Ботаніка - це наука про рослини.
Її завдання - всебічне пізнання рослин: їх будови, життєвих функцій, поширення, походження, еволюції.
Глобальна проблема сучасності - виробництво їжі. Швидке зростання населення земної кулі висуває завдання максимальної інтенсифікації сільськогосподарського виробництва: підвищення врожайності вирощуваних культур і продуктивності тваринництва.
Цю задачу вирішують технологічні науки: рослинництво і тваринництво, що базуються на досягненнях фундаментальних біологічних дисциплін, серед яких перше місце займає ботаніка. Не менш важлива роль рослин у забезпеченні людини деревиною, прядильних волокном, лікарською сировиною та ін
Ботаніка досліджує рослини на різних рівнях їх організації.
Ботаніка, як і інші науки про природу, виникла і розвивалася у зв'язку з практичними запитами людини, в житті якого рослини грали і грають величезну роль.
Початок розвитку ботаніки було покладено в далекій давнині при виявленні та використання харчових, лікарських і технічних рослин.
Ботаніка тісно пов'язана з різноманітними сторонами життя та господарської діяльності людини: сільським господарством, медициною і різними галузями промисловості.
Рослини широко використовуються людиною як їжа і корм для тварин, як джерело сировини для господарської діяльності (прядильні, фарбувальні, дубильні та ін), як найцінніші лікарські засоби.
Різноманітну роль в нашому житті відіграють мікроорганізми, водорості і гриби. Одні з них - хвороботворні - приносять шкоду, інші широко використовуються в ряді галузей харчової промисловості, у виробництві ліків і т. д.
Ботаніка як наука сформувалася більше 2000 років тому. Основоположниками її були діячі стародавнього світу Арістотель (384 - 32 рр.. До н.е.) і Феофраст (371 - 286 рр.. До н.е.).
Таким чином, ботаніка виникла як єдина наука, підсумовуючи окремі відомості про рослини, але з плином часу, в міру накопичення і поглиблення знань, вона розділилася на ряд самостійних дисциплін.
Таким чином, в наші дні ботаніка представляє собою велику багатогалузеву науку.
Загальна завдання її полягає у вивченні окремо взятих рослин і їхніх сукупностей - рослинних угруповань, з яких формуються луки, ліси, степи.
Ось далеко не повний перелік питань, які розглядаються ботанічними науками:
v структура і закономірності росту рослин, їхні стосунки з навколишнім середовищем, закономірності поширення і розподілу окремих видів і всього рослинного покриву на земній кулі;
v походження і еволюція царства рослин, причини його різноманітності і класифікація;
v запаси у природі господарсько цінних рослин і шляхи їх раціонального використання;
v розробка наукових основ введення в культуру (інтродукції) нових кормових, лікарських, плодових, овочевих, технічних та інших рослин.
Одна з першочергових завдань ботаніки - розроблення наукових основ охорони природних і рослинних ресурсів.
Особливо велику увагу відводять вивчення й охорони рідкісних і зникаючих рослин, занесених до Червоної книги, так як втрата кожного виду не тільки зменшує різноманітність рослин, а й порушує стійкість рослинного співтовариства, збалансованого протягом багатьох тисячоліть.
Рослинні організми можуть бути одно- і багатоклітинними. Тіло одноклітинної рослини складається лише з однієї клітини, яка і здійснює всі необхідні життєві функції та процеси (живлення, дихання, виділення, розмноження).
Тіло багатоклітинної рослини складається із сукупності клітин, групи яких спеціалізуються на виконанні певних функцій. Такі спеціалізовані групи клітин у рослині утворюють тканини. Тканина — це сукупність клітин, що мають спільне походження, однакову форму і виконують одну й ту саму функцію (або тканина — це стійкий, тобто закономірно повторюваний, комплекс клітин, які подібні за походженням, будовою і пристосовані до виконання однієї або кількох функцій). Між клітинами в деяких тканинах знаходиться міжклітинна речовина, яка не має клітинної будови.Залежно від виконуваної функції виділяють такі типи тканин: твірна, основна, провідна, покривна, механічна. Багато з них можна поділити на дрібніші групи. Покривна, провідна, механічні і основні тканини (постійні тканини) рослини виникають з твірної тканини, клітини якої безперервно діляться і дають початок постійним тканинам.Твірна тканина, або меристема складається з клітин невеликого розміру з тонкою оболонкою і великим ядром, які щільно прилягають одна до одної без міжклітинних просторів. За розміщенням на рослині розрізняють верхівкові, бічні і вставні твірні тканини. Верхівковою (апікальною) називають твірну тканину верхівки стебла (конус наростання), верхівки кореня (ділянка поділу), верхівок їхніх бічних відгалужень. Бічна тканина закладається всередині стебла й кореня і зумовлює ріст стебла і коренів у товщину. Вставна (інтеркалярна) буває в певних ділянках стебла і листка (наприклад, біля основи міжвузля стебла злакових рослин), її клітини забезпечують вставний, або інтеркалярний, ріст стебла.За походженням твірні тканини бувають первинними і вторинними. Первинна твірна тканина зумовлює розвиток проростка і первинний ріст органів, тобто це клітини зародкових стебла і кореня, що діляться. Вторинна твірна тканина виникає з первинної. До неї належить, наприклад, камбій, поділ клітин якого дає ріст стебла і кореня в товщину у дводольних рослин. З клітин твірної тканини (меристеми) формуються всі інші типи тканин.Основну тканину зазвичай називають виповнювальною (або паренхімою), оскільки вона створює ніби основу органів і заповнює простір міжпровідними й арматурними тканинами. Розрізняють три групи основних тканин: асиміляційну, запасливу і повітроносну (аеренхіму).Основна асиміляційна тканина розміщена в усіх зелених частинах рослин. Її клітини містять хлоропласти, в яких здійснюється процес фотосинтезу. Основна запаслива тканина заповнює м'які частини листків, плодів, серцевину стебел та коренів. У її клітинах відкладаються на запас поживні речовини. Основна повітроносна тканина багата, як правило, на міжклітинні проміжки, заповнені повітрям. Міжклітинники, сполучаючись у загальну сітку, забезпечують газообмін рослин. Провідна тканина — тканина, по якій у рослині переміщуються вода та інші речовини. До її складу входять судини (трахеї), трахеїди і ситоподібні трубки. Судини (трахеї) — це довгі трубки, що формуються з багатьох розміщених одна над одною клітин, поперечні стінки яких руйнуються. Поздовжні стінки судин нерівномірно потовщені (здерев'янілі), цитоплазма відмирає.Трахеїди — це видовжені клітини з косими поперечними перетинками, якими вони сполучаються одна з одною, утворюючи суцільний ланцюг. Як і трахеї, це мертві клітини з нерівномірно здерев'янілими стінками. Здерев'яніння (потовщення) може мати вигляд кілець, спіралей, драбинок, сіток. Завдяки потовщенням трахеї і трахеїди протистоять стискуванню і розтягуванню. Подібність будови трахей і трахеїд пояснюється єдиною функцією. По них вода і розчинені в ній мінеральні солі рухаються від коренів до надземних частин рослини.Судини і трахеїди функціонують кілька років, а потім закупорюються внаслідок діяльності паренхімних клітин деревини.Ситоподібні трубки — видовжені, живі клітини, що сполучаються між собою за допомогою поперечних перетинок з великою кількістю пор і нагадують сито (ситоподібна пластинка). Поздовжні стінки ситоподібних трубок потовщуються, але залишаються целюлозними і не дерев'яніють. Цитоплазма клітин зберігається, а ядро руйнується на самому початку формування трубок. Поряд із ситоподібними трубками розміщені супровідні клітини — клітини-супутники. Вони заповнені цитоплазмою. Ядро велике. Функціональне значення їх, як вважають, полягає в тому, що в них утворюються ферменти, значна кількість АТФ та інші активні речовини, які мають велике значення в процесі обміну речовин і. транспорту органічних сполук по ситоподібних трубках. Клітини-супутники властиві не всім рослинам, їх немає у флоемі голонасінних та вищих спорових рослин.Покривна тканина — це епідерма (епідерміс), корок та кірка. За походженням епідерма (шкірка) — первинна покривна тканина — розвивається з апікальної меристеми. Епідерма вкриває фотосинтезуючі органи рослини і молоді корені. Найчастіше має один шар живих, без хлоропластів, тісно притиснених одна до одної клітин. Стінки клітин звивисті і мають різну товщину. Звернені до зовнішнього середовища стінки товщі і часто вкриті товстим шаром кутикули (плівка з жироподібних речо-вин). Захисні властивості епідерми можуть підсилюватися різними виростами — волосками.Як правило, епідерма функціонує на рослині впродовж одного року (точніше, впродовж вегетаційного періоду). З часом, найчастіше під осінь, замість епідерми на стеблі утворюється вторинна покривна тканина — корок, що входить до складу перидерми, яка, на відміну від епідерми, утворюється лише на стеблах та коренях.Корок — багатошарова мертва тканина, що утворюється за рахунок вторинної меристеми (коркового камбію). Оболонки клітин корка потовщені і просочені речовиною, за складом близькою до жирів, майже непроникною для води й повітря. Ці клітини щільно зімкнені між собою (міжклітинників немає) і виконують основні захист функції. Клітини корка мертві, наповнені повітрям або смолистими чи дубильними речовинами.Кірка утворюється на зміну корку, тому її іноді називають третинною покривною тканиною. Типова кірка спостерігається у деревних рослин. Перидерма під натиском розростання стебла в товщину через 2-3 роки розривається. В глибших шарах кори закладаються нові ділянки коркового камбію, які утворюють нові шари корку. Ці нові відмерлі шари тканин ущільнюються, деформуються і утворюють кірку (блок різнорідних відмерлих тканин). Функції покривних тканин — захист органів від випаровування, висихання, охолодження, різних пошкоджень. Разом з тим клітини епідерми забезпечують газообмін (продихові клітини) і всмоктування води та розчинених у ній речовин (клітини епіблеми з кореневими волосками).Механічна тканинаскладається з мертвих клітин з потовщеними оболонками. Більшість клітин мають форму довгих волокон. Проте є й такі, у яких довжина приблизно дорівнює ширині, їхні оболонки товщі, ніж у волокнистих клітин. Це кам'янисті клітини, що надають міцності кісточкам вишень, абрикос, шкаралупі горіхів тощо.У рослинах часто трапляються комплекси провідних клітин і волокон механічної тканини. Такі комплекси називають судинно-волокнистими, або провідними, пучками (мал. 6). Вони йдуть уздовж кореня, стебла, черешків листків, утворюють сітку жилок листка. Основними частинами пучка більшості квіткових рослин є два компоненти — деревина (ксилема) і луб (флоема). Деревина складається з судин (трахей), трахеїд і деревних волокон (живих паренхімних клітин та механічних елементів). Луб (флоема) — складна тканина вищих рослин, до складу якої входять ситоподібні трубки з клітинами-супутниками і луб'яна паренхіма (власне паренхіма і волокна). Навколо цих компонентів пучка розміщені клітини механічної тканини, які значно зміцнюють його.Провідні пучки виникають у меристемних зонах із прокамбію (меристеми), який диференціюється з меристеми конуса наростання. Прокамбій функціонує в рослині недовго. Через деякий час поділ його клітин припиняється, і вони або всі перетворюються на елементи ксилеми і флоеми, або між флоемою і ксилемою залишається ряд про-камбіальних клітин, які стають вторинною меристемою — камбієм. Клітини камбію діляться паралельно поверхні рослини, і пучок може рости внаслідок утворення вторинної флоеми й ксилеми.