Pinguicula grandiflora běžně známá jako máslovka
Příklad příčného řezu stonku
Botanika je vědecké studium života rostlin. Jako obor biologie se nazývá také rostlinná věda, fytologie nebo biologie rostlin. Botanika zahrnuje širokou škálu vědních disciplín, které studují rostliny, řasy a houby, včetně: struktury, růstu, rozmnožování, metabolismu, vývoje, chorob a chemických vlastností a evolučních vztahů mezi jednotlivými skupinami. Studium rostlin a botaniky začalo s kmenovými pověstmi, které se používaly k určování jedlých, léčivých a jedovatých rostlin, což z botaniky činí jednu z nejstarších věd. Z tohoto prastarého zájmu o rostliny se rozsah botaniky rozšířil a zahrnuje studium více než 550 000 druhů či typů živých organismů.
Rozsah a význam botaniky
Stejně jako jiné formy života v biologii lze i život rostlin studovat z různých hledisek, od molekulární, genetické a biochemické úrovně přes organely, buňky, tkáně, orgány, jedince, rostlinné populace až po rostlinná společenstva. Na každé z těchto úrovní se botanik může zabývat klasifikací (taxonomie), strukturou (anatomie a morfologie) nebo funkcí (fyziologie) rostlin.
Historicky botanika zahrnuje všechny organismy, které nebyly považovány za živočichy. Mezi tyto „rostlinám podobné“ organismy patří houby (studované v mykologii), bakterie a viry (studované v mikrobiologii) a řasy (studované ve fyziologii). Většina řas, hub a mikrobů již není považována za rostlinnou říši. Botanici jim však stále věnují pozornost a bakterie, houby a řasy jsou obvykle probírány v úvodních kurzech botaniky.
Studium rostlin má význam z mnoha důvodů. Rostliny jsou základní součástí života na Zemi. Vytvářejí kyslík, potravu, vlákna, palivo a léky, které umožňují existenci vyšších forem života. Rostliny také fotosyntézou pohlcují oxid uhličitý, což je menší skleníkový plyn, který ve velkém množství může ovlivnit globální klima. Předpokládá se, že evoluce rostlin změnila globální atmosféru Země již na počátku její historie, a paleobotanici studují dávné rostliny ve fosilním záznamu. Dobré porozumění rostlinám má zásadní význam pro budoucnost lidské společnosti, protože nám umožňuje:
Téměř všechny potraviny, které jíme, pocházejí (přímo i nepřímo) z rostlin, jako je tato americká dlouhozrnná rýže.
Prakticky všechny konzumované potraviny pocházejí z rostlin, a to buď přímo ze základních potravin a dalšího ovoce a zeleniny, nebo nepřímo prostřednictvím hospodářských zvířat nebo jiných živočichů, jejichž výživa závisí na rostlinách. Rostliny jsou základním stavebním kamenem téměř všech potravních řetězců, protože využívají energii ze slunce a živiny z půdy a atmosféry a přeměňují je do podoby, kterou mohou konzumovat a využívat živočichové, což ekologové nazývají první trofickou úrovní. Botanici také studují, jak rostliny produkují potraviny, které můžeme jíst, a jak zvýšit jejich výnosy, a proto je jejich práce důležitá pro schopnost lidstva nasytit svět a zajistit potravinovou bezpečnost pro budoucí generace, například prostřednictvím šlechtění rostlin. Botanici také studují plevele, tedy rostliny, které jsou na určitém místě považovány za obtížné. Plevele představují v zemědělství značný problém a botanika poskytuje některé ze základních vědeckých poznatků, které slouží k pochopení toho, jak minimalizovat dopad „plevelů“ v zemědělství a v původních ekosystémech. Etnobotanika se zabývá studiem vztahů mezi rostlinami a lidmi.
Gregor Mendel položil základy moderní genetiky na základě svých studií rostlin.
Základní životní procesy
Rostliny jsou vhodnými organismy, u nichž lze studovat základní životní procesy (jako je například buněčné dělení a syntéza bílkovin), aniž by bylo nutné řešit etická dilemata spojená se studiem zvířat nebo lidí. Genetické zákony dědičnosti tímto způsobem objevil Gregor Mendel, který studoval způsob dědičnosti tvaru hrachu. To, co se Mendel naučil při studiu rostlin, mělo dalekosáhlý přínos i mimo botaniku. Barbara McClintocková navíc při studiu kukuřice objevila „skákající geny“. To je jen několik příkladů, které ukazují, jak má botanický výzkum trvalý význam pro pochopení základních biologických procesů.
Mnoho léčivých a rekreačních drog, jako je tetrahydrokanabinol, kofein a nikotin, pochází přímo z rostlinné říše. Jiné jsou jednoduchými deriváty rostlinných přírodních produktů; například aspirin je založen na kyselině salicylové, která původně pochází z kůry vrb.
Možná existuje mnoho nových léků na nemoci, které poskytují rostliny a které čekají na své objevení. Z rostlin pocházejí také oblíbené povzbuzující látky, jako je káva, čokoláda, tabák a čaj. Většina alkoholických nápojů pochází z kvasících rostlin, jako je ječný slad a hrozny.
V mnoha různých ohledech mohou rostliny fungovat trochu jako „hornický kanárek“, systém včasného varování, který nás upozorňuje na důležité změny v našem prostředí. Kromě těchto praktických a vědeckých důvodů jsou rostliny nesmírně cenné jako rekreace pro miliony lidí, kteří se denně těší ze zahradnického, zahradnického a kulinářského využití rostlin.
Z řeckého βοτάνη = „pastvina, tráva, krmivo“, snad prostřednictvím myšlenky chovatele dobytka, který musí vědět, které rostliny jsou pro dobytek bezpečné.
Tradiční nástroje botanika.
Rané příklady rostlinné taxonomie se objevují v Rigvédě, která dělí rostliny na Vrska (stromy), Osadhi (byliny užitečné pro člověka) a Virudha (plazivé rostliny), které se dále dělí. Atharvaveda dělí rostliny do osmi tříd: Visakha (rozprostřené větve), Manjari (listy s dlouhými trsy), Sthambini (keřovité rostliny), Prastanavati (které se rozšiřují); Ekasrnga (rostliny s jednopohlavním růstem), Pratanavati (plazivé rostliny), Amsumati (s mnoha stonky) a Kandini (rostliny s uzlovitými spoji). Taittiriya Samhita a klasifikuje rostlinnou říši na vrksa, vana a druma (stromy), visakha (keře s rozrůstajícími se větvemi), sasa (byliny), amsumali (rozrůstající se nebo delikující rostlina), vratati (popínavá rostlina), stambini (keřovitá rostlina), pratanavati (plazivá rostlina) a alasala (rostliny rozprostírající se na zemi).
Manusmriti navrhl klasifikaci rostlin do osmi hlavních kategorií. Čaraka Samhita a Sušruta Samhita a vaišesiky rovněž uvádějí propracovanou taxonomii.
Parashara, autor Vrksayurvedy (nauky o životě stromů), dělí rostliny na Dvimatrka (dvouděložné) a Ekamatrka (jednoděložné). Ty dále dělí na samigánii (Fabaceae), puplikagalnii (Rutaceae), svastikagánii (Cruciferae), tripuspagánii (Cucurbitaceae), mallikagánii (Apocynaceae) a kurcapuspagánii (Asteraceae).
Mezi nejstarší botanické práce v Evropě, které vznikly kolem roku 300 př. n. l., patří dvě rozsáhlá pojednání Theofrasta: O dějinách rostlin (Historia Plantarum) a O příčinách rostlin. Tyto knihy společně představují nejvýznamnější přínos pro botanickou vědu ve starověku a dále ve středověku. Římský lékařský spisovatel Dioskoridés poskytuje důležité doklady o řeckých a římských znalostech léčivých rostlin.
Ve starověké Číně sahá seznam různých rostlin a bylinných lektvarů pro farmaceutické účely přinejmenším do období Válčících států (481 př. n. l.-221 př. n. l.). K písemným znalostem bylinné farmacie přispělo v průběhu staletí mnoho čínských spisovatelů. Za dynastie Han (202 př. n. l.-220 n. l.) to bylo písemné dílo Huangdi Neijing a ve 2. století slavný farmakolog Zhang Zhongjing. Byli zde také vědci a státníci Su Song a Shen Kuo z 11. století, kteří sestavili pojednání o bylinné medicíně a zahrnuli do nich i využití mineralogie.
Mezi významná středověká díla o fyziologii rostlin patří Udajanův Prthviniraparyam, Dharmottarova Nyayavindutika, Gunaratnova Saddarsana-samuccaya a Sankaramisrova Upaskara.
V roce 1665 objevil Robert Hooke pomocí raného mikroskopu buňky v korku a o něco později i v živé rostlinné tkáni. Němec Leonhart Fuchs, Švýcar Conrad von Gesner a britští autoři Nicholas Culpeper a John Gerard vydali herbáře, které poskytovaly informace o léčivém využití rostlin.
V roce 1754 Carl von Linné (Carl Linnaeus) rozdělil rostlinnou říši do 25 tříd. Jedna z nich, Cryptogamia, zahrnovala všechny rostliny se skrytými rozmnožovacími částmi (řasy, houby, mechy a játrovky a kapradiny).
Významné množství nových poznatků se dnes získává studiem modelových rostlin, jako je Arabidopsis thaliana. Tento plevelný druh z čeledi hořčic byl jednou z prvních rostlin, u nichž byl sekvenován genom. Díky sekvenování genomu rýže (Oryza sativa) a velké mezinárodní výzkumné komunitě se rýže stala de facto vzorovou obilninou/trávou/monokotem. Další druh trávy, Brachypodium distachyon, se také stává experimentálním modelem pro pochopení genetické, buněčné a molekulární biologie trav mírného pásma. Genomy dalších komerčně významných základních potravin, jako je pšenice, kukuřice, ječmen, žito, proso a sója, jsou rovněž sekvenovány. U některých z nich je sekvenování náročné, protože mají více než dvě haploidní (n) sady chromozomů, což je stav známý jako polyploidie, běžný v rostlinné říši. Chlamydomonas reinhardtii (jednobuněčná zelená řasa) je dalším rostlinným modelovým organismem, který byl důkladně prozkoumán a poskytl důležité poznatky o buněčné biologii.
V roce 1998 zveřejnila skupina Angiosperm Phylogeny Group fylogenezi kvetoucích rostlin založenou na analýze sekvencí DNA většiny čeledí kvetoucích rostlin. Výsledkem této práce je objasnění zásadních otázek, jako například které čeledi představují nejstarší větve v genealogii mřížovců. Zkoumání vzájemné příbuznosti rostlinných druhů umožňuje botanikům lépe pochopit proces evoluce rostlin.
Populárně-naučné knihy o botanice
Akademické a vědecké knihy o botanice
Flora a další rostlinné katalogy nebo databáze
Anatomie – Astrobiologie – Biochemie – Bioinformatika – Botanika – Buněčná biologie – Ekologie – Vývojová biologie – Evoluční biologie – Genetika – Genomika – Biologie moře – Biologie člověka – Mikrobiologie – Molekulární biologie – Původ života – Paleontologie – Parazitologie – Patologie – Fyziologie – Taxonomie – Zoologie