Фізіологія рослин - Мусієнко М.М. 2001

Передмова

Пам’яті нашого вчителя — Дмитра Пилиповича Проценка присвячується

Передмова ДО ПЕРШОГО ВИДАННЯ

Поява даної книги обумовлена глибокими змінами, які відбулися в галузі фізіології рослин за останні десятиріччя. Вивчення життєвих процесів у рослин на сучасному етапі здійснюється в надзвичайно широкому діапазоні наукових підходів, починаючи від молекулярно-біологічного, біохімічного і клітинного та закінчуючи високоінтегрованими рівнями цілісного рослинного організму або навіть рослинних угруповань. В той же час з моменту останнього видання в Україні підручника для університетів (Д.П. Проценко «Фізіологія рослин». — К.: Вища школа, 1978) минуло 17 років. За цей час значно змінились не лише техніка і Методика фізіологічних експериментів за рахунок взаємного впливу і контактів з біохімією, біофізикою, молекулярною біологією, генетикою, а навіть деякі принципи, які прояснюють суть фізіологічних явищ. Виходячи з методологічних положень, в перших главах книги розглядаються переважно хімічний склад, структура та загальні закономірності життєдіяльності рослинного організму, а далі — більш спеціальні розділи фізіології рослин.

В традиційних для підручників з фізіології рослин розділах, де обговорюється структура і функція рослинної клітини, водний режим, Фотосинтез, Дихання, мінеральне живлення, Гетеротрофний спосіб живлення рослин, ріст, розвиток і морфогенез рослин, світлорегуляція у рослин, системи регуляцій і інтеграції їх, експресія геному і фізіологічні функції, фізіологія розмноження, Рухи рослин, автор прагнув подати характеристику функціональної та структурної організації цих процесів з урахуванням сучасних даних фізіологічної науки. Однією з центральних проблем біології є екологічна фізіологія, яка вивчає процеси пристосування структури та функції організмів до умов середовища. Тому в пропонований читачу підручник включено главу «Адаптація та механізми стійкості рослин", де розглядається Фізіологія стресу в рослинному світі, проблема специфічності адаптивних реакцій до впливу несприятливих абіотичних та біотичних факторів.

Сучасна фізіологія рослин широко використовує принципи фізико-хімічного та біологічного моделювання, які дають змогу виключати елементи корелятивних «зв’язків, ефектів, характерних для цілісного рослинного організму. Наприклад, Методи культивування ізольованих органів, тканин і клітин рослин, які з’явились більш як півстоліття назад, в даний час дозволяють вирішувати різноманітні фундаментальні і прикладні проблеми фізіології росту і розвитку.

Культури клітин рослин використовують не лише для генетичних маніпуляцій з рослинами, а і як джерело ферментів та продуктів вторинного метаболізму, як модельні системи для вивчення диференційної експресії генів. Як фундаментальна біологічна дисципліна, фізіологія рослин є теоретичною базою не лише рослинництва, а і сучасних різноманітних біотехнологій.

Це пояснює необхідність включення в підручник такої глави, як «Фізіологія рослин та біотехнологія: досягнення і перспективи розвитку». В підручнику подано Сучасні уявлення про механізми головних фізіологічних функцій зеленої рослини — процесів енергообміну, асиміляції речовин, росту, розвитку та розмноження. Аналіз функцій дається в еволюційному аспекті. Розглядаються також Загальні принципи організації та механізми дії регуляторних систем в клітині і в цілому організмі. Велика увага приділяється екологічним проблемам фізіології рослин.

Автор висловлює щиру вдячність колективу кафедри фізіології та екології рослин Київського національного університету ім. Тараса Шевченка за неоціненну допомогу на різних етапах підготовки даного підручника до видання.

М.М. Мусієнко

Передмова до другого ВИДАННЯ

Друге видання стало необхідним з одного боку тому, що перше видання даної книги розійшлося вже відразу після виходу в світ у 1995 р. і стало бібліографічною рідкістю, а з іншого — появою нових знань в галузі фізіології рослин. Автор прагнув створити сучасний підручник з фітофізіології — інтегративної дисципліни, яку вивчають студенти вузів біологічного, екологічного, аграрного, педагогічного та інших профілів. В підручнику розкрито широке коло проблем, починаючи з методології дослідження інтегративних фізіологічних процесів, функціонування молекулярних механізмів перетворення енергії й регуляторних трансдукцій молекулярних сигналів та закінчуючи розглядом ролі зеленої рослини в біосферних циклах біогенних елементів.

Підручник зберігає традиційну послідовність викладу курсу «Фізіологія рослин» у відповідності із затвердженою Міністерством освіти і науки програмою. Разом з тим уточнено і введено нові уявлення про функції рослинного організму, відповідно сучасного розвитку науки. Ми прагнули відобразити основні досягнення традиційних та сучасні тенденції в розвитку нових напрямків фітофізіології, які мають важливе значення для підготовки молодих спеціалістів.

Більшість розділів книги значно доповнені та перероблені. Перші глави доповнені розглядом деяких біофізичних і фізико-хімічних аспектів фізіології рослинної клітини та фізіології рослин, взагалі.

На нашу думку, одним з кардинальних напрямків сучасної фізіології рослин є дослідження механізмів фототрофної функції рослинних організмів. Тут досягнуто значних успіхів в розкритті молекулярних механізмів первинних процесів перетворення і запасання сонячної енергії, виясненні структурної організації функціональних комплексів фотосинтетичного апарата, зокрема АТФ-син- тезуючих систем. Це спонукало нас узагальнити основні теоретичні уявлення і експериментальні дані останніх років і подати їх в повністю переробленій главі, присвяченій фотосинтезу.

У даний час особливого значення набувають дослідження внутрішніх регуляторних систем рослинного організму, які визначають інтенсивність фотосинтетичних реакцій, процесів дихання, координують надходження і засвоєння елементів мінерального живлення, забезпечують узгоджене функціонування всіх частин рослинного організму, його ріст, розвиток, транспорт асимілятів, їх відкладання про запас, а отже формування врожаю. Розвиток методів генної інженерії відкриває нові можливості конструювання рослин з новими практично важливими властивостями. Ці актуальні питання знайшли своє відображення у відповідних главах підручника. Знайомство з книгою дозволить читачу зрозуміти те, як вирішуються в світі рослин різноманітні проблеми в галузі екології, енергетики, трансдукції сигналів і передачі інформації, раціонального використання ресурсів оточуючого середовища.

Більше уваги приділено проблемам, які показують значення фітофізіології як наукової основи сучасного рослинництва, біотехнологій, її ролі в формуванні екологічного мислення.

Екологічний підхід пронизує весь зміст підручника, логічним завершенням якого є нова глава «Рослини і біосфера. Екологічні цикли речовини та Потік енергії».

Особливу увагу автор звертав на еволюційний принцип при розгляді тих чи інших фізіологічних процесів.

Відобразити в переддень третього тисячоліття сучасний стан знань в галузі фітофізіології — інтегральної науки — посередника, що засвоїла мову та ідеологію фізико-хімічної біології і виявляє здатність перекласти її на мову функціональних проблем рослинного організму, — таке завдання ставив перед собою автор при підготовці другого видання даного підручника.

В роботі враховані зауваження, які були в опублікованих рецензіях та надійшли від інших фахівців на перше видання підручника. З вдячністю враховані зауваження академіка НАН України Д.М. Гродзинського, проф. Л.Я. Сіренко, а також студентів Київського Національного університету ім. Тараса Шевченка та Університету «Києво-Могилянська Академія».

Автор щиро вдячний всьому колективу кафедри фізіології та екології рослин Київського Національного університету ім. Тараса Шевченка за постійну допомогу при підготовці даного видання. Особлива подяка проф. О.В. Брайону, доц. П.С. Славному, співробітникам кафедри Н.І. Лавренюк, Т.В. Білоус, А.М. Косян за допомогу в підготовці рукопису до друку, а також моїй дружині Надії Миколаївні, постійна увага якої завжди надихала на творчу працю.

Глибока вдячність рецензентам — завідувачу кафедри фізіології рослин Львівського Національного університету ім. Івана Франка, доктору біологічних наук, професору, академіку АН ВШ України О.І. Терек та доктору біологічних наук, професору Національного аграрного університету А.А. Булаху за критичні зауваження і корисні поради.

Автор буде вдячний своїм колегам і всім читачам даної книги за всі зауваження на можливі недоліки даної праці.

М.М. Мусієнко