Морфология растений

Морфология растений — наука о закономерностях строения и процессах формообразования растений. В широком смысле она изучает формы на всех уровнях организации — от целого организма до клеточных органелл и макромолекул. В узком, традиционном понимании морфология растений рассматривает только макроструктуры (органы и их системы). В этом случае из неё как самостоятельные науки выделяются:

анатомия растений (внутреннее строение тканей и органов),
эмбриология растений (развитие зародыша),
цитология растений (строение и жизнедеятельность клетки).

Некоторые специализированные разделы получили названия от объектов изучения:

палинология (изучение пыльцы и спор),
карпология (изучение плодов и семян),
ризология (изучение корневых систем).

Исторический контекст и основные теории

Основоположником теоретической морфологии растений считается Иоганн Вольфганг фон Гёте. В 1790 году он сформулировал учение о метаморфозе (превращении органов), а в 1817 году предложил сам термин «морфология».

В XIX — начале XX века развивались две основные сравнительно-морфологические концепции строения тела высших растений:

Фитонистические теории, рассматривавшие растение как совокупность отдельных единиц — фитонов.
Учение о трёх основных органах — корне, стебле и листе.

Прорывом стала работа Вильгельма Гофмейстера (1851), установившего гомологии органов размножения у высших споровых и голосеменных растений. Это положило начало эволюционной морфологии растений, которая получила развитие в трудах многих ботаников, включая русских учёных (И. Н. Горожанкин и др.).

Дальнейшее обсуждение проблем происхождения вегетативных органов с привлечением палеоботанических данных привело к созданию теломной теории (Вальтер Циммерман, 1930, 1965), объясняющей происхождение всех органов высших растений от древних риниофитовых теломов.

Большую роль в развитии эволюционной морфологии сыграли также:

стеллярная теория (эволюция проводящей системы),
эвантовая и псевдантовая теории происхождения цветка.

Направления морфологии XX века

В тесной связи с эволюционной морфологией и физиологией растений развивались:

Онтогенетическая морфология (изучение индивидуального развития).
Экспериментальная морфология (термин предложен К. А. Тимирязевым в 1890 году), изучающая влияние внешних факторов на формообразование. Значительный вклад в это направление внесли А. Н. Бекетов (закономерности строения вегетативных органов, 1858) и Н. П. Кренке (теория циклического старения и омоложения растений, 1940).

Основоположниками экологической морфологии растений считаются Й. Э. Варминг (1902–1916) и К. Раункиер (1905–1907). Её ключевые проблемы — изучение жизненных форм (биоморф) растений и воздействия внешних и внутренних факторов на формообразование. Важный вклад внесли отечественные учёные: Г. Н. Высоцкий (1915–1928), В. Н. Сукачёв (1926–1938), И. Г. Серебряков (1952–1969) и многие другие.

Современный контекст

Важные современные направления морфологии растений включают:

Дальнейшее развитие сравнительной морфологии (школа Вильгельма Тролля, 1935–1969).
Решение проблем морфологической эволюции цветковых растений (работы А. Л. Тахтаджяна, 1940–1980, Дж. Л. Стеббинса, 1967, 1974, и др.).
Разработку теорий происхождения и эволюции цветка и соцветия.
Выявление принципиальных отличий в морфологии однодольных и двудольных растений.
Активное развитие учения о жизненных формах и общих закономерностях морфогенеза. Для изучения последнего сегодня широко применяются методы математического и компьютерного моделирования, позволяющие описывать и прогнозировать процессы роста и формообразования.