Хронология развития микроскопа

Методы исследования

Основные этапы развития ботаники

Но как стройная система знаний о растениях ботаника оформилась к XVII—XVIII векам, хотя, как мы видели, многие сведения о растениях были известны и первобытному человеку.

В России в XV—XVII веках переводят с греческого, латинского и европейских языков и переписывают описания лекарственных растений. В XVIII веке, положив в основу своей искусственной системы строение цветка, Линней разбил мир растений на 24 класса. Система Линнея ненадолго пережила своего создателя, однако значение её в истории ботаники огромно.

XIX век ознаменовался интенсивным развитием естествознания в целом. Бурное развитие получили и все отрасли ботаники. Решающее влияние на систематику оказала эволюционная теория Ч. Дарвина.

Ботаника пользуется как наблюдением, так и сравнительным, историческим и экспериментальным методами, включающими сбор и составление коллекций, наблюдение в природе и на опытных участках, эксперимент в природе и в условиях специализированных лабораторий, математическую обработку полученной информации. Наряду с классическими методами регистрации тех или иных признаков изучаемых растений используется весь арсенал современных химических, физических и кибернетических методов исследования.

• 1590 — Голландские изготовители очков Ганс Янсен и его сын Захарий Янсен, по свидетельству их современников (Пьера Бореля (англ.)русск. 1620—1671 или 1628—1689 и Вильгельма Бориля 1591—1668), изобрели составной оптический микроскоп.
• 1609 — Галилео Галилей изобретает составной микроскоп с выпуклой и вогнутой линзами.
• 1612 — Галилей представляет оккиолино (occhiolino — «маленький глаз») польскому королю Сигизмунду Третьему.
• 1619 — Корнелиус Дреббель (1572—1633) презентует в Лондоне составной микроскоп с двумя выпуклыми линзами.
• 1622 — Дреббель показывает своё изобретение в Риме.
• 1624 — Галилей показывает свою оккиолино принцу Федерику (англ.)русск., основателю Национальной академии деи Линчеи.
• 1625 — Джованни Фабер (англ.)русск. (1574—1629), друг Галилея из Академии рысеглазых, предлагает для нового изобретения термин микроскоп по аналогии со словом телескоп.
• 1664 — Роберт Гук публикует свой труд «Микрография», собрание биологических гравюр микромира, где вводит термин клетка для тех структур, которые он обнаружил в пробковой коре. Книга, вышедшая в сентябре 1664 (часто датируется 1665 годом), оказала значительное влияние на популяризацию микроскопии, в основном из-за своих впечатляющих иллюстраций.

• 1674 — Антони ван Левенгук улучшает микроскоп до возможности увидеть одноклеточные организмы. Микроскоп Левенгука был крайне прост, он представлял собой пластинку с расположенной в центре неё линзой. Наблюдателю нужно было смотреть через линзу на образец, закреплённый с другой стороны, через который проходил яркий свет от окна или свечи. Несмотря на простоту конструкции она позволяла получить увеличение в несколько раз превышающее микроскопы того времени, что позволило впервые увидеть эритроциты, бактерии (1683), дрожжи, простейших, сперматозоиды (1677), строение глаз насекомых и мышечных волокон, инфузории и многие их формы. Левенгук отшлифовал больше пятисот линз и изготовил, по крайней мере, 250 микроскопов различных типов, из которых сохранилось только девять. Сохранившиеся до наших дней микроскопы способны увеличивать изображение в 275 раз, однако, есть подозрения, что Левенгук обладал микроскопами, которые могли увеличивать в 500 раз.
• 1863 — Генри Клифтон (англ.)русск. разрабатывает поляризационный микроскоп чтобы исследовать состав и структуру метеоритов.
• 1860-е — Эрнст Аббе открывает число Аббе и первым разрабатывает теорию микроскопа, что становится прорывом в технике создания микроскопов, которая до того момента в основном основывалась на методе проб и ошибок. Компания «Карл Цейс» использует это открытие и становится ведущим производителем микроскопов того времени.
• 1931 — Эрнст Руска начинает создание первого электронного микроскопа по принципу просвечивающего электронного микроскопа (Transmission Electron Microscope — TEM). В качестве самостоятельной дисциплины сформировалась электронная оптика. За эту работу в 1986-ом году ему будет присвоена Нобелевская премия.
• 1936 — Эрвин Вильгельм Мюллер (англ.)русск. изобретает полевой эмиссионный микроскоп (англ.)русск..
• 1938 — Джеймс Хиллир (англ.)русск. строит другой ТЕМ.
• 1951 — Эрвин Мюллер изобретает полевой ионный микроскоп (англ.)русск. и первым видит атомы.
• 1953 — Фриц Цернике, профессор теоретической физики, получает Нобелевскую премию по физике за своё изобретение фазово-контрастного микроскопа (англ.)русск..
• 1955 — Джордж Номарски, профессор микроскопии, опубликовал теоретические основы дифференциальной интерференционно-контрастной микроскопии.^[1]
• 1967 — Эрвин Мюллер добавляет время-пролётный масс-анализатор к своему полевому ионному микроскопу, создав первый зондирующий атомный микроскоп (англ.)русск. и позволив тем самым производить химическую идентификацию каждого индивидуального атома.
• 1981 — Герд Бинниг и Генрих Рорер разрабатывают сканирующий туннельный микроскоп (Scanning Tunneling Microscope — STM).

• 1986 — Герд Бинниг, Куэйт (англ.)русск., и Гербер (англ.)русск. создают сканирующий атомно-силовой микроскоп (Atomic Force Microscope — AFM). Бинниг и Рорер получают Нобелевскую премию за изобретение сканирующего туннельного микроскопа.
• 1988 — Альфред Церезо, Теренс Годфри, и Джордж Смит (англ.)русск. применили позиционно-чувствительный детектор в зондирующем атомном микроскопе, позволяя с помощью него видеть положение атомов в трёхмерном пространстве.
• 1988 — Кинго Итайя (Kingo Itaya) изобретает Электрохимический сканирующий туннельный микроскоп (англ.)русск..
• 1991 — Изобретён Метод силового зондирования Кельвина (англ.)русск. (Метод зонда Кельвина, Kelvin Probe Force Microscopy, KPFM).

Объекты исследований и разделы ботаники.

Ботаника охватывает широкий круг проблем: закономерности внешнего и внутреннего строения (морфология и анатомия) растений, их систематику, развитие в течение геологического времени (эволюция) и родственные связи (филогенез), особенности прошлого и современного распространения по земной поверхности (география растений), взаимоотношения со средой (экология растений), сложение растительного покрова (фитоценология, или геоботаника), возможности и пути хозяйственного использования растений (ботаническое ресурсоведение, или экономическая ботаника).

систематика растений — разделяет многообразие растительного мира на соподчинённые друг другу естественные группы — таксоны (классификация), устанавливает рациональную систему их наименований (номенклатура) и выясняет родственные (эволюционные) взаимоотношения между ними (филогения). В прошлом систематика основывалась на внешних морфологических признаках растений и их географическом распространении, теперь же систематики широко используют также признаки внутреннего строения растений, особенности строения растительных клеток, их хромосомного аппарата, а также химический состав и экологические особенности растений.

В тесной связи с систематикой находится морфология растений, изучающая форму растений в процессе индивидуального (онтогенез) и исторического (филогенез) развития. В узком смысле морфология изучает внешнюю форму растений и их частей, в более широком — включает анатомию растений, изучающую их внутреннее строение, эмбриологию, исследующую образование и развитие зародыша, и цитологию, изучающую строение растительной клетки. Некоторые разделы морфологии растений выделяют в особые дисциплины в связи с их прикладным или теоретическим значением: органографию — описание частей и органов растений, палинологию — изучение пыльцы и спор растений, карпологию — описание и классификация плодов, тератологию — изучение аномалий и уродств (терат) в строении растений. Различают сравнительную, эволюционную, экологическую морфологию растений.

Изучением растений в их взаимоотношении со средой обитания занимается ряд отраслей ботаники, иногда объединяемых под общим названием экология растений. В более узком смысле экология изучает влияние на растение среды обитания, а также разнообразные приспособления растений к особенностям этой среды. На земной поверхности растения образуют определенные сообщества, или фитоценозы, повторяющиеся на более или менее значительных территориях (леса, степи, луга, саванны и т. д.). Исследованием этих сообществ занимается отрасль ботаники, называемая в России геоботаникой, или фитоценологией (за рубежом её часто называют фитосоциологией). В зависимости от объекта исследования в геоботанике выделяют лесоведение, луговедение, тундроведение, болотоведение и т. д. В более широком смысле геоботаника смыкается с учением об экосистемах, или с биогеоценологией, изучающей взаимоотношения между растительным покровом, животным миром, почвой и подстилающими почву горными породами. Этот комплекс называется биогеоценозом.

Распространение отдельных видов растений на поверхности земного шара изучает география растений, а особенности распределения растительного покрова на Земле в зависимости от современных условий и исторического прошлого — ботаническая география.

Наука об ископаемых растениях — палеоботаника, или фитопалеонтология, имеет первостепенное значение для восстановления истории развития растительного мира. Данные палеоботаники имеют важнейшее значение для решения многих вопросов систематики, морфологии (включая анатомию) и исторической географии растений. Её данными пользуется также геология (историческая геология и стратиграфия).

Полезные свойства дикорастущих растений и возможности их окультуривания изучаются экономической ботаникой (хозяйственная ботаника, ботаническое ресурсоведение).

Физиологию растений и биохимию растений не всегда относят к ботанике, поскольку многие физиологические и биохимические процессы, протекающие в растениях, аналогичны или даже тождественны процессам, протекающим в животных организмах, и изучаются сходными методами. Однако биохимия и физиология растений отличаются рядом специфических черт, исключительно или почти исключительно свойственных растениям. Поэтому разграничить физиологию и биохимию растений от собственно ботаники нелегко, тем более, что физиологические и биохимические особенности растений могут рассматриваться как таксономические признаки, следовательно, интересовать систематиков растений. Эти же особенности чрезвычайно важны для понимания проблем экологии и геоботаники, географии растений и ботанической географии, экономической ботаники и т. д. Генетика растений обычно также рассматривается как раздел общей генетики, хотя некоторые главы её (генетика популяций, цитогенетика) тесно связаны с систематикой, особенно биосистематикой, экологией растений и геоботаникой.

Границы между перечисленными выше разделами ботаники в значительной мере условны, так как их методы нередко перекрещиваются, а данные взаимно используются. Трудно определить место таких наук, как физиологическая анатомия и экологическая физиология, или отделить использование химических особенностей растений в систематике (хемосистематика) от сравнительной биохимии растений; наряду с этим процессом идёт и весьма узкая специализация отдельных ботанических разделов.

Ботаника тесно связана со многими другими науками — с геологией через палеоботанику и индикационную геоботанику (использование признаков некоторых растений и их сообществ как индикаторов некоторых полезных ископаемых); с химией — через биохимию и физиологию, экономическую ботанику и фармакогнозию; с почвоведением и физической географией — через экологию и геоботанику; с техническими науками — через экономическую ботанику. Ботаника — естественно-историческая основа сельского и лесного хозяйства, зелёного строительства в городах, курортах и парках, она разрешает многие вопросы пищевой, текстильной, целлюлозно-бумажной, микробиологической, деревообрабатывающей промышленности.

С экономической ботаникой тесно связана этноботаника — учение об использовании растений различными этническими группами населения земного шара. Важный раздел прикладной ботаники — изучение дикорастущих родичей культурных растений, обладающих ценными свойствами (например, иммунитетом к болезням, засухоустойчивостью и т. д.).

Характерные черты современного этапа развития ботаники — стирание граней между отдельными её отраслями и их интеграция. Так, в систематике растений для характеристики отдельных таксонов всё шире применяют цитологические, анатомические, эмбриологические и биохимические методы. Разработка новых методов исследования, основанных на достижениях физики и химии, позволила решать задачи, недоступные ранее. Так, в результате использования электронного микроскопа, разрешающая сила которого по сравнению с другими оптическими приборами возросла в сотни раз, были выявлены многие новые детали строения растительной клетки, что с успехом используется не только в анатомии, но и в систематике растений.

Однако важнейшая задача ботаники — изучение закономерностей развития и охраны среды обитания человечества — биосферы и прежде всего растительного мира — фитосферы.

А для студентов фармацевтического профиля определены следующие цели - сформировать у студента представление о растительном организме как компоненте живой системы, его вариабельности, видовом многообразии и роли в биогеоценозе; дать будущим специалистам знания, необходимые для овладения специального курса – фармакогнозии, а также мировоззренческие и биологические знания, использующиеся при изучении медико-биологических дисциплин: физиологии человека, микробиологии, биохимии и т.д.

Лектор – доцент, заведующий курсом ботаники –

Соболева Лидия Семеновна.

9.11.11

Дата добавления: 2014-01-07