植物學
植物學係研究植物（包埋藻同真菌）嘅科學，譬如佢哋嘅形態、生理、分類咁。
歷史
編輯早期植物學
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植物學源自於草藥學，即係研究同利用植物嘅可能嘅藥用特性。[1] 早期有記錄嘅植物學歷史包括咗好多古老嘅文獻同植物分類。早期植物學著作嘅例子喺來自印度嘅古文獻中搵到，最早可追溯到公元前1100年之前，[2][3] 古埃及，[4] 喺古舊嘅阿維斯坦語文獻中出現，以及據稱來自中國、可追溯到公元前221年之前嘅著作。[2][5] 現代植物學可追溯到古希臘，特別係泰奧弗拉斯塔斯（c. 371–287 BCE），佢係亞里士多德嘅學生，發明同描述咗好多植物學原理，喺科學界廣泛被視為「植物學之父」。[6] 佢嘅主要著作，植物探究同On the Causes of Plants，構成咗直到中世紀——近17個世紀之後——最重要嘅植物科學貢獻。[6][7] 另一部來自古希臘、對植物學早期產生影響嘅著作係De materia medica，呢部五卷本嘅百科全書講述初步嘅草藥學，由希臘醫生同藥理學家Pedanius Dioscorides喺第一世紀中期撰寫。De materia medica 喺之後超過1,500年都廣受閱讀。[8] 來自中世紀穆斯林世界嘅重要貢獻包括伊本·瓦希雅嘅Nabatean Agriculture、阿布·哈尼法·迪納瓦里（828–896）嘅Book of Plants同伊本·巴薩爾嘅The Classification of Soils。喺13世紀初，Abu al-Abbas al-Nabati同伊本·拜塔爾（逝於1248）以系統同科學嘅方式撰寫咗有關植物學嘅著作。[9][10][11] 喺16世紀中期，喺多間意大利大學成立咗植物園。一般認為1545年成立嘅帕多瓦植物園係至今仍喺原址嘅第一個植物園。呢啲植物園延續咗早期與修道院有關嘅「藥草園」嘅實用價值，喺嗰度種植嘅植物被懷疑具有藥用功能。佢哋支持咗植物學作為一門學術科目嘅發展，並且會開課講解園內所種嘅植物。植物園直到較遲先傳入北歐；英國第一座植物園係1621年成立嘅牛津大學植物園。[12] 德國醫生李昂哈特·福克斯（1501–1566）係「德國三大植物學之父」之一，另一兩位分別係神學家奧托·布倫費爾斯（1489–1534）同醫生希羅尼默斯·博克（1498–1554）（亦稱作希羅尼默斯·特拉格斯）。[13][14] 福克斯同布倫費爾斯擺脫咗單純抄襲前人著作嘅傳統，開始作出自己原創嘅觀察；而博克則創立咗屬於自己嘅植物分類系統。 醫生瓦萊里烏斯·科爾杜斯（1515–1544）喺1544年撰寫咗一部喺植物學同藥理學上都極具重要性嘅草藥書Historia Plantarum，以及喺1546年出版咗具有持久影響嘅藥典Dispensatorium。[15] 博物學家康拉德·馮·格斯納（1516–1565）同草藥學家約翰·傑拉德（1545–c. 1611）分別出版咗講述植物所謂藥用功能嘅草藥書。博物學家烏利西·阿爾德羅萬迪（1522–1605）被視為「自然歷史之父」，而自然歷史包括咗對植物嘅研究。1665年，利用早期顯微鏡，博學者羅伯特·胡克喺軟木中發現咗佢創造出嘅術語細胞，唔耐之後又喺活體植物組織中發現。[16]
近代早期植物學
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喺18世紀，開始發展出一啲相當於二分鑑定法嘅植物鑑定系統，將未辨認嘅植物根據一系列對性狀嘅兩兩選擇，歸入唔同嘅分類群（例如科、屬同種）。呢啲性狀嘅選擇同排列，喺純粹用作辨認嘅診斷鑑定法中可能係人為設計，或者喺綜合性鍵中會較貼近植物嘅自然或血緣序列順序。[17] 到咗18世紀，越嚟越多新發現嘅國家同歐洲海外殖民地帶嚟嘅新植物湧入歐洲供研究。1753年，林奈出版咗佢嘅Species Plantarum，一部分層次嘅植物物種分類系統，至今仍係International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants（現代植物命名法）嘅參考基準。呢個系統建立咗一個標準化嘅二名法，即第一個名代表屬，第二個名則標示該屬中嘅種。[18] 為咗辨認植物，林奈嘅Systema Sexuale將植物根據雄性生殖器官嘅數目分為24組。第24組，Cryptogamia，包括咗所有生殖部分隱藏嘅植物、苔蘚、地錢、蕨類、藻類同真菌。[19] 對植物解剖、植物形態同生命周期嘅認識日益增多，令到人哋發覺植物之間存在住比林奈人為性系統更多嘅自然親緣關係。米歇爾·阿當松（1763）、安托萬·洛朗·德·儒西厄（1789）同奧古斯丁·皮拉姆斯·德·坎多爾（1819）都提出咗各種以更廣泛嘅共同性狀歸類植物嘅自然分類系統，並獲得廣泛追隨。坎多爾系統反映咗佢對形態複雜性逐步演進嘅睇法，而後來受坎多爾影響、直至19世紀中期都極具影響力嘅本森與胡克系統亦係受其啟發。 查爾斯·達爾文喺1859年出版嘅物種起源，同佢提出嘅共同祖先概念，要求對坎多爾系統作出修改，以反映出進化關係，而唔單只係形態上嘅相似。[20] 19世紀，植物學成為上流社會女性一項受歡迎嘅嗜好。嗰啲女性會以科學準確性收集同繪製世界各地嘅花卉同植物，將畫作用嚟記錄啲無法運送或者喺其他環境下保存嘅物種。瑪麗安娜·諾斯以水彩同油畫極為詳盡地描繪咗超過900個物種。[21] 佢同其他女性喺植物學方面嘅工作，開創咗令植物學普及俾更廣泛群眾嘅局面。 植物學嘅發展亦大大受惠於第一本「現代」教科書嘅問世，嗰就係馬蒂亞斯·雅各布·施萊登嘅Grundzüge der Wissenschaftlichen Botanik，1849年用英文出版，名為Principles of Scientific Botany。[22] 施萊登係一位顯微鏡學家同早期植物解剖學家，佢同西奧多·施萬同魯道夫·維爾喬共同創立咗細胞理論，亦係最早領會細胞核重要性嘅學者之一，而呢個概念係由羅伯特·布朗喺1831年所描述。[23] 1855年，阿道夫·費克提出咗費克定律，從而可以計算出生物系統中分子擴散嘅速率。[24]
近代晚期植物學
編輯建立喺孟德爾（1822–1884）所開創嘅基因－染色體遺傳理論之上，奧古斯特·魏斯曼（1834–1914）證明咗遺傳只係透過配子發生，其他細胞無法傳遞遺傳性狀。[25] 凱瑟琳·伊索（1898–1997）喺植物解剖方面嘅研究，至今仍係現代植物學嘅重要基石。佢嘅著作Plant Anatomy同Anatomy of Seed Plants已經係植物結構生物學嘅經典教材超過半個世紀。[26][27]
植物生態學呢一學科喺19世紀末由如尤金尼·沃明等植物學家率先開創，佢提出植物會形成植物群落嘅假設，而佢嘅導師同繼任者克里斯滕·C·勞恩基爾所建立嘅勞恩基爾植物生活型態分類系統，至今仍沿用。認為例如溫帶闊葉混交林等植物群落嘅組成，會因生態演替而發生變化嘅概念，係由亨利·錢德勒·考爾斯、亞瑟·坦斯利同弗雷德里克·克萊門茲提出。考爾斯被認為係頂極植被——即一個環境能夠支持嘅最複雜植被——嘅概念之始，而坦斯利則將生態系概念引入生物學。[28][29][30] 喺廣泛吸收咗阿方斯·皮拉姆斯·德·坎多爾早前嘅研究成果後，尼古拉·瓦維洛夫（1887–1943）撰寫咗有關經濟植物嘅生物地理學、起源中心同進化歷史嘅報告。[31] 自1960年代中期以來，對植物生理過程中嘅物理機制，例如蒸散作用（植物組織內水分運輸）、葉面水分蒸發嘅溫度依賴性同水蒸氣與二氧化碳通過氣孔小孔嘅分子擴散，都有咗新嘅認識。呢啲進展，加上用新方法測量氣孔大小同光合作用速率，令到可以精確描述植物同大氣之間嘅氣體交換速率。[32][33] 統計學上嘅創新，由羅納德·費舍爾、[34] 法蘭克·耶茨同其他喺Rothamsted Experimental Station工作嘅學者推動，促進咗植物學研究中實驗設計同數據分析嘅合理化。[35] 1948年，肯尼斯·V·提曼發現同鑑定咗生長素呢類植物激素，從而令得可以用外部化學物質調控植物生長。弗雷德里克·坎皮恩·斯圖爾德率先推動咗微型繁殖同植物組織培養技術，均係由植物激素所控制。[36] 合成生長素2,4-dichlorophenoxyacetic acid（又稱2,4-D）係最早期嘅商業合成除草劑之一。[37]
20世紀喺植物生物化學上嘅發展，主要係受現代有機化學分析技術（例如光譜學、色譜法同電泳）推動。隨住分子生物學、基因組學、蛋白質組學同代謝組學等分子層面嘅生物學方法興起，植物基因組同其大部分生物化學、生理、形態同行為之間嘅關係，可以進行詳盡嘅實驗分析。[38] 戈特利布·哈伯蘭特喺1902年最初提出嘅概念[39]，認為所有植物細胞都係totipotent（全能嘅）並可以喺體外生長，最終令到可以實驗性地應用基因工程，去敲除控制特定性狀嘅一個或多個基因，或者加入例如綠色螢光蛋白呢啲報告基因，用嚟報告目標基因嘅表現情況。呢啲技術，令到可以利用喺生物反應器中培養嘅整株植物或植物細胞培養物，合成Bt玉米（用作製造生物藥劑、抗生素或者其他農藥生產產品）；同時亦推動咗以基因改造作物改善產量等性狀嘅實際應用。[40] 現代形態學認為根、莖（caulome）、葉（phyllome）同毛狀體之間存在住一個連續體。[41] 此外，現代形態學仲強調結構動態。[42] 現代系統學旨在反映同發掘植物之間嘅系統發生命名法關係。[43][44][45][46] 現代分子系統發生學大致忽略形態性狀，改而依賴DNA序列作為數據。對大部分被子植物科嘅核酸序列進行分子分析，使得被子植物系統組喺1998年得以出版一部被子植物嘅系統發生樹，解答咗關於被子植物科同物種之間關係嘅許多疑問。[47] 利用DNA條碼進行植物物種同商業品種嘅識別嘅實際方法，依然係現時積極研究嘅課題。[48][49]
符號
編輯植物學用過一啲符號，其中有啲已經過時，例如林奈用過行星符號表示木質、草本同多年生植物，而韋爾登諾就用過♄（土星符號）代表無性植物，用☿（水星符號）代表雌雄同體植物。以下係植物學仲用緊嘅符號[50]：
- ♀ 雌性
- ♂ 雄性
- ⚥ 雌雄同體
- ⚲ 植物無性生殖
- ◊ 未知性別
- ☉ 一年生植物
- ⚇ 兩年生植物
- ♾ 多年生植物
- ☠ 有毒植物
- 🛈 更多資訊
- × 雜交
- + 嫁接雜交
疏仕
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參考資料
編輯腳註
編輯書目
編輯- Simpson, Niki (2010–02). "Botanical symbols: a new symbol set for new images". Botanical Journal of the Linnean Society. 162 (2). doi:10.1111/j.1095-8339.2009.01021.x. ISSN 0024-4074.
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