植物學(xué)
現(xiàn)代植物學(xué)以研究層次和重點不同而劃分為五個主要分支:
植物形態(tài)學(xué)是研究植物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)(由細(xì)胞到器官各個層次)的學(xué)科,分支學(xué)科有植物細(xì)胞學(xué)、解剖學(xué)(專注于內(nèi)部結(jié)構(gòu))、組織學(xué)(關(guān)心特殊種類細(xì)胞的性質(zhì))、植物胚胎學(xué)等。
植物生理學(xué)是研究植物各部分或整體的功能和行為的學(xué)科,它和植物生物化學(xué)緊密相聯(lián)。后者研究植物生命過程中化學(xué)組成和變化。植物生物化學(xué)還有一個重要分支——植物化學(xué)——研究植物次生代謝的化學(xué)產(chǎn)品。
植物遺傳學(xué)是研究植物的種質(zhì)和遺傳、變異等現(xiàn)象的學(xué)科(因此和研究植物進(jìn)化相聯(lián)系)。
植物生態(tài)學(xué)是研究植物和其環(huán)境的關(guān)系的學(xué)科,在其定義上還更廣泛一些,因為除去它本身特殊的方法之外,它既牽涉到區(qū)系學(xué)也牽涉到生理學(xué)。和它緊密聯(lián)系的是植物地理學(xué)(包括地植物學(xué))研究植物和地球表面的關(guān)系和植物社會學(xué)(植物群落學(xué))研究植物群落。
植物分類學(xué)是研究植物的分類和命名的學(xué)科,它們的系統(tǒng)和演化(包括區(qū)系學(xué),研究特定區(qū)域的全部植物,其種類分布、起源和發(fā)展)。這些區(qū)分并不是絕對的,為明了植物的功能和行為,必須了解植物結(jié)構(gòu)的一些知識。分類學(xué)家在一個譜系的理論上來將植物分類,他也要關(guān)心進(jìn)化。植物細(xì)胞學(xué)研究植物的各個細(xì)胞,部分是形態(tài)學(xué),部分是生理學(xué),而部分是遺傳學(xué)等等。
此外,還有些特別分支如以研究對象的類群不同而劃分的分支,如藻類學(xué)。藻類象真菌一樣相當(dāng)小而簡單,但有各種色素能自制食物。它們組成海洋浮游生物的大部分,在未來可能是人類食物的重要來源。地衣學(xué)研究藻菌共生的地衣。
苔蘚學(xué)研究較大多數(shù)植物稍小而生殖過程較復(fù)雜的苔蘚植物。蕨類學(xué)研究更大的開始有維管束的植物,在這一類群中有石松、木賊和羊齒,并研究它們怎樣向有花植物邁進(jìn)。與應(yīng)用密切相關(guān)的分支則有經(jīng)濟(jì)植物學(xué),探討植物和它們用途的各個方面。
民俗植物學(xué)家則對各民族利用植物的不同方式感興趣。古植物學(xué)研究已絕滅的植物(又是古生物學(xué)的分支),它們是寫在巖石里面的進(jìn)化史。孢粉學(xué)研究遠(yuǎn)古的花粉、孢子,也屬微古生物學(xué)的一個重要方面。當(dāng)然古植物學(xué)和孢粉學(xué)也是研究植物進(jìn)化和植物地理學(xué)尤其是植物歷史地理學(xué)和區(qū)系學(xué)的重要手段。
重大貢獻(xiàn)人物
提奧夫拉斯圖
古希臘亞里士多德的學(xué)生提奧夫拉斯圖--植物學(xué)的創(chuàng)始人
他在公元前300年寫的《植物歷史》或稱《植物調(diào)查》一書,在哲學(xué)原理基礎(chǔ)上將植物分類,描繪其各部分、習(xí)性和用途。
林奈
瑞典植物學(xué)家林奈--確立雙名制
1753年發(fā)表“植物種志”,確立了雙名制。他將生殖性狀(花)用作重要分類依據(jù),他確立的24綱主要建立在花的雄蕊數(shù)目上;每個綱再用花柱的數(shù)目分成目。這個系統(tǒng)的簡單性使人容易接受因而促進(jìn)了植物的采集和調(diào)查,但由于此法含糊了自然分類而有害于植物學(xué)。如按林奈系統(tǒng)使百合和小檗同在一目,而鼠尾草和同類的薄荷卻分了家。他的貢獻(xiàn)還在于把約6000種植物歸入各屬(今天還用同樣安排),仔細(xì)描寫,并?绷怂姆N和以前植物學(xué)家的命名和描寫,再按雙字命名法命名。此法立即被其他植物學(xué)者所接受。只有從1753年開始,從一個學(xué)者到另一個學(xué)者去跟蹤一種植物才比較容易和可能。此后與分類學(xué)進(jìn)展相并行的植物解剖學(xué)、植物生理學(xué)、植物胚胎學(xué)等的研究也就發(fā)展起來了。
林奈(1707~1778)Linn,CarolusLinnaeus;Carlvon:瑞典博物學(xué)家,現(xiàn)代生物分類學(xué)的奠基人。1707年5月23日生于斯莫蘭省的羅斯胡爾特村,1778年1月10日卒于烏普薩拉。
自小喜愛花草。小學(xué)、中學(xué)階段,不用功讀書卻偏好在野外采集植物,為此其父幾乎要他輟學(xué)去當(dāng)縫匠或鞋匠。1727年起,先后在隆德大學(xué)和烏普薩拉大學(xué)學(xué)醫(yī)。1730年任烏普薩拉大學(xué)講師。1735年在荷蘭獲哈爾德韋克大學(xué)醫(yī)學(xué)博士學(xué)位,1735~1738年游學(xué)丹麥、德、荷、英、法諸國,是他一生中最重要的時期。1738年回國,先當(dāng)開業(yè)醫(yī)師,1741年起一直在烏普薩拉大學(xué)任教授。
在荷蘭時他將所著的《自然系統(tǒng)》一書的手稿出版,該書第一版(1735)僅14頁,基本上是一個動、植、礦物的名錄,其著名的“植物24綱系”即首次發(fā)表在這里。他所提出的分類系統(tǒng)雖屬人為分類系統(tǒng),與自然分類系統(tǒng)相距甚遠(yuǎn),但因便于檢索,故深受當(dāng)時學(xué)界歡迎,他也由此聲譽大振。他的重要著作《植物種志》,始作于1746年,歷6年始告完成,于1753年出版,該書奠定了近代植物分類學(xué)的基礎(chǔ)!蹲匀幌到y(tǒng)》在多次再版過程中,不斷地大量增補和修訂,在1758年刊行的第十版,已擴(kuò)展為1384頁的巨著,在這一版中,他首次對動物分類采用“雙名法”,成為近代動物分類學(xué)的起點。他將動物界分為哺乳、鳥、兩棲、魚、昆蟲及蠕蟲等6綱;界下設(shè)綱、目、屬、種4個階元(尚無“門”及“科”級階元)。他一生的最大貢獻(xiàn)是確立了生物分類的雙名法,而且鑒定并命名了數(shù)以萬計的動、植物物種,結(jié)束了動、植物分類命名的混亂局面,大大促進(jìn)了科學(xué)分類學(xué)的發(fā)展。林奈畢生著述浩繁,共約180余種。在1768年出版的《自然系統(tǒng)》的第十二版中,刪去了有關(guān)“種不會變”的論述。
黑爾斯
英國人黑爾斯--植物生理學(xué)的創(chuàng)始人
1742年英國人黑爾斯在所著的《植物靜力學(xué)》中記載了關(guān)于樹液流動和壓力、蒸騰作用、失水和空氣交換氣體等方面的124個實驗,他被認(rèn)為是植物生理學(xué)的創(chuàng)始人。
黑爾斯(Hales.Stepben):英國植物學(xué)家和化學(xué)家 1677年9月17日生于肯特郡貝凱什本,1761年1月4日死于米德爾塞克斯的特丁頓。
黑爾斯從1708年起在特丁頓擔(dān)任副牧師,詩人蒲柏當(dāng)時是他的鄰居。黑爾斯涉獵數(shù)門科學(xué),頗有建樹,因成績斐著于1717年被皇家學(xué)會。他受牛頓著作的影響很深,并著力于把定量實驗方法應(yīng)用于生物學(xué)的領(lǐng)域。
他最重要的實驗對象是植物,他測定了植物的生長速度,樹液壓力等等。他認(rèn)識到只有一部分空氣對植物的營養(yǎng)發(fā)生作用,終于糾正了一個世紀(jì)前赫耳蒙特*基人。黑爾斯也是第一個測量血壓的人。
他提出了用蒸餾法從海水中提取淡水,以及使用二氧化硫保護(hù)谷物免受象鼻蟲使魚類免致腐壞的方法。他認(rèn)識到通風(fēng)的價值,并且首次從水面上采集到不同的氣體。他做過象氫、一氧化碳、二氧化碳、甲烷和二氧化硫等氣體的實驗,但沒有清楚地認(rèn)識到這些氣體之間的差異。
1727年出版了一冊介紹他的各項發(fā)現(xiàn)的書。這是得到年邁的皇家學(xué)會主席牛頓的正式出版許可的最后一本書。
施萊登
日耳曼人施萊登和他的同伴動物學(xué)家施萬--首次提出細(xì)胞學(xué)說 他們在1839年首次提出細(xì)胞學(xué)說。從此細(xì)胞學(xué)成為一個獨立的學(xué)科。
施萊登(1804~1881)Schleiden,MatthiasJakob:德國植物學(xué)家,細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)始人之一。 1804年4月5日生于漢堡,1881年6月23日卒于美因河畔法蘭克福
1824~1827年在海德堡學(xué)習(xí)法律,并在漢堡作過律師。因?qū)χ参飳W(xué)有濃厚興趣而攻習(xí)植物學(xué),于1831年畢業(yè)于耶拿大學(xué)。1850年任耶拿大學(xué)植物學(xué)教授。他通過研究植物顯微鏡下的結(jié)構(gòu)來描述和命名新種。施萊登根據(jù)他多年在顯微鏡下觀察植物組織結(jié)構(gòu)的結(jié)果,認(rèn)為在任何植物體中,細(xì)胞是結(jié)構(gòu)的基本成分;低等植物由單個細(xì)胞構(gòu)成,高等植物則由許多細(xì)胞組成。1838年,他發(fā)表了著名的《植物發(fā)生論》一文,提出了上述觀點。該文刊登在1838年出版的《米勒氏解剖學(xué)和生理學(xué)文集》上。德國動物學(xué)家T.A.H.施萬將此概念擴(kuò)展到動物界,從而形成了所有植物和動物均由細(xì)胞構(gòu)成這一科學(xué)概念即細(xì)胞學(xué)說,并首次載于1839年發(fā)表的施萬所著的《動物和植物的結(jié)構(gòu)與生長的一致性的顯微研究》一文中。細(xì)胞學(xué)說被恩格斯譽為19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一,對生物科學(xué)的發(fā)展起了巨大的促進(jìn)作用。施萊登也認(rèn)識到細(xì)胞核的重要性,并觀察到細(xì)胞核與細(xì)胞分裂有關(guān)。他還描述過細(xì)胞中活躍的物質(zhì)運動,即現(xiàn)在所說的原生質(zhì)川流運動。他是首先接受達(dá)爾文進(jìn)化論的德國生物學(xué)家之一。
達(dá)爾文
英國博物學(xué)家達(dá)爾文--進(jìn)化論的奠基人 1859年出版《物種起源(OntheOriginofSpecies)》一書,全面提出以自然選擇(TheotyofNaturalSelection)為基礎(chǔ)的進(jìn)化學(xué)說。該書出版震動當(dāng)時的學(xué)術(shù)界,成為生物學(xué)史上的一個轉(zhuǎn)折點。自然選擇的進(jìn)化學(xué)說對各種唯心的神造論、目的論和物種不變論提出根本性的挑戰(zhàn)。使當(dāng)時生物學(xué)各領(lǐng)域已經(jīng)形成的概念和觀念發(fā)生根本性的改變。
達(dá)爾文(1809~1882)Darwin,CharlesRobert:英國生物學(xué)家,進(jìn)化論的主要奠基人。1809年2月12日生于英國什魯斯伯里,1882年4月19日卒于肯特郡。
1831年畢業(yè)于劍橋大學(xué),同年12月27日參加英國海軍貝格爾艦環(huán)繞世界的考察航行,先在南美洲東海岸的巴西、阿根廷等地和西海岸及相鄰的島嶼上考察,然后跨太平洋至大洋洲,繼而越過印度洋到達(dá)南非,再繞好望角經(jīng)大西洋回到巴西,最后于1836年10月2日返抵英國。
達(dá)爾文回國后,整理了考察中收集的大量資料,陸續(xù)發(fā)表了有關(guān)生物學(xué)及地質(zhì)學(xué)的考察報告,其中包括《貝格爾艦所經(jīng)各國的地質(zhì)及博物調(diào)查日記》、《貝格爾艦航行動物志》,以及三冊有關(guān)珊瑚礁、火山島的地質(zhì)報告。他在地質(zhì)學(xué)論著中,提出環(huán)礁是因海底下沉、珊瑚向上堆生而成的著名論斷。5年的旅行考察更促使他思索物種起源的問題。他研究了各方面的大量證據(jù),逐漸認(rèn)識到,形形色色的物種實際都是由共同祖先進(jìn)化而來的。他通過植物栽培和家畜馴養(yǎng)的事例,感到進(jìn)化的原因可能是大自然對生物采取了類似的選擇方式——去劣存優(yōu)。他還注意到,生物界中普遍存在著個體差異;適應(yīng)環(huán)境的物種可以孳生繁衍,不適應(yīng)的則可能滅絕。他又從T.R.馬爾薩斯的《人口論》中得到啟示:每一物種均有巨大的繁殖力,但存活者只占極少數(shù),這說明自然界中存在著劇烈的生存競爭,這種競爭造成大量物種死亡,從而維持了種群數(shù)目的相對穩(wěn)定。經(jīng)過多年的探索,他逐漸形成了一個系統(tǒng)的進(jìn)化思想:生物界本來就存在著個體差異,在生存競爭的壓力下,適者生存,不適者被淘汰;物種所保留的有利性狀在世代傳遞過程中逐漸積累,經(jīng)過性狀分異和中間類型消失便形成新種。1851~1854年先后發(fā)表了4篇論述蔓足類的專著。此后他又不斷與友人探討,進(jìn)一步充實和發(fā)展了他的進(jìn)化思想。1858年6月18日,他接到博物學(xué)家A.R.華萊士的一篇文章,其中表述了與他相同的進(jìn)化論見解。這時他才在朋友的敦促下寫出了自己的進(jìn)化觀點,與華萊士的文章同于7月1日的倫敦林奈學(xué)會上發(fā)表。他們的文章當(dāng)時沒有引起普遍的注意。1859年11月24日《物種起源》出版,書中詳細(xì)介紹了他20年來收集到的豐富證據(jù),充分論證了生物的進(jìn)化,并明確提出自然選擇學(xué)說來說明進(jìn)化機(jī)理。書出版后在社會上引起極大反響。進(jìn)化論的出現(xiàn)使生物界的種種現(xiàn)象都得到一個統(tǒng)一的解釋:生物的一致性可以用共同祖先來說明;物種的多樣性則完全是進(jìn)化適應(yīng)的結(jié)果。進(jìn)化論的出現(xiàn)在哲學(xué)和社會科學(xué)領(lǐng)域中也產(chǎn)生極大影響;它猛烈沖擊了當(dāng)時支配思想領(lǐng)域的神學(xué)觀念。
此后,達(dá)爾文的著作大都是對進(jìn)化學(xué)說的進(jìn)一步闡釋和發(fā)展。例如,1868年的《動物和植物在家養(yǎng)下的變異》論述了人工選擇問題;1871年的《人類的由來及性選擇》則把進(jìn)化學(xué)說推廣到人類。此外,還有一系列著作探討了植物界中的許多適應(yīng)現(xiàn)象,如1862年的《蘭花誘蟲授粉的種種策略》、1865年的《攀緣植物的運動及習(xí)性》、1875年的《食蟲植物》以及1877年的《植物界中異花授粉和自花授粉的效果》等。1872年發(fā)表《人類和動物的表情》可算是最早的一部行為學(xué)著作;而1881年的《蚯蚓對園田土壤形成的作用》則是土壤生態(tài)學(xué)的先驅(qū)。他還研究了植物的向光和向地運動,根據(jù)實驗斷定在植物體中存在著某種能傳遞信息的物質(zhì);預(yù)見了后來發(fā)現(xiàn)的生長素。
我國植物學(xué)家
李繼侗
李繼侗,中國植物學(xué)家。1897年 8月24日生于江蘇興化縣,1961年12月12日卒于呼和浩特市。1916年入圣約翰大學(xué),1918年轉(zhuǎn)入金陵大學(xué)林科,1921年畢業(yè)后考取清華學(xué)校公費留美,進(jìn)入耶魯大學(xué)林學(xué)研究院作研究生。1923年獲碩士學(xué)位。1925年獲博士學(xué)位,同年回國。先在金陵大學(xué)任教(1925~1926),后在南開大學(xué)(1926~1929)、清華大學(xué)(1929~1936)任教授?箲(zhàn)時期隨校內(nèi)遷,在長沙臨時大學(xué)(1937~1938)、昆明西南聯(lián)合大學(xué)(1938~1946)任教授,抗日戰(zhàn)爭勝利后返回清華大學(xué)(1946~1951)任教授。1952年全國院系調(diào)整后轉(zhuǎn)入北京大學(xué),任教授及植物學(xué)教研室主任。1955年聘為中國科學(xué)院生物學(xué)部委員。1957年任內(nèi)蒙古大學(xué)副校長。他于1925年回國后致力于植物生理學(xué)、植物生態(tài)學(xué)和植物群落學(xué)研究。在植物生理學(xué)方面曾研究過光合作用、植物細(xì)胞吸水力、植物生長素和植物器官及組織的離體試管培養(yǎng)等。他在南開大學(xué)任教時,因陋就簡,通過數(shù)水生植物發(fā)出的氣泡來測定光合作用的速度,發(fā)現(xiàn)光強或光的顏色改變時,光合速度有瞬間效應(yīng),即需要一些時間才能達(dá)到恒定的速度。這個成果是發(fā)現(xiàn)光合機(jī)理中有兩個光反應(yīng)的先驅(qū),比國外相似的發(fā)現(xiàn)早十幾年。他利用離體培養(yǎng)法研究銀杏的胚胎發(fā)育過程的工作是中國人工培養(yǎng)植物組織和器官的開端。
單人驊
單人驊,1909年生于江西省高安縣,是我國著名的植物學(xué)家。1934年畢業(yè)于中央大學(xué)生物系,任中央研究院動植物研究所助理研究員。他立志發(fā)展祖國植物學(xué),把苦心收集的植物標(biāo)本和資料看得比生命還重要。1937年盧溝橋事變后,他為保護(hù)植物標(biāo)本,不顧日機(jī)的狂轟濫炸,不顧即將臨產(chǎn)的夫人,跋山涉水?dāng)?shù)千里,從上海輾轉(zhuǎn)云貴,最后將所有的標(biāo)本安全轉(zhuǎn)移到大后方重慶。1946年他遠(yuǎn)涉重洋赴美留學(xué),三年后獲得加州大學(xué)植物學(xué)博士學(xué)位,并被邀請為美國科技工作者榮譽學(xué)會會員。祖國解放前夕,他聽到消息后,激動得徹夜難眠,顧不上拿博士證書,也顧不上到銀行取出積蓄的存款,獨自悄悄趕上美國開往上海的最后一班輪船,于1949年5月回到祖國的懷抱。 回國后,他出任中央研究院植物研究所研究員,積極投身于社會主義新中國的建設(shè)和科學(xué)事業(yè),著手主持創(chuàng)建江蘇省植物研究所的前身——中科院植物研究所華東工作站。上海解放時,他受到陳毅元帥的接見,1956年又受到毛澤東主席的親切接見。1957年,他光榮地加入了中國共產(chǎn)黨。老一輩無產(chǎn)階級革命家的熱情勉勵,鼓舞著他去戰(zhàn)勝一切困難:黨旗下的莊嚴(yán)誓言,使他從不迷失方向。他專長植物分類學(xué),尤致力于傘形科植物分類,是我國傘形科植物研究的開拓者。數(shù)十年中,他廣泛收集整理前人文獻(xiàn)資料,跋山涉水采集植物標(biāo)本,悉心研究國內(nèi)外各大標(biāo)本館所收藏的數(shù)以萬計的傘形科植物標(biāo)本。在“文革”十年浩劫的日子里,“造反派”企圖燒毀所內(nèi)珍藏的40余萬份標(biāo)本。單人驊滿腔怒火地說:“要燒就把我燒掉,不準(zhǔn)燒掉標(biāo)本!庇捎谒牟恍付窢,給今天祖國的植物學(xué)研究留下了無法計價的寶貴財富。
吳其濬
吳其濬字瀹齋;別號雩婁農(nóng)。河南固始人。清乾隆五十四年二月六日(1789年3月1日)生;道光二十六年十二月十一日(1847年1月27日)卒。植物學(xué)、礦物學(xué)。
吳其濬出身于官僚家庭。父親吳烜,兄吳其彥曾任翰林、侍郎、順天府(今北京)學(xué)政等官職。道光元年(1821)其父卒,道光五年(1825)母歿。他家的住宅稱“宮保第”。吳姓氏族是前清固始縣“四大家族”之一。
吳其濬從小好學(xué),2l歲時(1810)考中舉人,28歲時(1817)考中狀元,先后任翰林院修撰、禮部尚書、兵部侍郎等職。以后又出任湖北、江西學(xué)政、湖南、湖北、甘肅、浙江、廣東、云南、貴州、福建、山西等省的巡撫或總督,還兼任過鹽政等高級官員,所以說他“宦跡半天下”。吳其濬不同于清代一般官吏,他對植物學(xué)與礦產(chǎn)學(xué)有深厚的造詣,著有《植物名實圖考》、《植物名實圖考長篇》、《滇南礦廠圖略》和《滇行紀(jì)程集》等書,這些書都有很高的學(xué)術(shù)價值。
陳邦杰
陳邦杰(1907~1970)世界著名苔蘚植物學(xué)家,中國苔蘚植物學(xué)研究的奠基人。教授。江蘇丹徒人。1931年畢業(yè)于中央大學(xué)生物系。1939年獲德國柏林大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位。曾任中央大學(xué)教授。建國后,歷任南京大學(xué)教授,南京師范學(xué)院(今南京師范大學(xué))教授、生物系主任兼中國科學(xué)院植物研究所研究員。九三學(xué)社社員。是第三屆全國人大代表。長期從事植物學(xué)教學(xué)和研究。著有《中國蘚類植物屬志》等。20世紀(jì)50年代,陳邦杰教授招收了南京師范大學(xué)歷史上第1名研究生。
馮國楣
馮國楣,我國著名植物學(xué)家、園藝學(xué)家、昆明植物研究所創(chuàng)建者之一,在植物分類學(xué)研究和植物資源的開發(fā)利用方面的成就為同行專家所公認(rèn)。特別是對杜鵑花科、山茶科、五加科、錦葵科等進(jìn)行過深入的研究,澄清了許多名實混亂的問題,為植物分類和引種馴化奠定了基礎(chǔ)。馮國楣先生長期致力于園林觀賞植物研究,在對云南觀賞植物資源深入研究的基礎(chǔ)上,推動了云南八大名花的遴選。為找到我國珍稀樹種——大樹杜鵑,他曾三次組織人力、兩次親赴騰沖,深入到原始森林,終于於1981年找到了大樹杜鵑。馮國楣先生生前曾主編了《中國杜鵑花》1至3冊、《中國珍稀瀕;ɑ堋、中日文版的《云南杜鵑花》、《云南山茶花》等;參編了《中國植物、《中國花經(jīng)》等重要專著,在國內(nèi)外享有較高聲譽。