Botanika je znanost o biljkama. Botanika pokriva širok raspon problema: obrasce vanjske i unutarnje strukture (morfologija i anatomija) biljaka, njihovu taksonomiju, razvoj tijekom geološkog vremena (evolucija) i obiteljske odnose (filogenija), značajke nekadašnje i suvremene rasprostranjenosti na zemljinoj površini ( biljna geografija), odnosi s okolišem (biljna ekologija), sastav vegetacije (fitocenologija, ili geobotanika), mogućnosti i načini gospodarskog korištenja biljaka (botanička znanost o resursima, ili ekonomska botanika).
Metode istraživanja Botanika koristi metode promatranja i komparativne, povijesne i eksperimentalne metode, uključujući prikupljanje i sastavljanje zbirki, promatranje u prirodi i na pokusnim područjima, pokuse u prirodi iu specijaliziranim laboratorijima te matematičku obradu dobivenih podataka. Uz klasične metode bilježenja pojedinih svojstava proučavanih biljaka koristi se cijeli arsenal suvremenih kemijskih, fizikalnih i kibernetičkih metoda istraživanja.
Teofrast 372 -287 PRIJE KRISTA e. Melantov sin. Iz Eresa (Lezbos). starogrčki filozof. Bio je Aristotelov učenik, 322. pr. e. postao njegovim nasljednikom, a samim tim i poglavarom peripatetičke škole. "Peripatetik" se posvetio proučavanju prirodnih znanosti, kao što su botanika, mineralogija, zoologija, fizika, astronomija, meteorologija, te je napisao 18 knjiga o povijesti prirodne filozofije. Ponekad je broj učenika u njegovoj školi dosegao 2000 ljudi. Godine 286. pr. e. Teofrast je prestao s radom. Međutim, izvornik skulpturalnog portreta koji je došao do nas, po svoj je prilici nastao za njegova života.
U Rusiji su u 15.-17. stoljeću opisi ljekovitih biljaka prevedeni s grčkog, latinskog i europskih jezika i prepisani. U 18. stoljeću, koristeći strukturu cvijeta kao osnovu za svoj umjetni sustav, Linnaeus je biljni svijet podijelio u 24 klase. Linnaeusov sustav nije dugo nadživio svog tvorca, ali je njegov značaj u povijesti botanike ogroman.
19. stoljeće obilježeno je intenzivnim razvojem prirodnih znanosti općenito. Brzo su se razvijale i sve grane botanike. Presudan utjecaj na taksonomiju imala je evolucijska teorija Charlesa Darwina.
Takhtadzhyan Armen Leonovich (1910 -2009), Glavni radovi o sistematici evolucijske morfologije i filogenije viših biljaka, porijeklo cvjetnica, fitogeografija, paleobotanika. Razvio je sustav viših biljaka i detaljan sustav cvjetnica, te predložio verziju sustava organskog svijeta. Stvorio je školu morfologa i taksonomista biljaka. Pod uredništvom i uz sudjelovanje T. objavljeni su "Flora Armenije" i "Fosilne cvjetnice SSSR-a" (sv. 1, 1974). T. - predsjednik All-Union Botanical Society (od 1973). Predsjednik Odsjeka za botaniku Međunarodne unije bioloških znanosti (od 1975.) i Međunarodne udruge za taksonomiju biljaka (od 1975.). Član Nacionalne akademije znanosti SAD-a (1971.), Finske akademije znanosti i književnosti (1971.), Njemačke akademije prirodoslovaca “Leopoldina” (1972.), Linneovog društva u Londonu (1968.) i drugih znanstvenih društava. Nagrada nazvana po V. L. Komarov s Akademije znanosti SSSR-a (1969.) za monografiju "Sustav i filogenija cvjetnica" (1966.).
Osnovni organi biljaka Građa tijela više biljke može se prikazati na sljedeći način: Svi organi biljke dijele se na vegetativne i generativne: - vegetativni organi - korijen, izdanak (stabljika, list, pupoljak) i njihove metamorfoze; - generativni organi – cvijet, cvat, plod, sjeme. Metamorfoza (od grčkog metamórphosis - transformacija) u biljkama, modifikacije glavnih organa biljke, obično povezane s promjenom funkcija koje obavljaju ili radnih uvjeta. Metamorfoza se događa u biljnoj ontogenezi i sastoji se u promjeni tijeka individualnog razvoja organa koji se razvio i učvrstio u procesu evolucije.
Vegetativni organi biljaka su dijelovi biljke koji obavljaju osnovne funkcije prehrane i izmjene tvari s vanjskim okolišem. Vegetativni organi su: - lisnati izdanci koji osiguravaju fotosintezu; - korijenje koje osigurava opskrbu vodom i mineralnu prehranu. Vegetativni organi mogu obavljati funkcije vegetativnog razmnožavanja.
KORIJEN Korijen je glavni vegetativni organ biljke koji tipično obavlja funkciju ishrane tla. Korijen je aksijalni organ koji ima radijalnu simetriju i neograničeno raste u duljinu zahvaljujući aktivnosti apikalnog meristema. Morfološki se razlikuje od izdanka po tome što se na njemu nikada ne pojavljuju listovi, a vršni meristem uvijek je prekriven ovojnicom. Osim glavne funkcije upijanja tvari iz tla, korijenje obavlja i druge funkcije: a) korijenje učvršćuje biljke u tlu, omogućuje vertikalni rast i pucanje prema gore; b) u korijenju se sintetiziraju razne tvari (mnoge aminokiseline, hormoni, alkaloidi itd.), koje zatim prelaze u druge organe biljke; c) rezervne tvari mogu se taložiti u korijenju; d) korijenje stupa u interakciju s korijenjem drugih biljaka, mikroorganizama i gljiva koje žive u tlu.
Tipični korijeni imaju neke dodatne fiziološke značajke koje ih razlikuju od stabljike: 1) korijen je pozitivno (+) geotropan, odnosno raste okomito prema dolje pod utjecajem gravitacije; 2) negativno (-) fototropno, to se očituje u tome što korijenje izbjegava upadne zrake svjetlosti u suprotnom smjeru i 3) pozitivno (+) hidrotropno, odnosno usmjerava svoj rast u tlu prema većoj vlažnosti. Pozitivni geotropizam korijena Klijajuće sjeme Embrionalni korijen TLO
Glavni korijen je korijen koji se razvio iz embrionalnog korijena tijekom klijanja sjemena i korijen je prvog reda. Bočni korijeni koji se protežu od njega su korijeni drugog reda, na njima se razvijaju korijeni trećeg reda, itd. Obično grananje korijena ne ide više od četvrtog reda. Bočno korijenje prodire u tlo u različitim smjerovima i apsorbira vodu i soli iz velikog volumena tla. Adventivno korijenje može se pojaviti na izdancima i korijenju, ali u potonjem slučaju, za razliku od bočnih korijena, na starijim dijelovima. Ukupnost svih korijena biljke naziva se korijenski sustav. d Tipovi korijenovih sustava: Oblik: A, B – glavni korijen; B, G – vlaknasti; D – resast; prema podrijetlu: A – glavni korijenov sustav; B, C – mješoviti korijenski sustav; G – adventivni korijenski sustav; 1 – glavni korijen; 2 – bočno korijenje; 3 – adventivno korijenje stabljike; 4 – baze izdanaka.
Osnovne metamorfoze korijena Korijenovi gomolji nastaju kao rezultat zadebljanja postranih i modificiranih adventivnih korijena. sočan korijen. Glavni korijen i donji dio stabljike sudjeluju u formiranju usjeva korijena. Većina korijenskih biljaka je dvogodišnja. Retraktilni (kontraktilni) korijeni u lukovicama i izdancima koji, kada se skupe, povlače izdanak u zemlju. U tom slučaju, čini se da kontraktilni korijeni kolabiraju i postaju poprečno naborani.
Zračni korijeni su bočni korijeni koji rastu prema dolje. Apsorbirati vodu i kisik iz zraka. Potporno korijenje u obliku daske, karakteristično za velika stabla tropskih kišnih šuma. Pneumatofori (respiratorni stilirani korijeni - korijenje). Čini se da djeluju kao podrška. podzemnih bočnih korijena i rastu okomito prema gore, izdižući se iznad vode ili tla. Bakterijske kvržice na korijenju viših biljaka - suživot viših biljaka s bakterijama vezačima dušika - modificirano je bočno korijenje prilagođeno simbiozi s bakterijama.
Pri proučavanju ove teme potrebno je prvo saznati što se podrazumijeva pod organom viših biljaka, koji su čimbenici doprinijeli nastanku organa u procesu evolucijskog razvoja biljnog svijeta i kako su nastali, koji su glavni organi dodijeljena višim biljkama.
U budućnosti je potrebno razmotriti osnovne obrasce u rasporedu organa - polaritet i simetriju, te kako se oni manifestiraju u biljnom organizmu.
Kada obrađujete materijal o korijenu, morate saznati što je to, njegove glavne i pomoćne funkcije, karakteristične značajke korijena, oblik i dubinu prodiranja korijena u tlo. Zatim morate proučiti materijal o klasifikaciji korijena prema podrijetlu i funkciji. Obratite posebnu pozornost na podrijetlo i smjer rasta glavnog, dodatnog i bočnog korijena biljke. Prilikom obrade materijala o korijenskom sustavu potrebno je saznati što je to i po kojim se kriterijima klasificiraju korijenski sustavi.
Potrebno je ukratko okarakterizirati korijenske sustave prema podrijetlu, omjerom korijena različitog podrijetla u njima (glavni, kititseva i vlaknasti sustavi), intenzitetom njihove pokrivenosti tla. Zatim je potrebno saznati anatomsku građu mladog korijena, razraditi materijal o karakteristikama njegovih zona i odjeljaka (korijenova kapica, dioba, diferencijacija rasta, apsorpcija, kondukcija), pazeći na njihov smještaj u mladom korijenju, specifične funkcije, značajke stanične strukture i strukture, bilo koja tkiva obrazovana. U ovom slučaju, potrebno je detaljnije se zadržati na takvim posebnim anatomskim formacijama kao što su statocisti, inicijali, početni slojevi, korijenske dlake, trihoblasti, atrihoblasti i rizoderma.
Pri obradi materijala o primarnoj anatomskoj građi korijena potrebno je prije svega saznati zahvaljujući mekim tkivima koji nastaje i za koje skupine biljaka je karakterističan. Zatim je potrebno karakterizirati glavne dijelove primarne anatomske strukture korijena - koru, primarni korteks, središnji ili aksijalni cilindar. Prilikom karakterizacije kože potrebno je zabilježiti gdje se nalazi, kako je formirana od bilo kojeg tkiva i značajke njezine stanične strukture. Prilikom karakterizacije primarnog korteksa treba napomenuti na koje se slojeve može podijeliti, kako su smješteni, formiraju li ih neka vrsta tkiva i značajke njegove stanične strukture. Treba obratiti pozornost na endoderm, njegovu staničnu strukturu, prisutnost prolaznih stanica i njihove funkcije. Prilikom karakterizacije središnjeg cilindra potrebno je uočiti gdje se nalazi, od kojih se dijelova sastoji, od kojih se tkiva sastoji i koje funkcije obavlja. U ovom slučaju glavnu pozornost treba posvetiti vodećim kompleksima floema i ksilema, njihovoj zastupljenosti i smještaju u korijenu. Kao rezultat toga, potrebno je općenito razjasniti podrijetlo i razvoj u procesu rasta korijena glavnih anatomskih formacija primarne strukture. Prilikom obrade materijala o sekundarnoj strukturi korijena, prvo morate saznati za koje skupine biljaka je karakteristična, što uzrokuje promjene koje dovode do stvaranja sekundarnih formacija. Trebalo bi ukratko razmotriti slijed formiranja sekundarne strukture u uskoj vezi s promjenama anatomske strukture u različitim dijelovima korijena. Potrebno je jasno znati koje anatomske strukture predstavljaju tipičnu sekundarnu strukturu korijena i njegove značajke.
Pri obradi materijala o metamorfozi i specijalizaciji korijena potrebno je otkriti što uzrokuje pojavu ovih modifikacija i koje su glavne vrste modifikacija korijena poznate.
Potrebno je ukratko okarakterizirati ove vrste (korijenke, pneumatofore, potporanjke, epifitske korijenice, haustorijume, okopavine, korijenaste lukovice), naznačivši njihove karakteristike, povezanost sa životnim uvjetima i zastupljenost u različitim skupinama biljaka. Pri obradi materijala o simbiozi korijena viših biljaka s mikroorganizmima tla, prvo je potrebno naznačiti kakav tip biotičkih odnosa odražava takvu simbiozu i ulogu korijena u tome. U budućnosti je potrebno detaljnije razmotriti mikorizu, obraćajući pozornost na to što je to, kakvu ulogu ovdje imaju biljne i gljivične komponente, u kojima je gljivična komponenta zastupljena u sustavnim skupinama, koje vrste mikorize postoje i njihov kratki opis. karakteristike (osobine, zastupljenost u različitim skupinama biljaka). Pri proučavanju bakterioze potrebno je proučiti građu o tome što je to, kakva je uloga bakterija u ovoj simbiozi, kojim skupinama su zastupljene, kakvo značenje ima za biljke i tlo u cjelini, građu lukovice, te zastupljenost bakterioze u različitim skupinama biljaka.
Osnovni, temeljni funkcije korijena biljke sljedeće:
- služi kao glavni organ za apsorpciju mineralnih elemenata iz tla;
- prvenstveno sintetizira neke organske tvari koje sadrže dušik, fosfor i sumpor;
- često služi kao spremnik rezervnih hranjivih tvari;
- učvršćuje biljku u tlu.
Funkcije korijena biljaka u znanstvenom istraživanju
- Čak je I. V. Michurin utvrdio da korijenje ima vrlo značajan utjecaj na niz fizioloških karakteristika cijepljenih biljaka. Korijenje divlje podloge (detaljnije :) obično je pogoršavalo kvalitetu ploda, dok ju je korijenje kultivirane sorte poboljšavalo.
- L. S. Litvinov i N. G. Potapov pokazali su da se transformacija nekih mineralnih tvari (više detalja:) koje dolaze iz tla u složene organske spojeve događa u tkivima korijena.
- Prema N. G. Potapovu, u kukuruzu od 50 do 70% apsorbiranog dušika ulazi u nadzemni dio u obliku organskih spojeva, od kojih su do 30% aminokiseline.
- A. L. Kursanov, koristeći C 14 i N 15, (detaljnije:) utvrdio je da je ugljični dioksid koji apsorbira korijenje dio organskih kiselina. Pretvorba fosfora i sumpora također se djelomično događa u korijenju.
- I. I. Kolosov, radeći s P 32, razjasnio je pitanje transformacije fosfora u korijenju: on je ušao u nadzemne organe u obliku nukleoproteina i lipoida.
- A. A. Shmuk i G. S. Ilyina pokazali su da se stvaranje nikotina događa u korijenu biljke: kada je duhan cijepljen na korijenje rajčice i velebilja, u lišću nije bilo nikotina.
Struktura korijena
Morfološko-anatomski struktura korijena dobro prilagođen za upijanje vode i mineralnih elemenata iz tla. No, u apsorpciji mineralnih elemenata i vode ne sudjeluje cijeli korijen, već samo njegova apsorpcijska zona - dio korijena koji nosi korijenove dlačice.
Dijagram zone rasta korijena. 1 - zona korijenskih dlačica, 2 - zona izduženja, 3 - zona intenzivne diobe stanica, 4 - korijenova kapica. Korijenove dlake višestruko povećavaju usisnu površinu korijena, a time se povećava dodirna površina korijena i tla. Korijenove dlake su vrlo kratkotrajne i odumiru nakon 10-20 dana. Na rastućoj zoni korijena stalno se stvaraju nove korijenove dlake. Korijen. Funkcije. Vrste korijena i korijenski sustavi. Anatomska građa korijena. Mehanizam ulaska otopine tla u korijen i njeno kretanje u stabljiku. Modifikacije korijena. Uloga mineralnih soli. Pojam hidroponike i aeroponike.
Više biljke, za razliku od nižih, karakterizira podjela tijela na organe koji obavljaju različite funkcije. Postoje vegetativni i generativni organi viših biljaka.
Vegetativni organi su dijelovi biljnog tijela koji obavljaju prehrambene i metaboličke funkcije. Evolucijski su nastali kao rezultat usložnjavanja tijela biljaka kada su dospjele na kopno i ovladale okolišem zraka i tla. Vegetativni organi uključuju korijen, stabljiku i list.
1. Korijen i korijenski sustavi
Korijen je aksijalni organ biljaka radijalne simetrije, raste zbog apikalnog meristema i ne nosi lišće. Konus rasta korijena zaštićen je korijenovom kapicom.
Korijenski sustav je skup korijena jedne biljke. Oblik i priroda korijenskog sustava određeni su odnosom između rasta i razvoja glavnog, bočnog i adventivnog korijenja. Glavni korijen se razvija iz embrionalnog korijena i ima pozitivan geotropizam. Bočno korijenje nastaje na glavnom ili adventivnom korijenju kao grane. Karakterizira ih transverzalni geotropizam (dijageotropizam). Adventivno korijenje se pojavljuje na stabljici, korijenu i rijetko na lišću. U slučaju kada biljka ima dobro razvijeno glavno i bočno korijenje, formira se korijenski sustav koji može sadržavati i adventivno korijenje. Ako biljka razvija pretežno adventivno korijenje, a glavni korijen je neprimjetan ili ga nema, tada se formira vlaknasti korijenski sustav.
Korijenske funkcije:
Upijanje vode iz tla s u njoj otopljenim mineralnim solima.Usisnu funkciju obavljaju korijenove dlačice (ili mikorize) koje se nalaze u zoni usisavanja.
Učvršćivanje biljke u tlu.
Sinteza produkata primarnog i sekundarnog metabolizma.
Provodi se biosinteza sekundarnih metabolita (alkaloida, hormona i drugih biološki aktivnih tvari).
Pritisak korijena i transpiracija osiguravaju transport vodenih otopina mineralnih tvari kroz žile ksilema korijena (uzlazni tok), do lišća i organa za razmnožavanje.
Rezervna hranjiva (škrob, inulin) talože se u korijenu.
One sintetiziraju tvari za rast u meristematskim zonama potrebne za rast i razvoj nadzemnih dijelova biljke.
Oni ostvaruju simbiozu s mikroorganizmima tla - bakterijama i gljivicama.
Omogućite vegetativno razmnožavanje.
Kod nekih biljaka (Monstera, Philodendron) djeluju kao dišni organ.
Modifikacije korijena. Vrlo često korijeni obavljaju posebne funkcije, au vezi s tim prolaze kroz promjene ili metamorfoze. Metamorfoze korijena fiksirane su nasljedno.
Retraktilan (kontraktilan) Korijenje lukovičastih biljaka služi za uranjanje lukovice u tlo.
Skladištari korijenje je zadebljano i jako parenhimatizirano. Zbog nakupljanja rezervnih tvari poprimaju lukovite, konusne, gomoljaste i druge oblike. Korijeni za pohranu uključuju 1) korijenje u dvogodišnjim biljkama. U njihovom formiranju sudjeluje ne samo korijen, već i stabljika (mrkva, repa, cikla). 2) korijenovi gomolji – zadebljanje adventivnih korijena. Također se nazivaju korijenovi češeri(dalija, slatki krumpir, čistjak). Neophodno za ranu pojavu velikih cvjetova.
Roots - prikolice imaju biljke penjačice (bršljan).
Zračni korijeni karakterističan za epifite (orhideje). Oni biljci osiguravaju apsorpciju vode i minerala iz vlažnog zraka.
Respiratorni korijenje imaju biljke koje rastu u močvarnim tlima. To se korijenje uzdiže iznad površine tla i opskrbljuje podzemne dijelove biljke zrakom.
Stilati korijenje se stvara u drveću koje raste u priobalju tropskih mora (mangrove). Jača biljke u nestabilnom tlu.
Mikoriza– simbioza korijena viših biljaka s gljivama tla.
kvržice - tumorske izrasline kore korijena kao rezultat simbioze s kvržičnim bakterijama.
Stupasto korijenje (korijenje - nosači) položeno je kao adventivno korijenje na horizontalnim granama stabla, dopirući do tla, rastu, podupirući krošnju. indijski banyan.
Kod nekih višegodišnjih biljaka u tkivima korijena stvaraju se adventivni pupoljci koji se kasnije razvijaju u prizemne izdanke. Ti se izdanci zovu izdanci korijena, i biljke - korijenski izdanci(jasika – Populus tremula, malina – Rubus idaeus, čičak – Sonchus arvensis i dr.).
