Історія становлення фізіології рослин як науки

Основні періоди розвитку фізіології рослин.

Сучасний стан фізіології рослин є результатом більш як 200 літнього терміну її розвитку. Зародилася фітофізіологія в 17 – 18 ст., як відгалуження ботаніки. Початок наукового підходу до фізіології рослин заложив Ян-Батіст Ван-Гельмонт (1579 – 1644), який провів перший кількісний вегетаційний дослід з метою вивчення шляхів живлення рослин. На основі своїх дослідів він дійшов помилкового висновку про те, що вода є єдиним поживним середовищем для рослин. І тільки пізніше було встановлено важливу роль ґрунту та повітря як джерела живлення рослин. Можна без перебільшення стверджувати, що своє існування як самостійна гілка ботаніки фізіологія рослин розпочала з науки про живлення.

Один з основоположників мікроскопічної анатомії рослин Мальпігі (1628 – 1694) свої анатомічні відкриття певних мікроструктур поєднував з їхніми функціями, що мало важливе значення для майбутньої фізіології рослин.

У 1727 році англійський ботанік і хімік Гейлс у своїй книзі «Статика рослин» висловив припущення про можливість живлення рослин за допомогою листків із повітря. Його, без сумніву, слід віднести до засновників фізіології рослин – науки, яка сформувалась значно пізніше, коли в 1771 – 1782 рр. Прістлі, Інгенхауз та Сенеб’є виявили ті компоненти, за рахунок яких відбувається повітряне живлення рослин. Пізніше Соссюр (1767 – 1845) шляхом точного хімічного аналізу показав участь води в повітряному живленні. Так поступово складалось уявлення про фотосинтетичну функцію рослин, хоча сам термін «фотосинтез» Пфеффер запропонував лише 1887 р. Після відкриття фотосинтезу, а також законів збереження матерії та енергії, фізіологія рослин все більше включала в поле зору повітряне середовище і сонячне світло як основні матеріальні і енергетичні джерела існування зеленої рослини.

Однак, як самостійна галузь науки фізіологія рослин остаточно відокремилась від ботаніки у 1800 р., коли Сенеб’є (1742 – 1803) ввів термін «фізіологія рослин» та написав перший підручник з цієї дисципліни, де висвітлив суть предмета, методи і завдання цієї науки. В царській Росії фізіологія рослин довго не відокремлювалась у самостійну дисципліну, і лише в 1863 р. новим університетським статутом були створені кафедри фізіології рослин. Першим російським ботаніком-фізіологом треба ввважати Рачинського (1833 – 1902) – професора кафедри фізіології рослин Московського університету, де з 1872 р. широку діяльність розгорнув Климент Аркадійович Тімірязєв (1843 – 1920). У Петербурзькому університеті з 1861 р. курс фізіології рослин викладав професор Фаміцин (1835 – 1918). На першому етапі розвитку фізіологія рослин була наукою університетською. Перший російський підручник з фізіології рослин написав у 1887 р. проф. Фаміцин, на його зміну вийшов у світ підручник Палладіна, що перевидавався 9 разів.

На поч. 20 ст відбулась остаточна диференціація фізіології рослин на основні її розділи, причому деякі з них набули такого великого значення, що в перші десятиріччя перетворились на самостійні дисципліни з власними теоретичними основами та широким виходом в практику: 1902 р. – вірусологія, 1910 р. – агрохімія, 1930 р. – мікробіологія, біохімія.

В 1934 р. було створено Інститут фізіології рослин АН СРСР, який координував усі дослідження у цій галузі науки і в якому плідно працювали Курсанов, Ничипорович, Чайлахян, Генкель, Туманов та інші.

Однак починаючи з 30-х і до 50-х років 20 ст. настав важкий час для розвитку фізіології рослин, насамперед через відділення від неї біохімії. Розвиток фізіології рослин в цей період було направлено не стільки на вирішення її власних проблем, скільки на дослідження прикладної фізіології.

В середині 50-х років 20 ст. фізіологія рослин в усьому світі піднялась на новий рівень. Наступником її традиції на цьому етапі став академік Курсанов, який створив відому курсанівську школу (представники: Мокроносов, Кулаєва, Бутенко, Семененко, Молотковський, Верещагін, Тарчевський, Польовий та ін.).

З’явилися нові вектори наукових пошуків: кисневий обмін і транспортування кисню (Вартапетян), цитокініни і роль їхньої регуляції метаболізму (Кулаєва), донорно-акцепторні системи рослин (Мокроносов), організація рослинних мембран (Молотковський), йонний гомеостаз рослинної клітини (Вахмістров), метаболізм рослинних ліпідів (Верещагін).

В цей час значно виріс інтерес до проблем екологічної фізіології. Класичні концепції стійкості, розроблені Максимовичем, Тумановим, Генкелем, Строгановим значно поглиблені за допомогою нових підходів і теоретичних концепцій, основаних на сучасному розумінні молекулярної біології рослин та субклітинної організації адаптативних систем (Жолкевич, Трунова).

На зміну періоду деякої самоізоляції фізіології рослин настав період модернізації та інтеграції її з іншими науками, час впровадження в фізіологічний експеримент високочутливих методів біофізики, молекулярної та клітинної біології, який продовжується і тепер. Змінилася сама техніка фізіологічних експериментів, проводяться фундаментальні дослідження, на основі яких народжуються принципово нові біотехнології застосування рослин. Настав новий етап розвитку фізіології рослин, який характеризується процесом асиміляції та інтеграції цією наукою досягнень інших експериментальних біологічних наук.

Історія розвитку фізіології рослин в Україні.

Одним з основоположників фізіології рослин в Україні є учень засновника цієї науки в Росії Фаміцина, проф. Київського університету Баранецький (1843 – 1905). Його основні наукові праці присвячені вивченню проблем росту, водного режиму, анатомії рослин. Вагомий внесок в розвиток фізіології рослин в Україні вніс Вотчал (1864 – 1937), який з 1890 р. очолив кафедру фізіології рослин та мікробіології Київського політехнічного інституту, куди він запросив відомих вчених Навашина, Фінна, Левітського.

Вотчал створив відому школу фізіологів, представники якої сприяли розвиткові різних галузей фізіології рослин, як от Заленський (1875 – 1923) – один з основоположників екологічної фізіології рослин, відкрив залежність анатомічної будови листків від їхнього місця розташування на стеблі, яка пізніше дістала назву закону Заленського.

Світове визнання українській фізіології рослин принесли роботи Холодного (1882 – 1953) з фітогормонології. В цілому фундаментальні і теоретичні уявлення про проблеми росту й розвитку рослин пов’язані з його іменем. Він вніс вагомий вклад не лише у фізіологію, а й в анатомію, екологію рослин та ґрунтову мікробіологію. Холодному належить розробка філософських проблем природознавства, його правомірно вважають продовжувачем ідей Дарвіна і Тімірязєва.

У становленні фізіології рослин велика заслуга належить Палладіну (1859 - 1922), який працював професором фізіології та анатомії рослин Харківського університету з 1889 р., був директором Нікітського ботанічного саду, читав лекції у Таврійському університеті (м. Сімферополь). Основні наукові праці присвячені вивченню процесів дихання рослин та участі в них ферментів.

Становленню фізіології рослин в Україні сприяли також роботи Гаморака (1892 – 1937) про наукову спадщину якого стає відомо лише тепер. Працюючи в Кам’янець-Подільському державному українському університеті, який став другим після заснованого восени 1918 р. Українського народного університету в м. Києві, де викладання проводилось українською мовою, Гаморак провів оригінальні дослідження продихового апарату й транспірації рослин, запропонував ряд нових приладів та методів для фізіологічних досліджень. Він викладав не тільки фізіологію рослин, а й інші ботанічні дисципліни. Ще в 1920 р. він видав 2 підручники з анатомії та морфології рослин, які були взагалі першими українськими підручниками у цій галузі.

Та колискою фізіології рослин в Україні фактично став Інститут ботаніки, де успішно працювали корифеї цієї науки: Холодний, Вотчал, Любименко.

Загальне визнання в світовій науці мають праці академіка Гродзинського – основоположника сучасної алелопатії. Він створив нову схему алелопатії як кругообігу фізіологічно активних речовин у біогеоценозі, що відіграє роль регулятора внутрішніх та зовнішніх взаємозв’язків і є причиною рівноваги, стійкості та зміни рослинних угруповань. Академік Гродзінський вперше алелопатію розглянув як самостійну біологічну проблему, розробка якої надзвичайно важлива для фізіології та біохімії рослин, геоботаніки, рослинництва, агротехніки багатьох культур. Ним досліджена роль алелопатичної взаємодії рослин в природних та штучних ценозах на фоні інших форм взаємодії, роль в алелопатії вищих рослин, грибів, бактерій, перетворення колінів, розроблені методи регулювання польової токсичності. Цей напрямок успішно розвивають вчені Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка НАН України.

Та коло наукових інтересів Гродзинського не обмежувалось створенням наукової школи з алелопатії. Ним започатковано ряд нових наукових напрямів по використанню рослин в ергономічних системах – фітодизайні, медицині, космічній біології. Він активно займався теоретичними і методичними питаннями інтродукції та акліматизації рослин, був одним з головних координаторів розвитку фізіології та біохімії рослин в Україні.

В 60-ті роки 20 ст. розпочато дослідження взаємовідносин рослин і мікроорганізмів (Негруцький) та проблеми симбіотичної азотфіксації (Манорик, Старченков).

Розкриттю природи фізіологічної стійкості рослин присвятили свої фундаментальні дослідження Проценко, Соловйова, Шматько, Табарін та інші у кінці 20 ст. У цей час стало можливим значно поглибити пізнання в цій галузі за допомогою нових підходів та теоретичних концепцій, що базуються на сучасному розумінні молекулярної біології рослин, субклітинної організації адаптативних систем.

В 1962 р. створюється відділ біофізики та радіобіології Інституту фізіології рослин АН України, де вивчаються радіобіологічні реакції рослинних організмів, механізми захисної дії радіопротекторів. Академік Гродзінський розробив теорію надійності рослинних систем, вперше, на різних рівнях організації – від молекулярного до рівня організму та фітоценотичного, проаналізував загальні та специфічні реакції рослин на іонізуючу радіацію. Він започаткував в Україні дослідження з проблеми позиційної інформації і клітинної взаємодії в морфогенезі рослин.

На сучасному етапі в розробці пробем фізіології та біохімії рослин бере участь понад 50 науково-дослідних закладів і вузів України. Серед них: Інститут фізіології рослин і генетики, Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного, Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України та інші ботанічні сади, Інститут гідробіології, Інститут клітинної біології; кафедри фізіології рослин та ботаніки університетів, сільськогосподарських та педагогічних інститутів, а також ціла низка лабораторій галузевих науково-дослідних закладів НААН України.

Дата добавления: 2014-01-07