Для чего нужно изучать ботанику
Биология
Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов
Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы
План урока:
Вспомним, что такое биология
Это слово пришло из Греции, оно происходит от слияния двух терминов: «биос» – жизнь и «логос» – учение. Биология исследует мир живой природы. Если быть точными, то – это наука, изучающая живые организмы, их строение, жизнедеятельность и отношение с окружающим миром. Она относится к дисциплинам естественного цикла. Термин появился в 1800-1802 годах, первым его придумал немецкий физиолог Карл Фридрих Бурдах. Все живые организмы на Земле разделены на 7 (теперь 8) больших групп – царств. Не обо всех этих группах пишут в наших учебниках.
Изучению этих царств посвящены разделы биологии:
Как вы видите, не все царства живой природы пока получили привилегию иметь свою собственную науку. А некоторые, например вирусы, так и балансируют на грани живого и неживого. Как же опознать, что перед нами существо из живого мира? Многие учёные и философы пробовали дать определение жизни. Но все они потом были признаны неполными и неточными. В результате споров научное сообщество договорилось судить о живом при помощи признаков (критериев).
Значит и растениям свойственны все эти признаки. Их просто надо уметь увидеть. Все их мы будет «открывать» постепенно на отдельных занятиях.
Ботаника – наука о растениях
С самого своего появления человек интересуется растениями. Он всегда получал от них доступные продукты питания, материалы для изготовления жилья и лекарственных средств. Но встречались и ядовитые виды, поэтому человеку нужно было научиться их отличать. Много тысячелетий люди накапливали знания о них, а потом появилась ботаника. Это была одна из древнейших наук.
Возникла она примерно 2,5 тыс. лет назад. Знаменитый древнегреческий врач и философ Гиппократ, живший в V-IV вв. до н. э. охарактеризовал 236 растений, обладающих лекарственными свойствами. Но основателями ботаники считаются его соплеменники и современники – философы Аристотель и Теофраст. Они умели различать более 600 разновидностей растений. Теофраст был последователем и учеником Аристотеля, он первым сумел обобщить имеющиеся тогда сведения о разновидностях флоры и записать их для потомков. Поэтому его считают «отцом» ботаники.
Римский исследователь Плиний Старший, живший в 50-70 гг. н. э. в своей энциклопедии «Естественная история» описал 1000 видов растений. В XVIII в. шведский естествоиспытатель Карл Линней представил миру более 1500 видов растений и разработал систематику органического мира. Поэтому в названиях многих растений встречается фамилия этого великого учёного: Боярышник Линнея, Мальва Линнея и др.
Теперь известно около 550 тыс. их видов. И как тысячи лет назад человек продолжает зависеть от растений. Они для него – еда, дом, одежда, сырьё для лекарств и промышленности, корм для домашних питомцев, средство улучшения настроения.
Отличительные признаки растений от других царств живой природы
Вначале проанализируйте следующие высказывания и решите – согласны вы с ними или нет.
— Все растения зелёные.
— Только растения могут создавать органические вещества из неорганических на свету.
— Химические элементы растения всасывают корнем.
— Они могут расти всю жизнь, пока не умрут.
А теперь проверьте свои ответы, изучив характерные для растений признаки.
У растений хорошо заметны такие признаки живого как клеточное строение, развитие, рост, обмен веществ и размножение. Но их раздражимость скрыта от нас, чтобы её заметить надо внимательно и долго наблюдать за ними. Как их корень изменяет направление роста вслед за потоком воды или как листья поворачиваются к свету увидеть не трудно. Но у растений есть и малоизученные и незаметные нам способности, например, они могут «слышать» и «общаться».
Растения и музыка
С давних времён известно, что растения «слушают» музыку. Её воздействие ускоряет процесс прорастания семян и влияет на объём будущего урожая. В источниках древнеиндийской письменности говорится, что бог Кришна виртуозной игрой на музыкальных инструментах приводил в восторг не только людей, но и растения.
В XX в. учёные провели ряд экспериментов и доказали, что от классической музыки растения увеличиваются в размере намного быстрее. Они даже доказали, что тропические виды – «фанаты» рэпа, а рок растения не любят совсем. Их состояние зависит от звуковой частоты. Наиболее благотворна для них классическая музыка (58-75 Гц).
Какие бывают растения: разнообразие и внешнее строение
Одни водные, другие сухопутные, одни микроскопические, а другие гигантские. Встречаются они даже в сухих пустынях и близ полюсов. Растения бывают дикорастущими, произрастающими в природе без участия человека, и культурными, разводимыми людьми. Культурные в свою очередь делятся на комнатные и садовые растения, полевые и огородные культуры.
В зависимости от срока жизни и плодоношения растения делят на:
Наука о растениях делит их на простые и сложные (одноклеточные и многоклеточные). Клетка одноклеточного растения – это самостоятельный живой организм, в котором все функции выполняют её части (органеллы). Признаки одноклеточных растений не отличаются от остальных представителей царства.
К многоклеточным относятся часть водорослей, высшие споровые, голосеменные и покрытосеменные растения. Многие растения имеют органы. В науке орган – это часть тела животных или растений с определённым строением и функциями. Органы бывают генеративными (участвуют в половом размножении) и вегетативными (обеспечивают жизнедеятельность организма). Не все многоклеточные имеют такое строение. Нет органов у низших растений, к которым принадлежат только водоросли. Тело высших растений делится на специализированные органы.
Внешнее строение растений на примере цветковых
Основные части (органы) растения – это корень и побег, делящийся в свою очередь на листья и стебли. Перечисленные выше части, относятся к вегетативным органам растений.
1. Корень – чаще всего расположен под землёй. Он закрепляет растение в почве, нужен и для всасывания воды с растворёнными минеральными веществами (почвенное или минеральное питание). Но есть у него и другие, неспецифические задачи: создание и запасание органических веществ, например у корнеплодов, участие в неполовом (вегетативном) размножении. Видоизменённые корни часто расположены не в почве, они применяются для закрепления на опорах, для дыхания (у мангровых деревьев), для передвижения вглубь почвы (у чеснока).
2. Стебель – это место расположения почек и листьев, орган, выносящий их к свету и служащий местом транспортировки питательных веществ к частям растения. У многих растений в нём тоже может проходить воздушное питание (фотосинтез). Он бывает прямым, стелящимся (ползучим) или лиановидным. Видоизменённые (метаморфизированные) стебли – это колючки барбариса, стволы-бутылки у тропических деревьев, усики винограда.
3. Листья – это «кухня» растений. Тут «варятся» сахара и собираются другие вещества органического происхождения. На них же расположены и «носики» растений – устьица, через которые проходит воздух и выходят излишки воды. Листья тоже могут превращаться в усики (горох) или в колючки (кактус).
Цветок и плод – органы половые (генеративные). Они предназначены для размножения.
Для чего нужно изучать ботанику?
Ответ или решение 2
Ботаника описывает строение и состав растительных групп, их жизнедеятельность, места обитания, способы размножения, классификацию, болезни и методы борьбы с ними.
Это наука естественного цикла, которая изучает эволюцию растений, их видовое разнообразие, историческое развитие, место и роль в природе, полезные свойства, влияние на человека и способы защиты природы.
Значение растений в природе:
Кроме этого, растения имеют и особое значение для человека:
Ботаника необходима людям
Исходя из огромного значения растений на планете и невозможности жизни на Земле без них, человек обязан их изучать. Медикам необходимо знать болезни растений, чтобы найти методы их защиты. Генетикам нужны знания ботаники для выведения новых сортов и закрепления полезных свойств растений. Экологи изучают ботанику для определения способов сохранения экосистем, природных зон и климата на Земле.
Наблюдая за растениями, грибами и водорослями, люди находят полезные свойства, которые используют в науке. Например, наблюдая за птицами, люди создали самолет. Обтекаемая форма тела рыб, позволила создать подводную лодку и днище корабля. Знания ботаники, помогают человеку находить лекарства от сложных болезней.
Ботаники АлтГУ рассказали, почему изучать растения не только интересно, но и целесообразно
– Ботаника – наука о растениях. Интерес к ним зародился еще во времена Древней Греции, когда Аристотель составил «Учение о растениях». Исследования продолжили ученик философа Теофраст, шведский естествоиспытатель Карл Линней, английский натуралист Чарльз Дарвин и другие выдающиеся ученые. А зачем вообще изучать растения?
– У ботаников не возникает такого вопроса, для нас все очевидно. Растения – это основа всего живого на планете, сама жизнь началась с них. Вы когда-нибудь задумывались, что животные не могут напрямую использовать солнечный свет, а растения – могут? Благодаря уникальному процессу фотосинтеза, который сотворил тот ландшафт, тот облик Земли, который мы наблюдаем. Именно растения наполнили Землю кислородом, тем самым повлияв на эволюцию. К тому же они – богатейший запас органических веществ, очень ценный ресурс. Это если смотреть на растения глазами биолога. Но ведь растения помогают нам и в быту. Одни мы употребляем в пищу, другие используем в промышленности, третьи и вовсе применяем в строительстве, когда морфологические свойства определенного растения переносятся, скажем, на инженерные конструкции. Еще один аспект: люди не перестали интересоваться всем новым, неизведанным, а ботаника – это тот раздел биологии, где осталось множество белых пятен. Ведь эволюция не закончилась, процессы видообразования продолжаются, поэтому ученые до сих пор открывают новые виды растений. Так что можно сказать, что изучать растения не только интересно, но и целесообразно.
– За несколько столетий были описаны тысячи растений. Согласно докладу ученых Королевского ботанического сада в Эдинбурге, сейчас на Земле 390 900 растений. Какие из них не изучены совсем или мало изучены?
– Многообразие растений действительно велико. Они повсюду, но, к сожалению, человек попасть может не в каждый уголок планеты. Меня же как палеоботаника больше интересует не классификация, а история растительного покрова. Объясню: в каждом растении есть кремниевые структуры. В каких-то частях растения кремния мало, а в каких-то – так велико, что он превращается в формы, которые тысячи лет сохраняются в почве, не разлагаются. Эти формы и называют фитолитами. Их анализ позволяет нам реконструировать растительный покров и таким образом узнать, что росло на том или ином месте тысячи лет назад. Например, археологи находят давнее поселение, а мы говорим, в каких природных условиях люди тогда жили. Был ли здесь лес или луг, что выращивали и чем питались? К слову, сейчас мы работаем с учеными из Петербурга, которые ведут исследования в Старой Ладоге, – надеемся узнать, как давно начали возделывать культурные растения на этой территории. В мировой практике изучение фитолитов показало, что кукурузу ввели в культуру не семь тысяч, как считалось ранее, а почти девять тысяч лет назад! Фитолитные исследования в нашем вузе проводятся под руководством Марины Михайловны Силантьевой, декана биологического факультета, доктора наук.
– В книге «О чем думают растения. Тайная жизнь, скрытая от посторонних глаз» Стефано Манкузо приводит ошеломительные факты. Биолог утверждает, что растения намного умнее, чем кажется. Они тоже общаются, заботятся друг о друге, борются за жизнь, да и вообще отличаются от животных только тем, что прикреплены к одному месту. Выходит, растения такие же развитые организмы, как и мы?
– Любой живой организм взаимодействует с миром, это однозначно. У растений взаимодействие происходит на биохимическом уровне. Иными словами, растения выделяют вещества, которые воздействуют на окружающую среду. В частности, таким образом растения влияют на своих конкурентов, подавляя их рост. Это свойство называется «аллелопатия», оно присуще всему растительному миру. Только у одних растений оно развито сильно, а у других гораздо слабее. Вспомните заросли клена ясенелистного. Под его кроной ни травинки не растет! Может быть и по-другому, когда вещества не подавляют, а вытесняют. Так, при распаде хвои почва становится кислее, за счет чего идет формирование определенного типа растительности. Поэтому в хвойном лесу могут расти не все травы и не все кустарники. И такие примеры взаимодействия встречаются сплошь и рядом. В этом случае речь идет, конечно, не о разумности растений, а об их организованности: эволюция отвела каждому свою роль, это просто борьба за выживание, за питательные ресурсы. Только происходит она не так, как у животных.
– Одна из актуальных тем ботаники – виды растений, которые пришли в местную флору из других мест. Биологи АлтГУ уже двадцать лет исследуют таких «пришельцев», занося их в «Черную книгу флоры Алтайского края». Чем опасны инвазивные виды?
– Представим себе лес, где растут сосны. Это такое зеленое сообщество «долгожителей», которое, тем не менее, должно возобновляться. И если в подлеске обычные травы и кустарники, то все хорошо. А если – клен? Никакого возобновления не будет! Даже если лесники вырубят сосны, клен останется – его вырубить, выкорчевать, вообще извести очень трудно. У этого незваного гостя, пришедшего из Америки, во-первых, активная корневая поросль, а во-вторых – мощная аллелопатическая активность. Самое печальное, что это не какой-то абстрактный лес – это наши алтайские леса, где клен все разрастается и разрастается. Без преувеличения могу сказать, что это «разрастание» уже принимает масштабы катастрофы. Вместо пойменных и хвойных лесов скоро будут одни клены. Причем, если борщевик Сосновского, который тоже занесен к нам, опасен больше для человека, то клен – для всего биоценоза. Инвазивные растения активно меняют нашу окружающую среду, причем не в лучшую сторону. И бороться с ними гораздо сложнее, чем с обычными сорняками.
– Научное знание все чаще рождается на стыке смежных или даже разрозненных наук. Физика взаимодействует с географией, химия – с математикой, психология – с лингвистикой. Биология также сопряжена с другими науками? Вообще, какой междисциплинарный потенциал есть у биологов? У ботаников?
– Ботаники идут в ногу со временем. Это уже не те натуралисты, которые были двести-триста лет назад. Хотя, безусловно, экспедиции, гербарии, журналы с записями остались. Но сегодня мы работаем с большими объемами информации, в электронном виде стали доступны уникальные ресурсы, те же гербарии. Раньше как было: берешь какую-нибудь редкую систематическую группу, и чтобы ее изучить – едешь за границу, где хранятся соответствующие образцы. Сейчас же многие этапы исследования проходят быстрее. Поменялись и сами методы исследований: возникли моделирование биологических процессов, статистическая обработка данных, молекулярный анализ. Все это дает возможность получать достоверные знания, вносить корректировки в прежние труды. Что касается междисциплинарности – придумать взаимодействие можно всегда, вопрос в его эффективности. Например, в данный момент мы налаживаем отношения с математиками, но в каких-то вопросах бывает сложно: пока разговариваем с ними на разных языках. Наконец, изменился подход к исследованиям. Наука, в том числе биология, сейчас антропоцентрична, то есть ученые оценивают многие исследования с позиции выгоды для человека. С позиций того, какую пользу они нам принесут. Яркий пример – зеленый парк «Предгорье Алтая», созданный усилиями биологов АГУ. Это удачное совмещение охранных функций, рекреации и просвещения, когда в одном месте люди могут не только отдохнуть, но и узнать о том, какие травы, цветы, кустарники их окружают. А растения – спокойно расти на охраняемой территории.
Навигатор «ЗН»
Чему научат?
Биологический факультет АлтГУ – для тех, кто интересуется жизнью во всех ее проявлениях. Биологи изучают растительный и животный миры с разных аспектов: происхождение видов, их структура и развитие, взаимодействие друг с другом. Вы научитесь классифицировать растения и животных, освоите биологические, химические, математические методы, узнаете, как проводить исследования на стыке биологии, сельского хозяйства и экологии. На факультете четыре кафедры: кафедра ботаники, кафедра зоологии и физиологии, кафедра экологии, биохимии и биотехнологии, кафедра фундаментальной и прикладной экологии. Также функционирует лаборатория «Музей природы». Чтобы поступить, необходимо сдать ЕГЭ по биологии, русскому языку и математике.
Кем работать?
Выпускники БФ АлтГУ работают в научно-исследовательских институтах, в отраслевых лабораториях и образовательных учреждениях, на производственных предприятиях. Среди известных выпускников – Павел Владимирович Голяков, директор государственного природного заповедника «Тигирекский», Генриетта Викторовна Татарникова, директор МБОУ «Гимназия № 42», Валерий Геннадьевич Паршков, председатель комитета по культуре города Барнаула, и другие.
Чем занимается и где работает ботаник
Ботаник – профессия, связанная с изучением растительного мира. Учет и мониторинг с целью сохранения существующих видов и открытие новых – эти задачи решают ее представители. Как стать таким специалистом и где можно трудоустроиться?
Из истории
Одно из первых занятий древнего человека – собирательство. Позднее растения стали не только пищей, но и лекарствами. Описания ряда их целебных качеств можно отыскать в книгах, которые посвящены изучению медицинской системы «Аюрведа», разработанной в Древней Индии. До Аристотеля ученые в основном интересовались лекарственными и представляющими бытовую ценность растениями. А в 4 столетии до нашей эры Аристотель первым начал размышлять о том, какое место они занимают в природе в целом.
Древних письменных документов о растениях до нашего времени дошло немного. Однако даже по тем, что сохранились, видно, что Аристотель делил всю окружающую среду на два царства: живую и неживую природу. Растения, с его точки зрения, относились к живой. Ученый был убежден, что у них есть душа, которая находится на низшей ступени развития – после животных и человека.
Отцом ботаники называют Теофраста – ученика Аристотеля. Его научные работы представляют собой сведение в единую систему всех познаний, собранных благодаря практикам в сфере медицины и сельского хозяйства, а также работам античных ученых. По сути, Теофраст – основатель ботаники. Именно он сделал ее самостоятельной наукой. Он не только описывал, как можно использовать растения в хозяйственных и медицинских целях, но и занимался теорией. Научные работы Теофраста оказывали огромное воздействие на развитие ботаники на протяжении многих веков. Как стройная система знаний о мире растений ботаника оформилась в 17–18 столетиях.
Описание профессии
Кто такие ботаники? Профессия относится к категории научных. Занимаются эти специалисты изучением растительного мира. Каждый из них обычно сконцентрирован на отдельно взятой сфере. К примеру, один может изучать внутреннее строение растений, а другой – исследовать их место в природе. В своей работе они опираются на труды ученых-предшественников. Это позволяет современному ботанику дополнить и расширить уже имеющиеся знания о растениях. Представители этой профессии совмещают работу в офисе (создание описаний, аналитика, гербарий) с трудом «в поле» – в естественной природной среде.
Что делает ботаник? Основная задача такого специалиста – изучение свойств растений и закономерностей их жизненного цикла. Он занимается поиском новых видов и классификацией уже известных науке. Кроме того, ботаник определяет, как растения воздействуют на животных и человека. Результаты кропотливого труда представителей этой профессии важны для развития прикладной науки и технологий: фармацевтики, сельского хозяйства, биотехнологий и так далее.
Чаще всего ботаники трудоустраиваются в научно-исследовательский центр, лабораторию, ботанический сад, парк-дендрарий, биосферный заповедник, а также на сельскохозяйственное предприятие. Те специалисты, которые имеют склонность к педагогике, идут работать преподавателями в вузы, защищают диссертации, пишут научные статьи и книги.
Специализации
В ботанике могут найти себя люди с разными характером и склонностями. Ведь профессия «ботаник» объединяет множество узких специализаций.
Образование и ЕГЭ
Как стать ботаником? Для этого, прежде всего, нужно получить высшее образование. Ваши специальности – «биология» или «агрономия». Они есть во многих вузах России. Учиться можно, например, в таких:
Абитуриенты, поступающие в один из перечисленных или любой другой вуз, должны сдать ЕГЭ по биологии, математике и русскому языку. В некоторых высших учебных заведениях также могут потребовать результаты ЕГЭ по химии. Чем больше баллов вы наберете, тем выше шанс пройти на бюджетную форму обучения.
Перечень обязанностей
Основная обязанность ботаника заключается в научном исследовании мира растений. Звучит внушительно, но не совсем понятно. Расшифруем, что делают представители этой профессии. Они собирают растения, составляют специальные справочники и классификаторы, ведут разработки, необходимые для успешного развития сельского хозяйства. Ботаники внимательно отслеживают текущую экологическую обстановку и состояние растений непосредственно в природе. Кроме того, они проводят научные эксперименты в полевых и лабораторных условиях. Результатом таких наблюдений становятся, например, новая систематика, методика разведения растений или способы выведения нового сорта. Специфика задач каждого представителя этой профессии корректируется в зависимости от выбранного профиля деятельности (специализации).
Вот чем занимаются ботаники в целом:
Знания, умения и личностные качества
Настоящим ученым-ботаником сможет стать тот, кто действительно любит растения, много знает о них и горит желанием постоянно их изучать. Без этого об успешной работе и профессиональном росте можно забыть. Следовательно, такому специалисту необходимы обширные, глубокие знания в таких сферах:
Ботаник должен владеть разными методами сбора и учета растений, уметь их систематизировать. Кроме того, ему придется принимать участие в природоохранных мероприятиях. Для этого важны внятная речь и умение правильно, грамотно излагать мысли.
Что касается личностных качеств, ботанику следует быть наблюдательным, внимательным, усидчивым и обладать аналитическим складом ума. Также ему потребуются хорошо тренированная память и склонность к систематизации, так как профессиональная деятельность такого специалиста связана с упорядочиванием больших объемов информации. Регулярное участие в научных экспедициях предполагает готовность к путешествиям в спартанских условиях. Если перспектива ночевать в спальном мешке и использовать кусты в качестве туалета повергает вас в ужас – эта профессия не для вас.
Заработная плата
Уровень оплаты труда ботаников невысокий. В основном они работают в государственных учреждениях. В среднем по России зарплата представителей этой профессии составляет порядка 20 тысяч рублей. Минимальная заработная плата подбирается к отметке 10 тысяч рублей. Максимальная – примерно 30 тысяч рублей.
Зарабатывать больше могут флористы и ландшафтные дизайнеры. Этим специалистам открыт путь в частные фирмы, где оплата труда зачастую выше, чем на государственных предприятиях.
Как строить карьеру
Ученый-ботаник может построить успешную карьеру, если будет постоянно работать над повышением своего профессионального уровня, писать научные статьи в солидные международные издания, издавать книги и получать ученые степени. Первая ступень карьерной лестницы – младший специалист. При должном старании и успешной защите диссертации он может стать кандидатом и доктором наук.
Учтите, что карьерный рост ученого-ботаника – процесс длительный. Ведь исследования занимают долгие годы. Флористы и ландшафтные дизайнеры могут сперва устроиться учеником к опытному специалисту, а потом – возглавить фирму или же открыть собственную.
Перспективы профессии
Профессию ботаника, конечно, сложно назвать популярной. Но несмотря ни на что, наука продолжает развиваться. А это значит, что свежая кровь будет требоваться всегда. По состоянию на сегодняшний день ученые уже описали порядка 350 000 цветущих растений. Это достаточно большое количество. Некоторым может показаться, что в этой сфере делать больше нечего. Ничего подобного! Предположительно еще 70 000 видов только предстоит открыть. К тому же аграрный сектор требует новых исследований и разработок – в частности выведения новых сортов, более устойчивых к неблагоприятному воздействию внешних факторов.
Не стоит на месте и технический прогресс. Благодаря тотальной автоматизации и компьютеризации сегодня специалисты создают цифровые гербарии, распознавая растения с помощью специального программного обеспечения.
Автор: Юлия Заблоцкая