五、植物学发展史

五、植物学发展史

古希腊亚里士多德的学生提奥夫拉斯图斯被视为植物学的创始人。他在公元前300年写的《植物历史》(或称《植物调查》)一书,在哲学原理基础上将植物分类,描绘其各部分、习性和用途。罗马的老普林尼则把当时所有的植物学知识写在37册的《博物志》书中,开启了中世纪“百科全书学派”的先河,但谬误很多。后世界上陆续出现了许多有关植物方面的著述,如公元1世纪希腊医生迪奥斯科里德斯在其著作《药物论》中记述了600余种植物及其医药用途的引证,成为以后描述药用植物的基础。15—16世纪本草著作中最有价值的是日耳曼的布龙费尔斯、意大利的马蒂奥利、英国的特纳等的著作,此时期约与中国明代中叶以后李时珍完成《本草纲目》同时。总之,至17世纪前植物学几乎全限于描述(包括木刻画)和定性药用植物。

17世纪初期的自然科学从以“机械哲学”为主导思想进入“实验科学”阶段。植物学也从以描述为主转到更有目的、有计划、有系统地收集资料、观测现象,以至于在控制条件下进行试验,并提出和检验理论与学说。这期间物理学、化学的发展及新工具,如显微镜的应用也起了很大作用。

现代植物分类基本原理为英国生物学家雷伊在17世纪末确立,他把有花植物分为单子叶和双子叶,进一步分类就包括迄今还沿用的许多植物科。

1753年瑞典植物学家林奈写的《植物种志》,确立了双名制。他将生殖性状(花)用作重要分类依据,他确立的24纲主要建立在花的雄蕊数目上,每个纲再用花柱的数目分成目。这个系统的简单性使人容易接受,因而促进了植物的采集和调查,但由于此法含糊了自然分类而有害于植物学。如按林奈系统,百合和小檗同在一目,而鼠尾草和同类的薄荷却分了家。

林奈的贡献还在于把约6 000种植物归入各属(今天还沿用同样的安排),并校勘了他所知的种类和以前植物学家的命名和描写,再按双字命名法命名。此法立即被其他植物学者所接受。此后与分类学进展相并行的植物解剖学、植物生理学、植物胚胎学等的研究也就发展起来了。

自16世纪光学显微镜问世,17世纪各种不同的显微镜出现后,由胡克、格鲁、马尔皮基开创了植物解剖学。英国人胡克发现了细胞,他的细胞概念是一个由实心物质包围的空间(小室)。从那以后很久,植物学家才理解这些蜂房样的小室至少在幼期是含有生活物质的。第一位植物形态学家设想植物是由多种成分,包括导管、纤维、“囊”等组成的。日耳曼人施莱登和动物学家施万在1839年首次提出细胞学说,从此细胞学成为一个独立的学科。

在格鲁和雷的时代,生理学也开始了。雷做过树液运动、种子发芽和其他功能的实验。再早些年,荷兰人黑尔蒙特通过著名的桶栽柳枝试验证明植物从水中取得物质。1742年英国人黑尔斯在所著的《植物静力学》著作中记载了关于树液流动和压力、蒸腾作用、失水和空气交换气体等方面的124个实验,他因此被认为是植物生理学的创始人。

1774年英国人普里斯特利指出,植物在阳光下释放氧气。这些气体(氧气、二氧化碳)和植物的相互关系进一步由英恩豪斯和法国人索绪尔阐明。后者将定量方法引入研究,并证明水和二氧化碳一样被吸收。自此关于绿色植物在光下吸收水分和二氧化碳增重(制造食物)的光合作用被发现。

17—18世纪,卡梅拉里乌斯及布尔哈夫等人观察到植物的性别、花粉及受精作用等现象,推动了植物胚胎学等的发展。

到19世纪中期植物学各分支学科已基本形成。达尔文、孟德尔的工作更为植物进化观和遗传机制的确立打下了基础。

20世纪,特别是20世纪50年代以来,植物学又有了飞速发展,主要是植物生理学、生物化学和遗传学等的成就,如光合作用机理的阐明,光敏素、植物激素的发现,微量元素的发现,遗传育种技术、同位素计年法的建立,以及抗生物质的分离等,使植物学在经济上更为重要,成为园艺学、农业和环境科学的重要理论基础。