植物学

zhiwuxue
植物学
botany

   研究植物的分支。所有的动物(包括人类)都不能不靠绿色植物的光合作用能力把日光能转化为化学能，释放出氧气来维持其生活。植物是人类食、衣、用、住、行原料的直接或间接来源，是维持生物圈生态平衡的重要环节。早期人类就能分辨出他们所接触到的植物，并给以命名。随文化发展，人们开始把对植物的知识系统化，并且记录下来成为植物学。以后，进一步注意到它们的结构、化学组成、各部分的功能和繁殖方式。而且自从人类懂得了栽培植物，研究内容更包括了其营养生长和繁殖，以及选育良种和对病虫害的处理。20世纪植物学研究一方面走向微观,试求把植物的各种活动,物质、能量、信息的转化还原到细胞水平、分子水平、甚至电子水平，并创造了“细胞工程”、“基因工程”等方法以求迅速繁殖和创建植物新品种。另一方面特别是70年代以来，又趋向宏观，研究“环境保护”、“生态工程”等课题，甚至扩大到地球生物圈的组成及其调控的研究等。所以今天的植物学已发展为包括众多分支的知识体系。70年代以来又常称之为植物生物学。
　渊源　早期历史　至少在旧石器时代，人类在采集植物块根和果实种子供食用的时候就认识了某些植物。希腊、埃及、巴比伦、中国、印度等文明古国对植物知识都有记述。如中国《诗经》就已经讲究：“多识于鸟兽草木之名”了。古希腊亚里士多德的学生提奥夫拉斯图被视为植物学的创始人。他在公元前 300年写的《植物历史》或称《植物调查》一书，在哲学原理基础上将植物分类，描绘其各部分、习性和用途。罗马的老普林尼则把当时所有的植物学知识写在37册的《博物志》书中，开以后黑暗中世纪“百科全书学派”的先河，但谬误很多。以后陆续出现许多有关植物方面的著述。如公元 1世纪希腊医生迪奥斯科里德斯在其著作《药物论》中记述了 600种植物及其医药用途的引证，成为以后描述药用植物的基础。15～16世纪本草著作中最有价值的是日耳曼的 O.布龙费尔斯，意大利的 P.A.G.马蒂奥利(1544)英国的W.特纳(1551～1562)等的著作。此时期约与中国明代中叶以后李时珍完成《本草纲目》同时。总之至17世纪前植物学几乎全限于描述（包括木刻画）和定性药用植物。
　植物科学的发展　17世纪的初期自然科学从以“机械哲学”为主导思想进入到“实验科学”阶段。植物学也从描述为主转到更有目的、有计划、有系统的收集资料，观测现象，以至于在控制条件下进行试验，并提出和考验理论与学说。这期间物理学、化学的发展及新工具如显微镜的应用也起了很大作用。
　现代植物分类基本原理为英国J.雷在17世纪末确立。他把有花植物分为单子叶和双子叶，进一步再分就包括迄今还沿用的许多植物科。J.雷坚持必须用植物的所有特征来判定他们的亲缘而不能只用单一部分的特征。这恰是自然分类和人为分类的分野所在。1753年瑞典植物学家C.林奈发表“植物种志”，确立了双名制。他将生殖性状(花)用作重要分类依据，他确立的24纲主要建立在花的雄蕊数目上；每个纲再用花柱的数目分成目。这个系统的简单性使人容易接受因而促进了植物的采集和调查，但由于此法含糊了自然分类而有害于植物学。如按林奈系统使百合和小檗同在一目，而鼠尾草和同类的薄荷却分了家。林奈的贡献是把约6000种植物归入各属（今天还用同样安排），仔细描写，并校勘了他所知的种和以前植物学家的命名和描写，再按双字命名法命名（见）。此法立即被其他植物学者所接受。只有从1753年开始，从一个学者到另一个学者去跟踪一种植物才比较容易和可能。此后与分类学进展相并行的植物解剖学、、等的研究也就发展起来了。
　自16世纪光学显微镜问世，瑞典人扬斯和Z.扬森兄弟在1590年做成复合显微镜，17世纪各种型式显微镜出现后，由R.胡克、N.格鲁、M.马尔皮基开创了植物解剖学。1670～1674年，英国人格鲁和意大利人马尔皮基已能分辨木质部、导管和纤维髓细胞和树脂道的内部。英国人R.胡克发现细胞，他的细胞概念是一个由实心物质包围的空间（小室）。从那以后很久，植物学家才理解这些蜂房样的小室至少在幼期是含有生活物质的。第一个植物形态学家设想植物是由多种成分，包括导管、纤维、“囊”等组成的。日耳曼人M.J.施莱登和他的同伴动物学家T.A.H.施万在1839年首次提出。从此成为一个独立的学科。
　在N.格鲁和J.雷的时代，生理学也开始了。雷做过树液运动、种子发芽和其他功能的实验。再早些年，荷兰人 J.B.van黑尔蒙特通过著名的桶栽柳枝试验（见）证明植物从水中取得物质。1742年英国人S.黑尔斯在所著的植物静力学中记载了关于树液流动和压力、蒸腾作用、失水和空气交换气体等方面的124个实验,他被认为是的创始人。1774年英国人J.普里斯特利指出植物在阳光下释放氧气。这些气体（氧气、二氧化碳）和植物的相互关系进一步由J.英恩豪斯(1779)和法国人 N.-T.de索绪尔(1804)阐明。后者将定量方法引入研究，并示明水和二氧化碳一样被吸收。自此关于绿色植物在光下吸收水分和二氧化碳增重（制造食物）的被发现。
　17～18世纪，R.J.卡梅拉里乌斯及H.布尔哈夫等人观察到植物的性别、花粉及受精作用等现象，推动了等的发展。
　到19世纪中期植物学各分支学科已基本形成。、的工作更为植物进化观和遗传机制的确立打下了基础。
　20世纪特别是50年代以来，植物学又有了飞速发展，主要是植物生理学、和等的成就如光合作用机理的阐明，、的发现，微量元素的发现，遗传育种技术、同位素计年法建立，以及抗生物质的分离等，使植物学在经济上更为重要，成为园艺学、农业和环境科学的重要理论基础。
   研

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