Morfologia şi anatomia plantelor

Biologia (de la grec. bios = viaţă si logos = stiinţă) este stiinţa care se ocupă cu studiul tuturor organismelor care trăiesc pe pământ.

Aceasta cuprinde două mari ramuri: Botanica si Zoologia.

Botanica (de la grec. botane = iarbă, plantă) este stiinţa care se ocupă cu studiul plantelor sub diverse aspecte, cum ar fi: organizarea externă si internă a plantelor, clasificarea si răspândirea lor pe glob, modul lor de asociere în funcţie de cerinţele plantelor faţă de condiţiile mediului si importanţa lor.

Diversitatea mare de probleme, cu care se ocupă botanica, a condus la formarea unor discipline cum ar fi:

Morfologia plantelor (de la grec. morphe = formă si logos = stiinţă) studiază forma exterioară si structura internă a organismelor vegetale, variaţiile formei si structurii sub influenţa factorilor de mediu.

Sistematica sau Taxonomia (de la grec. taxis = rânduială, nomos = lege) se ocupă cu identificarea, descrierea plantelor si clasificarea lor în unităţi sistematice de diferite valori, alcătuind un sistem natural de clasificare. Din această ramură s-au separat :

Virusologia , care studiază virusurile, Bacteriologia, studiază bacteriile, Micologia, studiază ciupercile, Algologia se ocupă de studiul algelor, Lichenologia se ocupă cu studiul lichenilor, Briologia studiază muschii.

Fitoecologia studiază relaţiile dintre plante si comunităţile de plante cu mediul.

Fitocenologia (Fitosociologia) se ocupă cu modul de asociere a plantelor în unităţi de vegetaţie si raporturile care se stabilesc între acestea si factorii mediului.

Fitogeografia studiază răspândirea speciilor si a comunităţilor de plante pe care acestea le alcătuiesc în diferite zone ale globului.

Paleobotanica studiază resturile vegetale, fosile provenite din erele geologice.

Fiziologia se ocupă cu studiul proceselor biochimice la plante si cu funcţiile organelor, manifestări prin care se realizează schimburile de substanţe si de energie între plante si mediul înconjurător (metabolismul).

Fitopatologia studiază bolile plantelor sub raportul cauzelor (agenţilor) care le provoacă si a răspunsului organismului atacat.

Genetica se ocupă cu studiul eredităţii si a variabilităţii caracterelor în succesiunea generaţiilor.

Între botanică si stiinţele agricole există o legătură foarte strânsă, întrucât stabilirea modului de cultură a plantelor presupune în primul rând cunoasterea temeinică a biologiei acestora, lucrările de pregătire a solului, ca si cele de întreţinere a plantelor cultivate au un singur scop si anume, acela de a crea condiţii ecologice cât mai apropiate de nevoile optime pentru cresterea si fructificarea plantei luate în cultură. Astfel, botanica are legături strânse cu o serie de stiinţe agricole: Fitotehnie, Viticultura, Pomicultura, Legumicultura, Floricultura, Ameliorarea plantelor, Fitopatologia etc.

Cunoscând biologia plantei se poate elabora o tehnologie de cultură adecvată. De asemenea numai dacă se cunosc îndeaproape buruienile dintr-o cultură se poate face combaterea lor cu rezultate bune.

În procesul de ameliorare, pentru a se imprima plantei anumite caractere, care direct sau indirect contribuie la ridicarea producţiei, trebuie bine cunoscută structura organelor plantei, caracterele morfologice, precum si cerinţele faţă de factorii ecologici.

La îmbunătăţirea pajistilor, cunostinţele de botanică, nu numai că sunt de un real folos ci fără ele nu se poate acţiona.

Morfologia şi anatomia plantelor este o ştiinţă fundamentală care stă la baza cunoaşterii celorlalte discipline (taxonomie, sistematică, fiziologie, genetică, fitosociologie, floricultură, legumicultură, pomicultură, viticultură, etc.). Noţiunile furnizate de această parte a botanicii, ne ajută să înţelegem diversitatea structurală a plantelor, modul de evoluţie al ţesuturilor, influenţa condiţiilor de mediu asupra diverselor organe, interdependenţa mediu-funcţie-structură.

Pe de altă parte, din punct de vedere aplicativ, cunoaşterea structurii organelor vegetale ne permite:

• observarea modificărilor survenite în urma aplicării diferitelor îngrăşăminte organice şi minerale, erbicide, radiaţii, etc.;
• obţinerea de soiuri valoroase din punct de vedere productiv;
• identificarea poliploizilor;
• punerea în valoare a utilităţii plantelor (alimentare, textile, aromatice, condimentare, tanante, tinctoriale, rezinifere, etc.).

Scurt istoric al dezvoltării cunoştinţelor de morfologie şi anatomie vegetală

Încă din antichitate (cu aproximativ 3000 de ani î.e.n.), preocuparea de bază a botaniştilor era de a cunoaşte şi descrie speciile de plante, pentru cunoaşterea şi folosirea resurselor mediului înconjurător. Concepţia religioasă despre plante era preponderentă, în special la popoarele hinduse, mai puţin la

greci unde era predominantă concepţia ştiinţifică. S-au remarcat, în acea perioadă, marii filosofi greci:Aristotel (384- 332 î.E.N.), Theophrast (370-283 î.E.N.), etc.

Descoperirea microscopului, pe la începutul secolului al XVII-lea, de către olandezii Zacharias şi Hans Janssen (tată şi fiu), a reprezentat premisele dezvoltării studiilor de anatomie a plantelor.

Inventarea microscopului a permis fizicianul englez Robert Hooke (1667), după câteva perfecţionări, să observe şi o secţiune prin scoarţa stejarului de plută (Quercus suber). Cu această ocazie, descoperă că materia vegetală este poroasă, discontinuă, ca o ţesătură de forma unui fagure de albine.

Cavităţile observate la microscop sunt denumite celule (de la lat. cella- cămară, cameră mică), termen consacrat ulterior în ştiinţa universală. Celulele fiind moarte, fără conţinut, Hooke na putut observa decât peretele acestora. În cartea lui, Micrographia (1667), Hooke schiţează primul desen reprezentând celula. Mai târziu, prin 1671, MALPIGHI şi GREW, pornind de la descoperirile lu Hooke, încep studiul structurii plantelor şi animalelor.

Naturalistul olandez Antoine Van Leeuwenhoek (1673) descoperă microscopic globulele roşii, precum şi a altor organismelor unicelulare, izolate, autonome, inclusiv a microbilor, astfel punându-se bazele Citologiei ca ştiinţă. Tot el, la începutul secolului al XVIII-lea, stabileşte structura tulpinii la

Monocotiledonatae, publicând opera „Arcana Naturae” (1708).

Un aport important la dezvoltarea morfologiei plantelor l-a avut Goethe (1796) care a introdus pentru prima dată termenul de “morfologie”, apoi a introdus în ştiinţă termenul de “metamorfoză” (în sensul de modificare ereditară, profundă, a formei şi structurii unui organ, ca urmare a adaptării la

îndeplinirea altor funcţii). De la Goethe a rămas “Teoria foliară a florii” şi “Teoria vertebrală a craniului”.

În anul 1833, Robert Braun descoperă nucleul în celula vegetală. Elaborarea “Teoriei celulare” (1838), de către doi biologi germani: botanistul Matthias Schleiden (1804-1881) şi zoologul Theodor Schwann (1810-1882), a reprezentat momentul cel mai important din istoria descoperirii celulei.

După 1875, Strasburger stabileşte originea celulelor, demonstrând că o celulă provine din altă celulă prin bipartiţie, pentru ca mai târziu, împreună cu Guignard, să descrie mecanismul dublei fecundaţii.

Secolul al XIX-lea conturează „Etapa darvinistă”, legată de numele lui Darwin şi concepţia care-i poartă numele, elaborată şi prezentată în cartea “Originea speciilor” (1859). Concepţia lui Darwin, privind trasformarea şi evoluţia speciilor, a impulsionat cercetările de botanică şi a dus la apariţia sistemelor naturalfilogenetice.

În această etapă, anatomia a trecut prin câteva perioade:

• descriptivă (statică, fără a preocupa rolul funcţional al acestora);
• fiziologică (corelarea structurii cu funcţia);
• protoplasmatică (preocuparea faţă de substanţa vie din celulă);
• ecologică şi experimentală (axarea studiilor pe: plasticitatea ţesuturilor şi organelor, corelaţia structură-factori de mediu, localizarea substanţelor utile în corpul plantelor, etc.).

Astfel se continuă perfecţionarea microscopului dar şi a tehnicilor şi metodelor de investigaţie, permiţând aducerea de noi contribuţii despre protoplasmă, la alge de către Thuret şi Bornet (1878), la plantele superioare de către Tangl (1879), Kienitz-gerloff (1891), Gardiner (1898), Strasburger (1901) , etc.

Treptat, prin perfecţionarea mijloacelor de investigaţie, în special a microscopiei electronice, s-a trecut de la citologia clasică (a microscopului optic - cu limita superioară de mărire de 2.500 ori) la o citologie modernă (a microscopului electronic - fig. 2), care studiază constituenţii celulari la nivel de

suborganite, macromoleculele din care sunt alcătuite, precum şi interrelaţiile dintre acestea care constituie tocmai viaţa celulară.

Etapa actuală, în dezvoltarea botanicii, se încadrează în revoluţia generală produsă în biologie, prin folosirea unor metode şi aparaturi moderne care abordează diferite aspecte structurale la nivel celular, subcelular sau molecular, împingând limitele biologiei, mult, în domeniul biochimiei. Pe plan naţional,

istoria poporului român îşi regăseşte amprenta în dezvoltarea botanicii. La început a fost o botanică populară, empirică, bazată pe cunoştinţele dobândite, mai întâi, despre plantele alimentare şi apoi despre cele medicinale.

Studiile de morfologie şi anatomie vegetală au luat amploare după 1960, pe măsură ce dotarea laboratoarelor şi acumularea de cunoştinţe de specialitate s-a dezvoltat. În sec. al XIX-lea, o contribuţie deosebită la dezvoltarea botanicii a avut-o apariţia grădinilor botanice: Iaşi (1856); Bucureşti (1860); Cluj (1872- 1875); Craiova (1952).