Физиология растений

История физиологии растений

Главная задача физиологии растений как науки заключается в раскрытии сущности процессов жизнедеятельности растений для того, чтобы рационально использовать их и предотвращать численное снижение тех или иных видов.

Данная отрасль знаний зародилась приблизительно на рубеже 17 – 18 веков, когда итальянский врач Мальпиги и английский ботаник Гейсл выпустили труд «Статистика растений», который содержал многочисленные сведения о развитии растительных организмов. Термин физиология растений впервые был предложен Ж. Сенебье, который собрал воедино всю информацию о предмете по одноимённой дисциплины, что имело большое значение для развития этой науки.

Натуралистический материал для данной области биологических знаний собирался длительное время. Уже с древних времен люди осваивали пласты знаний о развитии лекарственных растений и методике их применения для лечения различных недугов. Также растительные организмы использовались ими в качестве пищи и корма животных.

Задачи физиологии растений

В рамках глобальной задачи физиологии растений можно выделить несколько побочных задач:

• раскрытие сущности процессов, протекающих в растительном организме;
• установление взаимосвязи данных процессов;
• исследование системы изменения физиологических процессов в растении под влиянием окружающей среды;
• формирование физиологического обоснования приемов повышения продуктивности сельскохозяйственных культур.

Физиология растений исследует процессы в растительном организме на клеточном и субклеточном уровне, а также организменном, клеточном, молекулярном и т.д. При изучении физиологии растений целесообразно понимать, что изменение любого процесса неизбежно ведет к изменению других процессов.

При этом целесообразно понимать, что любой физиологический процесс формируется как результат длительной эволюции. Многие из них послужили адаптивными признаками и позволили растениям приспособиться к изменениям окружающей среды.

Современные достижения физиологии растений

Путь исследования, который широко применяется в физиологии растений привел к развитию молекулярной биологии: раскрытию наследственного кода, механизма синтеза белковой молекулы, закономерностей поглощения и использования квантов света.

Сегодня все чаще в физиологии растений применяется переход от изучения простых явлений к более сложному уровню организации. Последние 10 лет оказали весьма большое влияние на физиологию растений оказали достижения молекулярной биологии, генетики. Благодаря этому новое понимание получили процессы поступления воды и питательных веществ в растительный организм. Также был раскрыт механизм действия фитогормонов, а также их роль в росте и развитии. На основе изучения механизмов действия гормонов растений были разработаны приемы синтетических регуляторов роста в растениеводстве.

Отечественная школа физиологии растений во все времена обращала внимание на управление растительными организмами с целью повышения продуктивности роста различных сельскохозяйственных культур. Эта проблема стоит достаточно остро в рамках междисциплинарного знания. Особенно важно решить проблему повышения коэффициента использования солнечной энергии в процессе фотосинтеза.

Изучение физиологии растений имеет большое значение для преподавания биологии. Полученные сведения помогают дать правильное представление о жизни растительного организма, о его роли в формировании биосферы. Именно физиология растений способствует привитию будущему поколению стремления к проведению экспериментальной опытнической работы. Достижения молекулярной биологии и генетики позволили осуществить инновационный подход к пониманию физиологических процессов и были весьма быстро осуществлены исследования всех физиологических процессов на модифицированных растениях (различных мутантных и трансгенных культурах).

Кроме того, развитие физиологии растений позволило достичь следующих результатов:

• дало возможность уточнить структуру и функцию белков и ферментов;
• позволило выявить особенности биосинтеза гормонов и роль транспортных белков и процессе поступления белков, воды и ионов в растительную клетку.

Если проследить этапы развития физиологии растений, то можно увидеть, что многие физиологические функции изучены весьма досконально и выявлены их особенности на биохимическом и молекулярном уровнях.

Например, исследовано значение органоидов растительной клетки, энергетические процессы внутри нее, система ассимиляции углекислого газа, многие участки обмена веществ, механизмы регуляции жизнедеятельности и наследственности в растительном организме. Такие процессы в целом базируются на взаимодействии клеток между собой.

За последние годы существенно изменился климат, а также усилилось загрязнение природной среды, поэтому физиология растений все чаще обращает внимание на анализ механизмов адаптации растений к неблагоприятным условиям обитания.

Не так давно произошла переработка вопросов устойчивости растительных организмов к изменениям среды обитания. Сегодня физиология растений весьма подробно объясняет, что такое стресс в организме растений, как происходят специфические и неспецифические изменения внутри растительного организма в ходе его адаптации к различным стрессорным факторам.

Физиология растений показывает значение образования стрессовых белков, приводит примеры идентификации генов, определяющих устойчивость. Также физиология растений ввела в научный обиход понятие о физиологическом влиянии активных форм кислорода на развитие системы антиоксидантов растительного организма.