гамы, Магеллана и др., открыв новые континенты, одарили Европу неизвестными ранее растениями. Создавались первые ботанические сады, возникали союзы естествоиспытателей - Академии в Неаполе (1560) и Флоренции (1657). Во 2-й пол. 16 в. появился гербарий. А. Чезальпино попытался упорядочить 1500 видов известных ему растений в первой искусств. системе, основанной на признаках плодов и семян. Нем. ботаник В. Корд, совершенствуя метод описат. морфологии растений и терминологию, создал модель словесного описания вида, увидел в общем плане строения растения сравнит. соотношение частей, предваряющее понятие «гомология». В 1555 К. Геснер описал смену растительных формаций в зависимости от высоты горных поясов над уровнем моря - феномен, изучение которого породило многие направления в исследовании растений. На рубеже 16-17 вв. появились важнейшие сводки, упорядочившие результаты изучения растений предшествующего периода. И. Баугин в посмертно опубликованной «Всеобщей истории растений» (1650) описал ок. 5000 видов, большинство - с изображениями, а 40-летний труд его брата К. Баугина увенчался кн. «Pinax theatri botanici» («Перечень зрелища ботанического», 1623), в которой он упорядочил номенклатуру, сведя в синонимы множество названий растений. Ж. Турнефор, обозначив понятие рода как таксономич. единицы, и Дж. Рей, усовершенствовав процедуру классификации, приблизились к созданию естеств. системы. М. Мальпиги, описав микроструктуру листа, стебля и корня, и Н. Грю, установив понятие о растит. тканях, заложили основы анатомии растений.Ботаника в 18 вЭтот период связывается прежде всего с именем К. Линнея, предложившего искусств. классификацию, в основе которой - особенности строения цветка и число тычинок, что позволяло надёжно находить место любому растению. При этом Линней ясно разрешал две методические задачи - идентификацию растений и создание естественной системы, упорядочивающей высшие таксоны - порядки и классы. Последнюю он считал делом будущего и сосредоточил внимание на объёме рода, который, как он полагал, является природным, естеств. образованием. В труде «Species plantarum» («Виды растений») им описаны более 7000 видов и последовательно применён принцип бинарной номенклатуры; дата опубликования книги (1753) стала важнейшим хронологич. рубежом ботанич. систематики. Благодаря Линнею престиж Б. в 18 в. достиг кульминации. Одно из первых ботанич. изданий в России - составленное И.Х. Буксбаумом иллюстрированное описание растений, собранных им во время дипломатич. миссии в Константинополь («Plantarum mimus cognitarum Centurial», vol. 1-5, 1728-40). И. Гмелин обрабатывал ботанич. коллекции Великой Северной (Второй Камчатской) экспедиции для издания «Flora sibirica» («Флора сибирская», т. 1-4, 1747-69). В ботанич. саду Академии на Васильевском о- ве в С.-Петербурге не только выращивались вновь описанные растения, но и велись классич. эксперименты нем. ботаником Й.Г. Кёльрейтером по гибридизации, доказывавшие наличие пола у растений, а также наблюдения К.Ф. Вольфа о формировании органов растений, нашедшие отражение в его кн. «Теории генерации» (1759). Ж. де Бюффон, противопоставляя значимость естеств. родства искусств. системам и выделяя в текущих в природе процессах лишь постепенность и непрерывность, считал дискретный принцип линнеевской классификации «метафизич. ошибкой», а способ соединения в группы наиболее сходных особей, видов и т. д. - единственно целесообразным методом изучения органич. мира. Остроумие и дар убеждения Бюффона оказали влияние на системы франц. ботаников М. Адансона - автора «Семейств растений» (1764) и Б. Жюссьё, сгруппировавшего растения в 65 естеств. порядков (1759). В России оппонентами искусств. классификации Линнея были И. Амман, сторонник системы Турнефора, расположивший по ней академич. гербарий, и И. Сигизбек. Критич. отношение к реформе Линнея постепенно сменялось признанием. Д. Гортер отредактировал по системе Линнея посмертно изданный труд исследователя Камчатки С.П. Крашенинникова «Flora ingrica» («Флора Ингрии», 1761). П.С. Паллас и И.А. Гильденштедт утвердили принципы линнеевской номенклатуры. Их участие (наряду с С.Г. Гмелином-младшим, И. Фальком, И.И. Лепёхиным, И. Георги) в Физич. экспедиции АН с целью всестороннего изучения природы, географии и ресурсов России было исключительно плодотворным. Первые части первого тома «Flora Rossica» (1784-88) Палласа - «Описание растений Российского государства» (1786) - были изданы на средства имп. Екатерины II с роскошными иллюстрациями, что утверждало престиж Б., ставшей особенно популярной после публикации «Писем о ботанике» Ж.Ж. Руссо (1781). Исследования англ. ботаника С. Гейлса о движении воды в растении и транспирации, нашедшие отражение в кн. «Статика растений» (1727), положили начало эксперим. физиологии в Б., продолженной работами Дж. Пристли, который установил зависимость между солнечным светом и выделением кислорода растением (1774), ставшее началом разработки учения о фотосинтезе.Ботаника в 19-20 ввГосподствовавший в эпоху Просвещения статичный метод описат. Б. (кон. 18 - нач. 19 вв.) сменился интересом к анализу протекающих в природе процессов. Одним из основополагающих законов естествознания становилась идея развития. Новые направления возникали на стыке наук. Так, синтез географии, климатологии и Б. породил учение о зональном характере растительности, географии, экологии и физиономич. типах растений А. Гумбольдта. В немалой степени оно было инспирировано влиянием И.В. Гёте, в свою очередь разрабатывавшим концепцию морфологии растений как науки о строении тела, познающей природу органа в его видоизменениях (метаморфозах). Статус самостоят. области знания обрела палеоботаника. Публикация кн. «Флора древних эпох» (1820) нем. ботаника К. Штернберга утвердила номенклатуру палеоботанич. названий. Увлечение Б. и метеорологией гр. А.К. Разумовского способствовало формированию коллекций ботанич. сада в Горенках под Москвой, пополняемых экспедициями в отдалённые районы России и экзотич. страны. Возглавлявший его Ф.Б. Фишер стал впоследствии директором Императорского ботанич. сада, основанного в С.-Петербурге в 1823. Др. ботанич. центром явился Дерптский (впоследствии Юрьевский, ныне Тартуский) ун-т, где нем. ботаник К.Ф. Ледебур составил первую полную сводку «Flora Rossica» («Флора России», т. 1-4, 1841-53), насчитывавшую св. 6500 видов растений, и основал дерптскую школу флористов-систематиков (А.А. Бунге, К.И. Мейер и др.). Вместе с трудом «Flora baicalensidahurica» («Флора байкало-даурская», 1842-45) Н.С. Турчанинова они открыли перспективы в изучении флоры Евразии. Новый характер универсального знания требовал всемирного масштаба обобщений. О. Декандоль приступил к созданию многотомной «Естественной системы растительного царства», в которой намеревался дать описания всем известным науке видам. Гигантский труд продолжил его сын А. Декандоль, работы которого «Ботаническая география» (1855), «Фитогеография» (1880), «Происхождение культурных растений» (1882) открыли новые области исследований. Впоследствии эти труды стимулировали поиск Н.И. Вавиловым очагов разнообразия дикорастущих форм, используемых в селекции земледельч. культур Земли. Усовершенствование инструментальных методов исследования способствовало познанию тончайших структур и функций растений. Понятие о клетке как универсальной единице живой материи, привнесённое Л. Океном, легло в основу клеточной теории M. Шлейдена. Установление гомологий органов размножения высших споровых и голосеменных растений В. Гофмейстером (1851) положило начало сравнит. методу эволюционной морфологии, разрабатывавшемуся учёными моск. школы Б. И.Н. Горожанкин исследовал механизмы оплодотворения у голосеменных растений (1880), его ученик В.И. Беляев, изучая развитие мужского гаметофита у семенных папоротников и голосеменных, установил гомологичность их структур пыльцевой трубке цветковых растений, С.Г. Навашин открыл двойное оплодотворение у покрытосеменных (1898). Эти исследования явились крупнейшим вкладом отеч. школы цитологов и эмбриологов в изучение размножения и эволюции растений. Точные эксперименты в области жизнедеятельности растений, проведённые нем. учёным Ю. Саксом в 1850-60-х гг., способствовали обособлению физиологии растений. Восприятие природы как единого целого повлияло на формирование представлений о взаимосвязи организма с окружающей средой, впервые отмеченной А.Н. Бекетовым, основателем петербургской школы Б., из которой вышли К.А. Тимирязев, Г.И. Танфильев, Н.И. Кузнецов, А.Н. Краснов, В.Л. Комаров, И.Ф. Шмальгаузен. Для рос. школы геоботаники, изучавшей растительность как часть природного комплекса, основополагающими стали исследования И.Г. Борщова, Ф.И. Рупрехта, А.Ф. Миддендорфа о взаимосвязи растит. покрова и среды. Взаимовлияние теоретич. достижений в области страноведения и географии наиболее ярко проявилось в учениях В.В. Докучаева о естественно-историч. (ландшафтных) зонах, Г.Ф. Морозова - о лесе, в концепции биогеоценоза В.Н. Сукачёва. Достигнутый к сер. 19 в. уровень знаний о природе и разнообразии органич. мира сделал неизбежным изменение отношения к естеств. системе, отныне призванной отражать представления о преемственности генеалогич. связей. Филогенетич. система Э. Геккеля, графически уподоблявшая развитие растит. мира ветвистому древу (1866), упрочила понятие о дивергенции. Эволюц. идеи в те годы отразились в разнообразии вариантов систем. Нем. ботаник А. Браун подчёркивал (1864) ступенчатость развития от низших растений к высшим. Его соотечественники А. Энглер и К. Прантль детально разработали филогенетич. концепцию эволюции растит. царства до уровня родов в 20-томном издании «Естественные семейства растений» (1887-1899). Феномен изменчивости организмов, осмысленный как элемент интегративной целостности флоры, рассматривался в учении о гетерогенезисе С.И. Коржинского (1899), в котором расы растений выступали в качестве систематико- географич. единиц. Это позволило связать процесс видообразования с эволюцией растит. покрова. Понимая флору как живую, подвижную сущность, Коржинский явился провозвестником системного подхода в её изучении. Идеи филогенетич. географии растений Энглера вдохновили мысль А.Н. Краснова об автохтонном характере преобразования не отдельных таксонов, а самого типа флоры; гипотезы М.Г. Попова о происхождении флоры Древнего Средиземья в результате разнонаправленных миграций и автохтонного преобразования выросли в науку о флорогенезе. Близкая системе Энглера «псевдантовая теория» австр. ботаника Р. Веттштейна (1901) рассматривала в качестве наиболее примитивного типа растения, имеющие раздельнополые, опыляемые ветром цветки. Альтернативой ей стала гипотеза происхождения цветковых растений нем. ботаника Х. Галлира (1868- 1932), согласно которой предковой группой покрытосеменных являлись беннеттитовые или саговниковые с обоеполыми стробилами; их производные - насекомоопыляемые многоплодниковые, в свою очередь, стали прародителями всех линий цветковых растений (1893). Исходный тип полимерного спирального насекомоопыляемого цветка по отношению к олигомерному ветроопыляемому лежал и в основе систем амер. ботаника Ч. Бэсси, создателей «стробилярной» теории цветка англ. палеоботаников Е. Арбера и Дж. Паркина (1907), а также Дж. Хатчинсона. Совр. вариантами интерпретации этой модели являются системы А.Л. Тахтаджяна и амер. исследователя А. Кронквиста. Понятийный аппарат геоботаники разрабатывали А. Гризебах («Растительность земного шара», 1872) и дат. ботаник Й. Варминг («Экологическая география растений», 1896). Интегрирующую роль в исследованиях всеобщей классификации растительности играют методы фитосоциологич. синтаксономии швейц. геоботаника Ж. Браун-Бланке, базирующиеся на выделении характерных видов, воплощающих экологич. своеобразие ассоциации. Совершенствование методов исследований позволило расширить набор таксономич. признаков, что послужило основой пересмотра систематики мн. групп. Теоретич. задачи ботанич. географии, впервые поставленные Н.И. Кузнецовым, решались в области геоботанич. картографирования. Гл. итогом его стала карта растительности СССР в масштабе 1:4000000 (1956) под ред. Е.М. Лавренко. Развивался и количественный метод статистич. географии растений, восходящий к идеям А. Декандоля, а столетием позже воплотившийся в учении о конкретных флорах А.И. Толмачёва. По инициативе и при непосредственном участии В.Л. Комарова началось издание монументального труда «Флора CCCР» (т. 1-30, 1934-64), завершившегося уже после его смерти; в нём содержалось описание 17520 видов растений; к 1995 число видов составило 21770. Стремительный темп описания новых для науки видов к кон. 20 в. сопровождается появлением списков исчезнувших видов. В 1975 издана «Красная книга: Дикорастущие виды флоры СССР, нуждающиеся в охране» под ред. А.Л. Тахтаджяна, подготовленная к 12-му Междунар. ботанич. конгрессу в Ленинграде. Годом позднее опубликован список исчезающих видов растений Европы («List of rare, threatened and endemic plants in Europe by the IUNC of Nature and Natural Resourcess»). Наиболее редкие виды растений указаны в «Красной книге РСФСР: Растения» (1988). Создание новой совр. «Флоры России» входит в число одной из осн. задач отеч. ботаники.Актуальные проблемы ботаникиРоль Б. в познании структуры, функций и закономерностей растит. покрова планеты соразмерна масштабу космич. роли растений, определяющих состав земной атмосферы, характер климата, почв и недр, способствовавших эволюции мира животных и развитию человечества. Культивирование растений рождало великие аграрные цивилизации Земли, а эстетич. влияние формировало мировую культуру. В достижении гармонии общества и природы, в воспитаниии мировоззрения педагогич. роль Б. трудно переоценить, поэтому актуальны разнообразные меры популяризации знаний о растениях. Приоритетом Б. остаётся всестороннее изучение природной флоры земного шара, составляющей далеко не познанный ресурс пищевых, лекарственных и экономически значимых растений, потенциально составляющих селекционный материал для молекулярных биотехнологий. Рекомендации ботаников необходимы при восстановлении растит. покрова обнажённых субстратов (бедлендов): развеваемых песков, горных склонов, берегов и др. ландшафтов, испытавших деструктивное антропогенное влияние, вызывающее катастрофич. последствия (лавины, оползни, сели, цунами, загрязнение и обмеление рек и озёр). Изучение продуктивности растит. сообществ в биосфере важно для сохранения и восстановления экосистем океана и суши Земли, а также прогнозирования последствий экологич. кризиса. Для сохранения разнообразия природных растит. ресурсов необходимы срочные меры, регулирующие сохранение генофонда растений.Ведущие ботанические учреждения, международные организации, периодическая печатьВ России исследования в области Б. проводятся в институтах РАН, ряде отраслевых институтов, на кафедрах ботаники университетов и др. высших учебных заведений, в ботанич. садах, а также в действующей сети заповедников. К числу важнейших науч. учреждений относятся Ботанический институт им. В.Л. Комарова РАН, Ботанич. сад кафедры ботаники и геоботаники МГУ, Главный ботанический сад РАН (Москва), Центральный Сибирский ботанический сад СО РАН (Новосибирск). Крупнейшими ботанич. центрами за рубежом являются: Королевский ботанич. сад Кью и Британский музей естеств. истории (Лондон), Музей естеств. истории (Париж), Ботанич. музеи Женевы и Берлин-Далема, Ботанич. сад (Нью-Йорк). Актуальные проблемы Б. обсуждаются на Междунар. ботанич. конгрессах, определяющих не только правила ботанич. кодекса, но и общую стратегию развития науки. Первый конгресс состоялся в 1900 в Париже, семнадцатый - в 2005 в Вене. Работы по Б. публикуются во многих периодич. изданиях, в том числе в ж. Междунар. ассоциации по таксономии растений «Taxon» (Вена, с 1951), а также «Willdenowia» и «Englera» (Берлин-Далем, соответственно с 1953 и 1979), «Boissiera» (Женева, с 1936), в «Ботаническом журнале» (П., с 1916), «Бюллетень МОИП. Отдел биологический» (М., с 1922), «Новости систематики высших растений» (СПб., с 1964), «Canadian Journal of Botany» (Оттава, с 1929), «The Botanical Magazine» (Токио, с 1887), «Bulletin de la Socie ́ te ́ botanique de France» (Париж, с 1854). Важнейший номенклатурно - библиографич. ботанич. справочник - «Index Kewensis Plantarum Phanerogamarum» (Оксфорд, с 1895, ныне сетевое издание). Всемирный контроль и защиту растений призвана осуществлять междунар. организация (США) International Association for the Plant Protection Sciences (IAPPS), публикующая материалы в ж. «Crop Protection» («Защита урожая»). Немалую роль в разработке проблем Б. играют обществ. организации и науч. общества - Рус. ботанич. об-во (1915), Моск. об-во испытателей природы (МОИП; 1805), Лондонское ботанич. об-во (1836) и мн. др.Литература Лит.: Максимов Н.А. Очерки по истории русской ботаники. М., 1947; Феофраст. Исследование о растениях. М., 1951; Русские ботаники. Биографо- библиографический словарь. М., 1947-1952. Т. 1-4; Баранов П.А. История эмбриологии растений в связи с развитием представлений о зарождении организмов. М., 1955; Stafleu F. A. Linnaeus and the Linnaeans. The spreading of their ideas in systematic botany, 1735-1789. Utrecht, 1971; Stafleu F. A., Cowan R. S. Taxonomic literature: a selective guide to botanical publication and collections with dates, commentaries and types. 2nd ed. Utrecht a. o., 1976-1988. Vol. 1-7; Лебедев Д.В. Очерки по ботанической историографии (XIX - начала XX в.). Л., 1986; Arber A. Herbals: Their origin and evolution: a chapter in the history of botany, 1470-1670. 3rd ed. Camb., 1987; Линней К. Философия ботаники. М., 1989; Jahn I. Grundzu ̈ ge der Biologiegeschichte. Jena, 1990; Работнов Т.А. История фитоценологии. М., 1995; Stafleu F. A., Mennega E. A. Taxonomic litterature: Supplement. Koenigstein. 1992-2000. Vol. 1-6; Скворцов А.К. Систематика на пороге XXI в. Традиционные принципы и основы с точки зрения сегодняшнего дня // Журнал общей биологии. 2002. Т. 63. № 1; Lehrbuch der Botanik fu ̈ r Hochschulen / Begr. E. Strausburger. 35. Aufl. Hdlb.; B., 2002; Камелин Р.В. Лекции по систематике растений. Барнаул, 2004. |
 |