Ботаника (Генкель, Кудряшов) 1964 год - старые учебники

 ВВЕДЕНИЕ

Вопрос о различии и сходстве живого и неживого давно уже волнует умы человечества. С одной стороны, в химическом составе живого и неживого имеется известная общность, так, как и там н тут мы встречаемся с одними и теми же химическими элементами. С другой стороны, есть и известное различие. В живых организмах преобладают соединения углерода. Это преобладание соединений углерода привело к тому, что химия, изучающая соединения углерода, получила название органической химии, хотя она в наше время изучает главным образом строение различных синтетических веществ, которые в организмах не встречаются. Живой организм тесно связан с условиями внешней среды, и в нем постоянно происходит обмен веществ. Обмен веществ с окружающей средой и является тем, что отличает живое от неживого. На это обстоятельство обратил самое серьезное внимание Энгельс. Поглощая вещества из окружающей среды, растение усваивает их, превращая в вещества своего тела. Этот процесс получил название ассимиляции. В тоже время в организме происходят процессы распада, или диссимиляции. Процесс усвоения веществ из окружающей внешней среды, переход их в тело организма, распад веществ н вывод их из организма получил название обмена веществ.

Благодаря усвоению питательных веществ из окружающей среды организм увеличивается в размерах, увеличивается его объем и вес, си растет и проходит ряд качественных изменений своего состояния, т. е. развивается. Развитие имеет место как у животных, так и у растений. Б результате протекающих в растении процессов развития покрытосеменное растение зацветает н приносит плоды с находящимися в них семенами. Так от посеянного семени до образования новых семян у однолетних и до момента отмирания у многолетних растений проходит весь цикл индивидуального развития растения, или его онтогенез.

В свое время Энгельс указывал, что одним из основных свойств живого является раздражимость, т. е. способность воспринимать воздействия внешней среды и реагировать на них, иначе - приспособляться к ним. На протяжении долгого пути развития, который проходили предки данного растения, как говорят, в процессе своего филогенеза, растение приспособилось к определенным условиям внешней среды, которые стали условиями его жизни. Определенная приспособленность растений к условиям жизни и является наследственностью данного организма. Меняя эти условия жизни, мы меняем характер обмена веществ и поэтому можем изменить и наследственную природу организма.

Таким образом, филогенез вырабатывает определенную приспособленность растений к условиям жизни, а в процессе онтогенеза, в связи с изменениями внешних условий, могут возникать новые потребности растения. 

что и вле*1ет за собой изменение его формы и появление новых признаков н свойств. Так филогенез н онтогенез тесно связаны между собой и с условиями жизни.

ОДНОЙ ИЗ характерных особенностей растительных организмов является их зеленая окраска, и лишь бактерии, грибы н некоторые немногочисленные паразитические представители высших растений ее лишены. С зеленой окраской растений связано их питание, а именно образование органического вещества. 11з углекислого газа и волы, под влиянием солнечного света, зеленое растение строит вещества - сахар или крахмал. Поглощая своими корнями минеральные вещества, в частности минеральные соединения азота, зеленое растение создает белки, из которых и основном и построено живое вещество тела растения. Таким образом, зеленее растение из простых неорганических веществ (углекислого газа, воды, минеральных солей), поманенных им из окружающей среды, строит свой организм. В этом м заключается характерная особенность и своеобразие зеленых растений по сравнению с животными организмами. Животные питаются только органическими веществами, приготовленными растениями, пли за счет органических веществ животных организмов, питающихся в свою пищей.

Из сказанного видно, какую важную роль играет зеленое растение на нашей планете. От зеленого листа, вернее, от маленького зернышка хлорофилла, зависит вся жизнь на Земле. Хлорофилловое зернышко является той лабораторией, где из простых неорганических веществ - углекислого газа н воды - создаются сложные органические вещества - крахмал и сахар. Зеленое растение, используя энергию солнечного луча, передает ату энергию всему живому.

Можно сказать, что наша пища, как это впервые установил К. А. Тимирязев. является коневом солнечных лучей. Солнечный луч. упавший на хлорофилловое зерно, потух, но не исчез, а заключенная в нем энергия перешла в новый вид энергии, - она отложилась в виде химической энергии крахмала. Этот солнечный луч, упавший на землю и уловленный зеленым растением. становится источником жизни на Земле. Зеленое растение, поглощая падающие на него лучи, передаст их в виде химической энергии крахмала или сахара окружающему живому миру, животному и человеку.

Из изложенного становится совершенно ясным, какую огромную роль играет зеленый мир в жизни и хозяйственной деятельности человека Зеленое растение является источником питания человека и разводимых им домашних животных. Из растительных волокон (лен, хлопчатник, конопля, рами, джут) изготовляются одежда, веревки, канаты. Растения или их ископаемые остатки - торф, каменный уголь, нефть - служат для отопления и освещения.

Растения, послужившие для образования горючих ископаемых, жили сотни миллионов лет назад. В то отдаленное время они поглотили солнечные лучи, и вот через сотни миллионов лег этот извлеченный из недр земли "солнечный луч" сгорает в топках паровозов, пароходов и фабрик, принося пользу человечеству.

Чем полнее улавливаются солнечные лучи растением, тем большую пользу извлекает из этого человек. Поэтому одной из основных задач сельского хозяйства и является полное использование работы солнечных лучей, приводящее к значительному увеличению урожая наших полей.

Все сказанное о роли растения приводит нас к выводу об огромном значении растения в жизни и хозяйственной деятельности человека. Отсюда же вытекают и большие задачи, стоящие перед наукой, изучающей мир растении, - ботаникой (получившей название от греческого слова bofone, что значит "росток", "растение").

Основной задачей ботаники является изучение жизни, природы н про* "схождения растений с тем чтобы на основе познания закономерностей жизни растения подчинить ее разумной воле человека Познав законы жизни зеленого растения, человек овладевает явлениями и процессами, протекающими в растении, и сознательно направляет их в желательную для себя сторону. Человек научился не только сознательно управлять ростом и развитием растений, но н менять их природу, т. е. наследственность растений, создавая формы, не существовавшие в природе. В этом отношении надлежит особенно подчеркнуть роль И. В. М и ч у р и н а, основателя нового направления в биологии, на основе которого им были созданы многочисленные сорта плодовых культур.

Культивируя растения в течение столетий н тысячелетий, человек настолько изменил их облик, что сейчас для многих растений нельзя уже указать их предков в природе. До сих пор неизвестны с достаточной достоверностью родоначальники кукурузы, ржи и ряда других растений.

Если же мы сравним современное культурное растение с его предками, взяв для примера сахарную свеклу, то увидим, что и размеры корней, н запасы сахара в них совершенно различны. В то время как сахарная свекла содержит 204 сахара в своих тканях и вес ее корнеплодов достигает нескольких килограммов, у дикого предка сахарной свеклы содержание сахара не превышает 2-5% и размер корнеплода не толще карандаша.

В познании состава, строения, происхождения растительного мира. в познании закономерностей развития растений, необходимых для управления жизнью и природой растения, и заклинается основная задача ботаники.

Ботаника нашего времени - это обширная наука, охватить все разделы которой невозможно одному исследователю.

Развиваясь исторически, в связи с общим развитием производительных сил, усваивая достижения других смежных наук, ботаника сейчас представлена большим числом дисциплин, каждая из которых имеет свои, подчас очень сложные методы исследования. Каждая ботаническая дисциплина находит свое применение о практике народного хозяйства.

Ботанику, как и всякую другую науку, можно подразделить на несколько разделов. Раньше по способам исследования ботанику делили не описательную и экспериментальную. К первой относили морфологию, анатомию, систематику и экологию растений, ко второй-физиологию, микробиологию и биохимию растений. В наше время — это разделение неприемлемо. В систематике к морфологии, а особенно я анатомии и экологии экспериментальный метод получает осе большее развитие; в физиологии и биохимии определенное место занимает описательный материал.

Кратко отдельные разделы ботаники можно охарактеризовать следующим образом:

1. Морфология растений изучает внешнюю форму и ее связь с условиями окружающей среды, а также эволюцию форм в растительном мире.

2. А н а т о м и я растений изучает внутреннее микроскопическое строение, его эволюцию и его связь с физиологическими процессами и условиями жизни.

3. Ф н з и о л о г и я растений изучает жизненные процессы растения и их изменения в онтогенезе в связи с условиями жизни. К физиологии тесно примыкают и выделились из нее следующие науки: 

а) б и о х и м к я растений, изучающая химический состав растений и изменения веществ в них;

б) микробиология -наука о жизненных процессах у микроскопических организмов.

4 Систематика растений изучает сходство, различие, родственные связи и происхождение дикорастущих и культурных растений, т. е. изменения растительного мира во времени, т. е. его филогению.

5. География и экология растений изучают распределение растений в пространстве, по лику нашей планеты, в зависимости от условий окружающей среды н исторических причин.

К ним тесно примыкает геоботаника - наука о растительных сообществах, изучающей сочетания растений в их взаимосвязи с условиями среды Геоботаники учитывают производительность растительного покрова территорий, изменяют, на основе изучения закономерностей сложения растительного покрова, состав и условия произрастания растительных сообществ в нужном для человека направлении.

6. Палеоботаника - наука, изучающая вымершие растения прежних теологических эпох по их ископаемым останкам.

Три последних отдела называются иногда специальной ботаникой в отличие от первых, которые называются обшей ботаникой.

Изучая растительный мир. мы должны выяснить, как построено, как живет зеленое растение, какие черты сходства н различия обнаруживают различные представители растительного мира, и. наконец, установить основные закономерности распределения растений на нашей планете, обратив особенное внимание на растения нашей необъятной страны. От нашего пытливого взора не должны ускользнуть наиболее ценные для народного хозяйства растения кормовые. пищевые, текстильные, лекарственные и т а.

Так же, как и другие науки, изучающие живые организмы (зоология, анатомия и физиология животных н человека и др.) ботаника является одной из частей науки о живых существах - биологии.

Как н всякая другая наука, ботаника родилась из хозяйственной деятельности человека. Еще первобытный человек, собиратель кореньев и плодов, сталкивался с растениями, наблюдал их и использовал как питательный материал. С развитием человека и человеческого общества знания об окружающем мире возрастали. Человек научился культивировать растения. В рабовладельческом обществе древнего Египта, Греции и особенно Рима искусство возделывать культурные растения достигло высокого уровня. Древние народы знали о существовании полов у растений и использовали эго на практике для опыления финиковой пальмы, имеющей мужские и женские экземпляры. В древнем Риме прекрасно выращивали многочисленные сорта винограда н других плодовых культур, широко использовали прививку как способ культуры ценных сортов плодовых растений.

В древней Греции были сделаны первые попытки систематизации фактов и представлений о растительном мире. Аристотель к особенно его ученик Теофраст интересовались растениями, написав о них специальные книги, к сожалению, дошедшие до нашего времени в очень отрывочном виде.

Эпоха средних веков, когда сформировалось к господствовало феодальное общество, не принесла особенно значительных успехов биологии вообще и ботанике в частности. Однако на грани средних веков и нового времени, когда феодальные отношения начали сменяться буржуазными, вместе с ростом производительных сил начался н рост науки о природе и. в частности.

В 

науки о растении. Этому способствовало и изобретение специальных приборов. например микроскопа (XVII в. ), позволившего выяснить скрытое ранее от взгляда человека внутреннее строение растения. В XVII н XVIII нв. накопился значительны" материал о жизни, строении и разнообразии растений. Нели древний человек знал несколько сот растений, то в XVII в. их уже знали примерно до двадцати тысяч, а в настоящее время одних цветковых растений известно свыше двухсот тысяч различных видов. Уже в XVIII8. ученые не ограничиваются описанием растения, а начинают ставить специальные опыты, чтобы выведать у растения, как оно питается, растет и размножается. Экспериментальному направлению ботаники способствовали огромные успехи сопредельных наук - физики и химии - XVII и XVIII вв., позволившие ставить и решать вопросы, до того времени совершенно недоступные эксперименту. К началу XIX в. учение уже в основных чертах представляли процесс фотосинтеза (образование органических веществ на свету о зеленом листе), дыхания, расходования воды, а к 40-м годам XIX в. - и минерального литания растения.

Биологическая наука в то время широко использовала два основных метода, а именно: наблюден не и описание, и более действенный - опыт (эксперимент). Однако она не знала третьего метода, которому К. А. Тимирязев дал удачное название исторического метода.

Мир живых существ мыслился как собрание изолированных друг от друга объектов. Вопрос о том, как сформировалось все то многообразие организмов, которые населяют нашу планету, откуда н почему произошла та удивительная приспособленность к условиям окружающей среды, которую можно видеть в животном и растительном мире, иными словами, чем объяснить целесообразность строения н отправлений живых существ в природе, оставался нерешенным. До середины XIX в. наука отвечала на этот вопрос ненаучно, пользуясь для этого религиозным мировоззрением.

Создателем всего видимого мира признавалось верховное нематериальное существо - бог. Таким образом, по этому представлению нематериальный дух был источником всего материального мира. Такое мировоззрение, когда первичным считается дух, а материя - его производным, называется идеалистическим. Совершенно ясно, что идеалистическое направление является неправильным и ненаучным, так как самая основа науки признается непознаваемой. Любое явление с этих позиций может быть признано проявлением деятельности нематериальной силы, а, следовательно, отпадает н возможность научного анализа причин и существа наблюдаемого явления.

Единственно научным мировоззрением является материализм, признающий независимое от сознания человека существование материн, видящий в сознании лишь результат развития материи, полностью отрицающий существование какой-то особой нематериальной силы, создавшей окружающий нас мир и управляющей им. Огревшую роль в разрушении идеалистических представлений в биологии сыграла эволюционная теория Чарлза Дарвина.

И до Дарвина делались попытка объяснять происхождение организмов (Ламарк, Жоффруа Сект-Илер и другие). Однако все зги попытки не могли объяснить целесообразность, которую мы наблюдаем в окружающей природе.

Объяснение целесообразности до появления теории Дарвина оставалось областью примирения идеалистического мировоззрения.

Основной идеей дарвиновской теории является учение об естественном и искусственном отборе. Путем отбора полезных для 

организма изменений создавалось и создается целесообразность в строении организмов и их приспособленность к условиям жизни.

Теория Дарвина дала рациональное объяснение целесообразности в живой природе. По существу учение об отборе является отражением многовековой практики земледельцев и животноводов, которые эмпирически задолго до Дарвина создали многочисленные сорта растений и породы животных.

Сельскохозяйственная практика послужила для Дарвина той основой, на которой он построил свое учение об эволюции органического мира. Энгельс, отмечая значение открытия Дарвина в познании взаимной связи процессов, происходящих в природе, писал, по этому поводу, что Дарвин впервые представил связное доказательство того, "что окружающие нас теперь организмы, не исключая и человека, явились в результате длинного процесса развития из многих первоначально одноклеточных зародышей, а эти зародыши, в свою очередь, образовались из возникшей химическим путем протоплазмы или белка"1. Но, создав стройное материалистическое учение, Дарвин, как указывали еще Маркс и Энгельс, внес в него и неправильные элементы в виде учения о внутривидовой борьбе за существование, которое явилось неправильным перенесением в учение об эволюции ошибочных идей Мальтуса о перенаселении.

После появления эволюционной теории Дарвина стало совершенно очевидно. что материалистическое ядро дарвинизма резко противоречит идеализму. царившему до тех пор в биологии.

Все прогрессивно мыслящие биологи встали на путь активной защиты дарвинизма от нападок реакционеров и церковников. Крупнейшие русские ученые И. М Сеченов, братья А. О. и В. О. Ковалевские и особенно К. А. Тимирязев были продолжателями и защитниками дарвинизма. Продолжая развивать основы материалистической науки, русская наука в XIX и XX вв. Сделала ряд капитальных открытий. Профессором Московского университета И. Д. Чистяковым было открыто непрямое деление ядра (кариокинез), а В. II Беляевым - редукционное деление В. I I. Беляев и И. Н. Горожанки" своими работами в значительной мере заполнили пропасть между голосеменными и папоротникообразными растениями. И. И. Герасимов изучал роль ядра в жизни клетки, получив безъядерные клетки. С Г. Навашнн открыл явление двойного оплодотворения у покрытосеменных растений. К. А. Тимирязев установил основные закономерности процесса фотосинтеза. Большой вклад в физиологию растений внесли русские ученые В. И. Палладии, С. И. Костычев, Д. И. Ивановский. М. С- Цвет, Н. А- Максимов. В. Н. Любименко. Е. Ф. Вотчал. Д. А. Сабинин н другие. А. Н. Бекетов. В. Л. Комаров, Б. А. Келлер. А. Н. Краснов. В В. Алехин, В. Н. Сукачев изучили растительный мир нашей Родины, отметив роль внешней среды в формировании растения Необходимо подчеркнуть роль И. В. Мичурина и его последователей. показавших, что задачей подлинной науки является не только изучение природы, ко и ее творческое преобразование человеком.

За последние годы ЦК КПСС и Советский правительством принят целый ряд растений по дальнейшему подъему и развитию сельского хозяйства в нашей стране.

В СССР освоены десятки миллионов гектаров целинных и залежных земель. далеко на север продвинуто возделывание кукурузы как ценнейшей культуры, достигнуты значительные успехи в деле механизации и повышения производительности труда в сельском хозяйстве. 

Мартовский Пленум ЦК КПСС в 1962 г. решил крупные вопросы дальнейшего подъема н организации социалистического сельского хозяйства, осудил травопольную систему земледелия как несостоятельную с научной точки зрения, непригодную для социалистического сельского хозяйства и предложил перейти к более интенеивным системам земледелия, дающим возможность внедрять 8 посевы высокопродуктивные пропашные и бобовые культуры (кукуруза, сахарная свекла, морковь, горох, кормовые бобы), которые позволяют коренным образом улучшить использование земли и создать обилие кормов, Производить необходимое количество зерна, мяса, молока и других продуктов. Пленум отметил, что подъем сельского хозяйства одна из главных и неотложных задач коммунистического строительства.

В январе 1963 г. было принято постановление ЦК КПОС и Совета Министров СССР сО мерах по дальнейшему развитию биологической науки и укреплению ее связи с практикой". Эго историческое решение отмечает серьезные успехи в решении ряда вопросов общей биологии, имеющих большое практическое значение в области сельского хозяйства, медицины и промышленности. Специально отмечается роль советских биологов в осуществлении первых полетов человека в космос.

Вместе с тем в постановлении прямо указывается иа недостаточность разработки вопросов теоретической биологии мичуринекого направления, а также недостаточность изучения химии и физики живого. Серьезно отстает исследование по синтезу гербицидов и других средств защиты растений. В постановлении сказано о необходимости "шире и глубже развивать мичуринекое направление в биологической науке, которое исходит из того, что условия жизни являются ведущими в развитии органическою мира".

Постановление рассматривает те области и вопросы биологии, которые в ближайшее время должны получить свое максимальное развитие, нацеливает биологическую науку на тесную связь с практикой и предусматривает те организационные мероприятия, которые должны вывести биологическую пауку на новую широкую дорогу п-знания глубочайших биологических закономерностей.

В курсе ботаннкк мы не раз встретимся с упомянутыми в постановлении коренными вопросами биологической науки-с обменом веществ, наследственностью и направленными изменениями организмов, с работами И. В. Мичурина н его последователей, с ролью нуклеиновых кислот в растении, с природой иммунитета у растений, с биологической фиксацией азота атмосферы, с микробами, вирусами и пр. - в изучаемых нами конкретных ее разделах.

Декабрьский Пленум ЦК КПСС (1903) принял грандиозную программу дальнейшего развития химической промышленности иа семь лет (1964-1970). Выполнение этой важнейшей задачи становится основным долом нашего народа.

Широкое использование достижений химии для технического прогресса в народном хозяйстве приведет к дальнейшему увеличению производства продуктов сельского хозяйства и товаров народного потребления. К 1970 г. производство минеральных удобрений будет доведено до 70-80 миллионов тонн, гербицидов и других средств защиты растений - до 800-900 тысяч тонн. Оснащенное минеральными удобрениями, гербицидами и ядохимикатами механизированное социалистическое сельское хозяйство, несомненно, значительно увеличит производство продукции. В 1970 г. валовый сбор зерна достигнет 14-16 миллиардов пудов. Этот огромный рост производства зерна полностью обеспечит потребность страны в хлебе и даст возможность получить необходимое количество мяса, молока и других продуктов сельского хозяйства.

Февральский Пленум ЦК КПСС (1964) обсудив вопрос об мнтенеифн- нации сельского хозяйства и наметил пути увеличения производства сельскохозяйственной продукции на основе использования удобрений, комплексной механизации, орошения и внедрения в сельское хозяйство достижений науки и передового опыта.

Проблемы растениеводства и химизации сельского хозяйства основываются на закономерностях строения и жизни растений.

Зная основные законы жизни растений н свойства почвы, можно сознательно планировать применение удобрений и физиологически активных веществ (гнббереллины, стимуляторы роста, гербициды) и, наконец, нешаблонно подходить к подбору культур и их чередованию в посевах для каждого конкретного географического пункта.

Хорошо овладевший основами ботаники учитель может оказать существенную помощь не только школьникам, но колхозникам и работникам совхозов в деле рационального использования удобрений, гербицидов, ядохимикатов и этим участвовать во всенародном деле химизации сельского хозяйства.

Мы еще раз подчеркиваем, что овладеть современными знаниями по ботанике особенно необходимо школьному учителю, тысячи учеников которого понесут полученные ими от него конкретные знания и навыки в производство. Чем обширнее и прочнее полученные знания, тем более сознательным. рациональным и продуктивным будет их труд, направленный на построение коммунистического общества в кашей стране. 

* К. Маркс и Ф. Энгельс, Сочиненна. *. XIV, стр. 666