Ботаніка

Визначення і загальна характеристика

БОТА́НІКА (грец. βοτανιϰός — який стосується трав, від βοτάνη — трава, пасовисько) — галузь біології, що досліджує структуру, функції та пошире­н­ня рослин, класифікацію і споріднені звʼязки, їх еволюцію, значе­н­ня для людини, а також рослин­ність і рослин­ні угрупова­н­ня (фітоценози). Ін. назва — фітологія. Перед­умови для виникне­н­ня Б. як науки створили багатовікові спо­стереже­н­ня людини над рослинами, вина­йде­н­ня мікро­скопа, способу виготовле­н­ня гербарію тощо. Як чітка система знань про рослини Б. остаточно сформувалася у 17–18 ст. К. Лін­ней, за­провадивши бінарну номенклатуру й створивши штучну систему рослин, заклав основу для подальшої роботи в галузі систематики рослин.

У процесі роз­витку Б. ви­окремилися нові науки: систематика рослин (ви­вчає й описує види рослин, встановлює спорідненість між ними й шляхи їхнього роз­витку, а також класифікує їх), морфологія рослин (ви­вчає будову й еволюцію рослин та їхніх органів), фізіологія рослин (досліджує процеси жит­тєдіяльності, ріст і роз­виток, а також обмін речовин). Із систематики рослин виділилися флористика (встановлює видовий склад рослин певної території), таксономія (роз­поділ видів на певні таксони — види, роди, родини тощо), фітохорологія (встановле­н­ня ареалів окремих видів, родів, родин). Морфологія рослин охоплює й анатомію рослин — науку, що ви­вчає мікро­скопічну будову тканин та органів. З анатомії рослин виділилося в самост. науку вче­н­ня про клітину — цитологія рослин. Разом з тим із морфології рослин від­окремилися органографія (опис частин і органів рослин), палінологія (опис пилку і спор), карпологія (опис і класифікація плодів), тератологія рослин (вче­н­ня про виродливості в будові), а також ембріологія рослин (див. Ембріологія), сферою дослідж. якої є роз­виток і будова зародка та насі­н­ня. Фізіологія рослин дала початок новим роз­ділам біо­логії — біо­хімії рослин, що ви­вчає орган. речовини, які на­громаджуються в рослині, їхні властивості й умови утворе­н­ня, та біо­фізиці рослин, що досліджує фіз. явища в рослин­них тканинах і клітинах (див. Біохімія, біофізика). З фізіологією рослин тісно повʼязана екологія рослин — наука про взаємозвʼязки рослин із середовищем. Закономірності пошире­н­ня окремих видів рослин ви­вчає гео­графія рослин, а роз­поділ рослин­ності на Землі залежно від сучас. умов та історич. минулого — ботанічна гео­графія. З ботан. гео­графії виділилася як окрема дисципліна фітоценологія — наука про рослин­ні угрупова­н­ня. Фітоценологія обʼ­єд­нує такі роз­діли, що їх часом вважають само­стійними дисциплінами: лісознавство, луківництво, болотознавство тощо. Викопні рослини та пошире­н­ня їх у минулі геол. епохи ви­вчає палеоботаніка. Пита­н­ня походже­н­ня та роз­витку рослин. світу досліджує філогенія рослин, а про­блеми мінливості й спадковості рослин. організмів — генетика рослин. Корисні властивості дикорослих рослин і можливості введе­н­ня їх у культуру ви­вчає економічна Б., з якою тісно повʼязане вче­н­ня про викори­ста­н­ня рослин різними етніч. групами населе­н­ня земної кулі — етноботаніка. Залежно від обʼєктів дослідж. в Б. виділяють такі роз­діли: альгологію — про водорості, мікологію — про гриби, ліхенологію — про лишайники, бріологію — про мохоподібні, дендрологію — про деревні рослини, агростологію — про злаки, палінологію — про будову спор і пилку, мікробіо­логію ботанічну — науку про мікро­скопічні організми — бактерії, актиноміцети, деякі гриби й водорості, фітопатологію — науку, що ви­вчає хвороби рослин та їхніх збудників. Б. тісно повʼязана з геологією, ґрунтознавством, фізичною гео­графією, хімією та ін. науками. Кожна ботан. дисципліна має свої спец. й специф. зав­да­н­ня, проте спіл. найважливішим зав­да­н­ням усієї Б. є ви­вче­н­ня закономірностей роз­витку й охорони рослин. світу.

В. І. Чопик

Дослідже­н­ня в галузі Б. в Україні роз­почали фітобіо­логи Кременец. ліцею (нині Терноп. обл.), від­критого 1805. При ліцеї існував ботан. сад, де працювали В. Бес­сер і А. Андже­йовський, згодом — одні з перших викладачів ботаніки від­критого 1834 Університету св. Володимира в Києві. Роз­виток Б. в цей період повʼязаний з іменами проф. цього Університету М. Максимовича, Р. Траутфет­тера, І. Борщова, О. Баранецького, К. Пурієвича, І. Шмальгаузена, С. Навашина, проф. Харків. університету В. Черняєва, А. Краснова, В. Арнольді, проф. Одес. університету А. Яновича, Г. Танфільєва, Ф. Породка, Ф. Каменського та професорів ін. навч. і наук. закладів, зокрема Л. Ценковського, В. Пал­ладіна, В. Ротерта, Є. Вотчала, В. Талієва, В. Липського. Новий етап Б. повʼязаний з діяльністю О. Фоміна, який очолив 1914 каф. ботаніки Університету св. Володимира, а згодом заснував і очолив н.-д. каф. ботаніки ВУАН (нині Ін­ститут ботаніки НАНУ). Першочергові зав­да­н­ня роз­витку Б. в цей період ви­значено у доповіді проф. О. Янати на засі­дан­ні Ботан. секції Укр. наук. товариства 1920, полягали насамперед у ви­вчен­ні видового складу укр. флори та її генезису на базі докладного ботан.-геогр. обстеже­н­ня тер. України та роз­витку приклад. Б. в інтересах с. господарства. О. Фомін уперше роз­робив ботан. ра­йонува­н­ня тер. України в тодішніх її межах, організував системат. ви­вче­н­ня спорових рослин республіки й започаткував фундам. багатотомне вид. «Флора України» (1936–65). Проф. К. Пачоський першим чітко сформулював думку про те, що рослин­ність є предметом самост. науки — геоботаніки. З ініціативи Ю. Клеопова та Є. Лавренка в 30-і рр. почалося ви­вче­н­ня рослин. покриву України, що завершилося ви­да­н­ням 4-том. моно­графії «Рослин­ність УРСР» (1968–73). М. Клоков сформулював осн. принципи фітоейдології — науки про геогр. раси рослин, описав більш як 500 нових для науки видів. Харків. школа біо­систематики під керівництвом Ю. Прокудіна проводила по­глиблене ви­вче­н­ня злаків України, результати якого втілені в одно­ймен­ній моно­графії (1973). Початок дослідж. мохів та лишайників в Україні повʼязаний з іменами О. Архимовича, А. Окснера («Флора лишайників України», 1966; 1968), Д. Зерова («Флора печіночних та сфагнових мохів УРСР», 1964; «Очерки филогении бес­сосудистых растений», 1972), А. Лазаренка (автор праць із систематики та гео­графії листяних мохів і засн. екс­перим. напрямів у бріології, зокрема екс­перим. апогамії). Морфолого-онтогенет. та флорист. дослідж. водоростей почалися в Україні у 19 ст. (проф. І. Борщов, Я. Вальц, В. Казановський, В. Совинський). У подальший роз­виток альгології знач. внесок зробили Я. Ролл, який започаткував вид. серії посібників — «Ви­значник прісноводних водоростей Української РСР», засн. київ. школи альгологів О. Топачевський і О. Коршиков, всесвітньо ви­знаний спеціаліст із зелених водоростей, який від­крив і описав кількасот нових видів. Ви­вче­н­ня водоростей Чорного та Азов. морів повʼязане з іменами І. Погребняка, Н. Морозової-Водяницької та О. Гутника. Початок і роз­виток цілеспрямов. флористико-системат. досліджень грибів України повʼязані з іменами проф. С. Морочковського та М. Зерової, під керівництвом яких створ. фундам. ви­да­н­ня — 5-том. «Ви­значник грибів України» (1967–79). Становле­н­ня фізіології рослин в Україні повʼязане з іменами Є. Вотчала, В. Любименка та М. Холодного. Роз­витку ботан. науки в Україні сприяли також успіхи С. Навашина щодо від­кри­т­тя по­двійного заплідне­н­ня у покритонасін. рослин, а також у ви­вчен­ні морфології хромосом, сперміогенезу та особливостей росту пилкових трубок. Ви­зна­н­ня ді­стали роботи його учнів у галузі ембріології та цитології рослин Я. Модилевського, В. Фінна, Г. Левитського та Л. Делоне, П. Оксіюка. Один із засн. сучас. цитогенетики від­далених гібридів та радіац. мутагенезу А. Сапєгін виконав ґрунтовні дослідж. для під­твердже­н­ня концепції індивідуальності пластид.

У сучас. Б. широкого роз­маху набули дослідж. структурно-функціон. організації рослин. клітин, ре­продукції, росту й роз­витку рослин, біо­хім. складу, метаболізму та його регуляції, процесів репарації та адаптації до змін умов довкі­л­ля нижчих і вищих рослин in vivo та in vitro на орган­ному, клітин. та молекуляр. рівнях (роз­глядалися на між­нар. ботан. кон­гресах у Японії 1993 та США 1998). Крім класич. методів (морфолого-геогр., анатом., ембріол. та цитологічного), за­стосовуються методи електрон. мікро­скопії, електрон. цитохімії, імунохімії та імуноцитохімії, авторадіо­графії, молекуляр. біо­логії, біо­фізики, культури органів, тканин і клітин, рекомбінант. молекул та генет. інженерії. Ефективне викори­ста­н­ня у фундам. дослідж. знаходять транс­ген­ні рослини та мутанти. Із за­стосува­н­ням від­повід­них методів біо­хімії, молекуляр. біо­логії та математики в систематиці рослин виділено такі напрями, як хемо- та геносистематика, нумерична систематика та кладистика.

В Україні триває інвентаризація різномані­т­тя судин. та спорових рослин, критико-систематичне, флористичне, созологічне та екол. ви­вче­н­ня фітобіо­ти, роз­робле­н­ня теор. засад моніторингу та охорони фітобіо­різномані­т­тя, оптимізації системи природно-заповід. фонду України тощо. Зокрема в галузі систематики і флористики судин. рослин роз­робляються теор. пита­н­ня систематики та фітогео­графії рослин, триває ви­вче­н­ня процесів синантропізації флори, зʼясува­н­ня ступеня спорідненості окремих таксонів, інвентаризація ряду груп корисних рослин, моно­графічне опрацюва­н­ня окремих родин, палінолог. дослідж. стародав. викопної і сучас. флори, антропоген. транс­формації флори тощо; в галузі геоботаніки досліджуються заг. закономірності пошире­н­ня, ценотич. організації, видового складу, структури, біол. продуктивності, класифікації, ра­йонува­н­ня та охорони рослин. угруповань лук, боліт, степів і лісів України. Багато уваги приділяється принципам охорони рідкіс. угруповань рослин­ності, роз­виткові мережі заповід. обʼєктів, практич. заходам щодо викори­ста­н­ня фітоценозів; у галузі систематики та флористики спорових рослин проводиться ви­вче­н­ня флори, закономірностей пошире­н­ня, мікроеволюції, філогенії та екології водоростей, лишайників та мохоподібних; дослідж. біо­хімії та фізіології вищих і нижчих рослин, метаболізму білків та нуклеїн. кислот, ауксинів, гіберелінів, цитокінінів, абсцизової кислоти у вищих і нижчих рослин, фізіології до­зріва­н­ня та проро­ста­н­ня насі­н­ня, фітогормонал. регуляції цвіті­н­ня, структури та функції фотосинтет. апарату, регуляції структури та функцій мікробіо­ценозів; у галузі анатомії та клітин. біо­логії рослин тривають дослідж. анатом. будови вегетатив. та генератив. органів рослин, структурно-функціон. організації клітин водоростей і вищих рослин у нормі та в разі зміни екол. чин­ників довкі­л­ля. Набули широкого роз­витку екол. анатомія та новий напрям — гравітаційна і космічна клітин­на біо­логія, що ви­вчає вплив косміч. польоту й моделюва­н­ня його окремих чин­ників — мікро­гравітації, при­скоре­н­ня, вібрації тощо — на структуру та функції клітин, їхні ре­продукцію, жит­тє­здатність та адаптац. можливості in vivo та in vitro як основи пі­зна­н­ня механізмів гравічутливості рослин. клітини та рослин. організмів загалом; ведуться дослідж. екології фітосистем, окремих рослин. угруповань і роз­робле­н­ня наук. основ заповід. справи та рекомендацій щодо режимів охорони й від­творе­н­ня природ. екосистем, зокрема геоботан. картува­н­ня степових заповід­ників для оцінки змін рослин. покриву за умов абсолютно заповід. режиму та виявле­н­ня екол. причин цих змін. Фундам. дослідж. фітобіо­ти без­посередньо повʼязані з зав­да­н­нями приклад. Б.: ви­значе­н­ням ресурсів лікар. рослин задля оптимізації викори­ста­н­ня природ. рослин. ресурсів; радіоекол. моніторингом лісів у Чорнобил. зоні від­чуже­н­ня та екол. стану довкі­л­ля в цілому; роз­робле­н­ням Держ. про­грами формува­н­ня нац. екол. мережі України, а також формува­н­ням мережі заповід. обʼєктів в Україні, охорон. обʼєктів держ. і місц. значе­н­ня та об­ґрунтува­н­ням необхідності створе­н­ня нових заповід. територій, організацією біо­сфер. заповід­ників та нац. парків, роз­робле­н­ням транскордон. природно-заповід. територій, оптимізацією рослин. покриву арен Пд. України, скла­да­н­ням списків раритет. флорофонду для внесе­н­ня до держ. природо­охорон. кадастру ви­дань Червоної книги України, роз­робле­н­ням біо­технологій з викори­ста­н­ням рослин. сировини для одержа­н­ня нових препаратів рослин. походже­н­ня для медицини та харчової промисловості, рекон­струкцією очисних споруд металург. комбінатів, а також уведе­н­ням у культуру для озелене­н­ня міст декорат. раритетних природ. видів. Велику увагу приділяють укр. ботаніки пита­н­ням охорони рідкісних і зникаючих видів рослин, а також збережен­ню природ. рослин. комплексів, яким за­грожує антропоген­на транс­формація.

Успіхи сучас. укр. Б. повʼязані з іменами таких науковців, як С. Вас­сер, М. Голубець, Є. Кордюм, К. Ситник, А. Травлєєв, Т. Черевченко, Ю. Шеляг-Сосонко. У галузі флористики, систематики, геоботаніки екології та охорони вищих і нижчих рослин та пром. Б. плідно працюють Т. Андрієнко, М. Бойко, Р. Бурда, А. Бухало, В. Голубєв, Я. Дідух, І. Дудка, В. Комендар, Н. Кондратьєва, К. Малиновський, Н. Масюк, П. Мороз, С. Стойко, В. Чопик та ін. Виходять два спеціаліз. наук. журнали — «Український ботанічний журнал» (від 1921) та «Альгология» (від 1991). Ботан. дослідж., що ведуться в наук. і навч. закладах України (НДІ, заг., пед., мед. ВНЗах, ботан. садах, природ. заповід­никах та ін.– всього 52 установи), координує Наук. рада з про­блем ботаніки та мікології при Від­діл. заг. біо­логії НАНУ (голова — К. Ситник). Значна увага приділяється рівню викла­да­н­ня Б. у навч. закладах і під­готовці наук. кадрів. Діяльності науковців-фітобіо­логів та обʼ­єд­нан­ню всіх сил, зацікавлених у ви­вчен­ні рослин. світу, сприяє Ботанічне товариство українське.

Є. Л. Кордюм

Завантажити статтю