 Ботанические знания зародились и быстро накапливались с практической деятельностью человека. Первым этапом освоения растительных богатств был сбор плодов, семян, клубней, луковиц, корневищ. Для этого нужно было уметь распознавать растения, отличать съедобные от несъедобных, лекарственные от ядовитых, знать место их произрастания, время заготовки впрок и способы хранения. Ботаника как наука сформировалась более 2000 лет назад. Основоположниками ее были выдающиеся деятели древнего мира Аристотель (384—322 гг. до н. э.) и Феофраст (371—286 гг. до н. э.). Они обобщили накопленные сведения о разнообразии растений и их свойствах, приемах возделывания, размножения и использовании, географическом распространении.
Феофрасту было известно около 600 видов полезных растений, в число которых входили не только европейские виды, но и завезенные из восточных стран. В наши дни ботаника представляет собой большую многоотраслевую науку. Общая задача ее состоит в изучении отдельно взятых растений и их совокупностей — растительных сообществ, из которых формируются луга, леса, степи. Структура и закономерности роста растений, их отношения с окружающей средой, закономерности распространения и распределения отдельных видов и всего растительного покрова на земном шаре; происхождение и эволюция царства растений, причины его разнообразия и классификация; запасы в природе хозяйственно ценных растений и пути их рационального использования, разработка научных основ введения в культуру (интродукции) новых кормовых, лекарственных, плодовых, овощных, технических и других растений — вот далеко не полный перечень вопросов, которые рассматриваются ботаническими науками.
Одна из первоочередных задач ботаники — разработка научных основ охраны природных и растительных ресурсов. Особенно большое внимание отводят изучению и охране редких и исчезающих растений, занесенных в Красную книгу, так как потеря каждого вида не только уменьшает разнообразие растений, но и нарушает устойчивость растительного сообщества, сбалансированного в течение многих тысячелетий. Ботаника тесно взаимодействует с агрономией и медициной, почвоведением и лесоводством, химией и геологией, зоологией и биоматематикой. Отрасли ботанической науки используют разнообразные методы экспериментальных исследований и технические средства.
Все большее значение приобретают микроскопическая (световая и электронная) техника, счетные машины, современные приборы. Значение растений в природе и жизни человека. Континенты нашей планеты, составляющие 150 млн. км2, в основном покрыты растительностью. Даже в знойных пустынях не затухает жизнь растений.
Только ледяные пространства полюсов и высочайшие вершины гор не имеют растительности. Площади, занятые морями и океанами (акватории), составляют около 360 млн. км2. Здесь широко представлены водяные растения — преимущественно разнообразные виды водорослей. Одни из них, микроскопически мелкие, живут в поверхностных слоях водоемов и входят в состав планктона, другие формируют подводные луга — бентос. Некоторые из них достигают колоссальных размеров — до 100 м и более в длину.
 Подавляющее число растений имеет зеленый цвет, обусловленный зеленым пигментом хлорофиллом, сосредоточенным в особых органеллах растительных клеток — хлоропластах. Уникальное свойство хлорофилла — участие в сложнейшем процессе трансформации электромагнитной энергии солнечного луча в химическую энергию органических веществ {фотосинтез). К. А. Тимирязев в одной из своих публичных лекций сказал: «Когда-то, где-то на землю упал луч солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез.
Он только затратился на внутреннюю работу, он... образовал крахмал. Этот крахмал, превратясь в растворимый сахар, после долгих странствий по растению отложился, наконец, в зерне в виде крахмала же или в виде клейковины. В той или другой форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы.
И вот теперь атомы углерода стремятся в наших организмах вновь соединиться с кислородом, который кровь разносит во все концы нашего тела. При этом луч солнца, таившийся в них в виде химического напряжения, вновь принимает форму явной силы. Этот луч солнца согревает нас. Он приводит нас в движение. Быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу».
Или короче: «Пища служит источником силы в нашем организме потому только, что она — не что иное, как консерва солнечных лучей» . Важно отметить, что процесс фотосинтеза разворачивается в поистине колоссальных масштабах, поскольку общая площадь поверхности листьев одного растения в несколько раз превышает площадь, занимаемую этим растением. Площадь поверхности хлоропластов одного листа в десятки раз превышает площадь поверхности этого листа, а площадь поверхности мембран хлоропластов увеличивает общую фотосинтезирующую поверхность растений в сотни раз. Многослойный зеленый экран, созданный растениями, значительно превышает по площади поверхность нашей планеты. По определению К - А. Тимирязева, хлорофилловое зерно — тот фокус, та точка в мировом пространстве, где солнечный луч, превращаясь в химическую энергию, становится источником всей жизни на Земле.
Один из наиболее выдающихся прогрессивных физиков Ф. Жолио-Кюри высказал интересную мысль: «Хотя я и верю в будущее атомной энергии и убежден в важности этого изобретения, однако я считаю, что настоящий переворот в энергетике наступит только тогда, когда мы сможем осуществлять массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу или даже более высокого качества. Для того, чтобы достигнуть этой цели, прежде всего необходимо подробно изучить этот тип молекул и действие фотосинтеза» . Спустя несколько лет после этого выступления почти одновременно в двух лабораториях (в ФРГ и США) был искусственно синтезирован хлорофилл. Нельзя, однако, переоценивать значение этого бесспорно выдающегося достижения науки.
Оказалось, что вне тела растения фотосинтез неосуществим. Тайна фотосинтеза все еще не разгадана. |