Фізіологія рослин - Мусієнко М.М. 2001

Вступ
Основні періоди розвитку науки про фізіологію рослин

Сучасний стан фізіології рослин є результатом довгого шляху розвитку, пройденого цією наукою за більш ніж 200 років її існування. Зародилася вона в XVII—XVIIІ ст. в лоні ботаніки. Початок науковому підходу до фізіології рослин зробив Ян-Батіст Ван-Гельмонт (1579-1644), який провів перший кількісний вегетаційний дослід з метою вивчення шляхів живлення рослин. На основі своїх дослідів він зробив помилковий висновок про те, що Вода є єдиним поживним середовищем для рослин. І тільки пізніше встановлено важливу роль грунту 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 М. Мальпігі (1628-1694) свої анатомічні відкриття певних мікроструктур поєднував з їхніми функціями, що мало важливе значення для майбутньої фізіології рослин.

У 1727 р. англійський ботанік і хімік С. Гейлс у своїй книзі «Статика растений» висловлює 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. Д. Прістлі, Я. Інгенхауз та Ж. Сенеб’є виявили ті компоненти, за рахунок яких відбувається повітряне живлення рослин. Пізніше Н. 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» В. Пфеф- фер запропонував лише в 1877 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 Ж. Сенеб’є (1742-1803) ввів термін «фізіологія рослин» та написав перший підручник з цієї дисципліни, де висвітлив суть предмета, Методи і завдання даної 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 вважати С.О. Рачинського (1833-1902) — професора фізіології рослин Московського університету, де з 1872 р. широку діяльність розгорнув К.А. Ті- мірязєв (1843-1920). У Петербурзькому університеті з 1861 р. курс фізіології рослин викладав проф. А.С. Фамінцин (1835-1918). На першому етапі розвитку фізіологія рослин була наукою університетською. Перший російський підручник з фізіології рослин написав у 1887 р. проф. А.С. Фамінцин, на зміну йому в 1891 р. вийшов у світ підручник В.І. Палладіна, який перевидавався дев’ять разів.

Вагомий внесок в розвиток різних напрямів фізіології рослин в XIX ст. внесли Ж. Буссенго, А.С. Фамінцин, К.А. Тімірязєв, М.С. Цвет (фотосинтез), І.П. Бородін, О.М. Бах, Г. Бертран, В.І. Палладій, Л. Пастер (Дихання), Г. Дютроше, Г. Де Фріз, Ю. Сакс (водний режим), Ю. Лібіх, 13

Г. Гельрігель, Й. Кноп, С.М. Виноградський, М. Бейєрінк, Д.М. Прянишников (мінеральне живлення), Й.В. Баранецький, Г. Фехтінг, Г. Клебс (ріст та розвиток рослин) та ін.

На початок XX ст. відбулась остаточна диференціація фізіології рослин на основні розділи її, 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 цей період значного успіху досягнуто в розкритті біохімічних механізмів дихання (В.І. Палладій, Г. Віланд, С.П. Костичев, О. Варбург, Д. Кейлін, Т. Тунберг, Г. Кребс, А. Корнберг), фотосинтезу (Р. Вільштеттер, К. Ван-Ніль, Р. Хілл, М. Кальвін, Д. Арнон), дослідженні ендогенних регуляторів росту (М. Г. Холодний, Ф. Вент, Ф. Кегль, Й. Куросава, Т. Ябута, Ф. Скуг), вивченні механізмів стійкості рослин (М.О. Максимов), мінерального живлення (Д.А. Сабінін).

В 1934 р. було створено Інститут фізіології рослин АН СРСР, який координував всі дослідження в даній галузі науки і в якому плідно працювали А.Л. Курсанов, А.А. Ничипорович, М.Х. Чайлахян, П.А. Генкель, 1.1. Туманов та інші.

Однак починаючи з 30-х і до 50-х років XX ст. настав, як підкреслює А.Л. Курсанов (1982), 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 фундаментальних проблем, скільки на дослідження прикладної фізіології.

Наступником і продовжувачем славних традицій на переломному етапі, коли в середині 50-х років фізіологія рослин в усьому світі піднялась на новий рівень, став академік А.Л. Курсанов, який по суті дав нову орієнтацію розвитку фізіології рослин, створивши відому курсанівську школу (А.Т. Мокроносов, О.М. Кулаева, Р.Г. Бутенко, В.Ю. Семененко, Д.Б. Вахмістров, Б.Б. Вартапетян, Ю.Г. Молотковський, А.Т. Верещагін, І.А. Тарчевський, Р.К. Саляєв, Г.О. Санадзе, В.В. Польовий) та ін.

З’явились нові вектори наукових пошуків: кисневий обмін і Транспортування кисню (Б.Б. Вартапетян), Цитокініни і роль їх у регуляції метаболізму (О.М. Кулаєва), донорно-акцепторні системи рослин (А.Т. Мокроносов), організація рослинних мембран (Ю.Г. Молотковський, Р.К. Саляєв); іонний Гомеостаз рослинної клітини (Д.Б. Вахмістров), метаболізм рослинних ліпідів (А.Т. Верещагін).

Інтенсивно досліджуються механізми регуляторної дії фітогормонів, включаючи рецепцію їх та передачу гормональних сигналів на генетичний апарат клітини (О.М. Кулаєва, В.В. Польовий), метаболізм фітогормонів і регуляцію росту (В.І. Кефелі), розпочались дослідження імунохімії рослин (О.Д. Володарський).

В цей час значно виріс інтерес до проблем екологічної фізіології. Класичні концепції стійкості, розроблені М.О. Максимовим, 1.1. Тумановим, П.О. Генкелем, Б.П. Строгановим, значно поглиблені за допомогою нових підходів і теоретичних концепцій, основаних на сучасному розумінні молекулярної біології рослин та субклітинної організації адаптивних систем (В.М. Жолкевич, Т.І. 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. Змінилась сама техніка фізіологічних експериментів, проводяться фундаментальні дослідження, на основі яких народжуються принципово нові біотехнології рослин. Настав новий етап розвитку фізіології рослин, який характеризується процесом асиміляції та інтеграції даною наукою досягнень інших експериментальних біологічних наук.