Физико-химический, экологический и эволюционный аспекты физиологии растений

Физиология растений - наука об организации и координации функциональных систем зеленого растения

Физиология растений – наука, которая изучает закономерности жизненных процессов (фотосинтез, дыхание, минеральное и водное питание, рост и развитие и др.), их сущность и взаимосвязь с окружающими условиями.

Физиология растений относится к биологическим наукам, в самостоятельную науку она выделилась в XIX в. и является отраслью экспериментальной ботаники.

Объектом изучения физиологии растений являются зеленые растения, которые отличаются от всех других форм живых существ способностью использовать в качестве источника энергии электромагнитную энергию света, преобразовывать ее в свободную (химическую) энергию различных органических соединений, что создает материальную и энергетическую базу для существования всех других организмов.

Главная задача физиологии растений – раскрыть сущность процессов жизнедеятельности растительного организма в целях научного обоснования приемов возделывания растений, направленных на повышение их продуктивности и качество продукции. Это позволяет рассматривать физиологию растений как теоретическую основу практического растениеводства и рационального земледелия в целом.

Физико-химический, экологический и эволюционный аспекты физиологии растений

Наряду с общими закономерностями протекания физиологических процессов, свойственных всем растениям вообще, важно знать особенности конкретного вида или сорта растения и его реакцию на условия внешней среды. Важно представить и оптимальные условия произрастания того или иного вида растения. Поэтому различают наряду с общей и частные физиологии растений, например физиологию сахарной свеклы, физиологию пшеницы и т.д.

Подобные нарушения гомеостаза биосистем под влиянием человека встречаются часто. Так, на XII Международном ботаническом конгрессе и последующих Международных ботанических конгрессах ботаников и физиологов всего мира встревожила судьба тропических лесов. Известно, что тропический лес живет только за счет внутреннего круговорота веществ, с нарушением которого бессистемными рубками возобновление леса затруднено или вообще невозможно. Сплошная рубка тропического леса ведет к образованию пустошей или вторичных лесов низкой продуктивности.

В последние годы ученые, используя новейшие физико-химические техники и принципы, серьезно исследуют основные фундаментальные процессы фотосинтеза:

структурно-функциональную организацию фотосинтетического аппарата, молекулярную структуру и физико-химические свойства пигментных систем, механизмы первичных процессов преобразования энергии, структуру и функционирование реакционных центров.

Детально изучены природа компонентов и организация основных функциональных комплексов электрон-транспортной цепи, физиологические механизмы регуляции транспорта электронов, проведен анализ основных путей фотоассимиляции углекислоты и фотосинтетического метаболизма углерода у разных групп растений, исследованы вопросы энергетики фотосинтеза и значение фотоэнергетических реакций в регуляции активности всего комплекса метаболических систем в растении, рассмотрены механизмы эндогенной регуляции фотосинтеза на уровне целого растения, физиологические основы действия внешних факторов, вопросы фотоингибирования, взаимосвязь фотосинтеза с дыханием, минеральным питанием, ростом и другими физиологическими функциями, проблема фотосинтетической продуктивности растений. Важнейший результат этих разносторонних исследований — переоценка общих масштабов фотосинтетической деятельности в биосфере в прошлом и настоящем, а также прогноз ее состояния в ближайшие периоды как функции антропогенного воздействия.