Botánica

Ficheiro:Diversity of plants image version 3.png

Variedade de plantas

A botánica, (do grego βοτάνη = herba) ou fitoloxía (do grego φυτόν = planta e λόγος = tratado), é unha rama da bioloxía e é a ciencia que se ocupa do estudo das plantas. O concepto de vexetal, que estaba claro en tempos de Aristóteles, quedou esvaecido polo avance do coñecemento, chegándose a definir como todo aquilo que estuda a botánica. Na práctica, os botánicos estudan as plantas, as algas e os fungos. No campo da botánica, hai que distinguir entre a botánica pura, cuxo obxecto é ampliar o coñecemento da natureza; e a botánica aplicada, cuxas investigacións están ao servizo da tecnoloxía agraria, forestal, farmacéutica, etc.

A botánica cobre un amplo abano de contidos, que inclúen aspectos específicos propios dos vexetais; das disciplinas biolóxicas que se ocupan da composición química (fitoquímica); a organización celular (citoloxía vexetal) e tisular (histoloxía vexetal); do metabolismo e o funcionamento orgánico (fisioloxía vexetal), do crecemento e o desenvolvemento; da morfoloxía (fitografía); da reprodución; da herdanza (xenética vexetal); das enfermidades (fitopatoloxía); das adaptacións ao ambiente (ecoloxía), da distribución xeográfica (fitoxeografía ou xeobotánica); dos fósiles (paleobotánica) e da evolución.

Alcance e importancia da botánica

Como para outros organismos vivos, a vida dos vexetais pódese estudar desde diferentes perspectivas, como pode ser a molecular, á xenética pasando polo estudo específico da ultraestrutura organular e celular e a anatomía tisular, a organografía (anatomía macroscópica), a xeobotánica e a ecoloxía vexetal. En cada un destes niveis o botánico pode deterse na clasificación, a estrutura anatómica, ou as funcións (fisioloxía) das plantas.

Historicamente, a botánica abarca todos os organismos que non eran considerados animais. Entre estes están os fungos (estudados pola Micoloxía), as bacterias (estudadas en paralelo pola Microbioloxía), e as algas (estudados pola Ficoloxía). As algas, os fungos e as bacterias non se denominan actualmente plantas pero, salvo no caso destas últimas, ninguén discute que son materia para a botánica.

Significado da ciencia botánica

A maior parte dos nosos alimentos proveñen (directa ou indirectamente) de plantas, como este arroz americano.

Os distintos grupos de vexetais participan de xeito fundamental nos ciclos da biosfera. Plantas e algas son os produtores primarios, responsables da captación de enerxía solar da que depende toda a vida terrestre, da creación de materia orgánica e tamén, como subproduto, da xeración do osíxeno que alaga a atmosfera e xustifica que case todos os organismos saquen vantaxe do metabolismo aerobio.

Alimentar o mundo

Case todo o que comemos vén das plantas, xa sexa directamente de alimentos básicos como froita e vexetais, ou indirectamente a través do gando, que é alimentado polas plantas que compón o forraxe. Noutras palabras, as plantas son a base de toda a cadea trófica, ou o que ecólogos chaman o primeiro nivel trófico. Entendendo como as plantas producen o que comemos é importante coñecer o seu papel para ser capaces de alimentar ao mundo e prover seguridade alimentaria para futuras xeracións. Non todas as plantas son beneficiosas aos humanos, a maleza é considerada daniña para a agricultura e a botánica prové ciencia básica para mitigar o seu impacto. A etnobotánica é o estudo destas e outras relacións entre plantas e persoas.

Entendendo os procesos biolóxicos fundamentais

As plantas son susceptibles de ser estudadas nos seus procesos fundamentais (como a división celular e síntese proteica por exemplo), pero sen os problemas éticos que supón estudar animais ou seres humanos. As leis da herdanza foron descubertas deste xeito por Gregor Mendel, que estudou como se herda a morfoloxía do chícharo. As leis descubertas por Mendel a partir do estudo de plantas coñeceron desenvolvementos posteriores, e aplicáronse sobre as propias plantas para conseguir novas variedades beneficiosas. Outro estudo clásico efectuado en plantas foi o realizado por Bárbara McClintock, que descubriu os 'xenes saltaríns' (ou transposóns) estudando o millo. Son exemplos que mostran como a botánica tivo unha importancia capital para o entendemento dos procesos biolóxicos fundamentais.

Aplicacións das plantas

Moitas das nosas medicamentos e algunhas drogas, como o cannabis, veñen directamente do reino vexetal. Outros produtos medicinais derívanse de sustancias de orixe vexetal; así, a aspirina é un derivado do ácido salicílico, que orixinalmente se obtiña da cortiza de salgueiro. A investigación sobre produtos farmacéuticamente útiles nas plantas é un campo activo de traballo que rende bos resultados. Estimulantes populares como o café (polo seu contido en cafeína), o chocolate, o tabaco (pola nicotina), e o té teñen orixe vexetal. Moitas bebidas alcólicas derivan da fermentación de plantas como a cebada e a uva.

As plantas tamén nos provén de moitos materiais, como o algodón, a madeira, o papel, o liño, o aceite vexetal, algúns tipos de cordas e plásticos. A produción de seda non sería posible sen o cultivo das árbores de morera. A cana de azucre e outras plantas foron recentemente empregadas como biomasa para produciren unha enerxía renovable alternativa ao combustible fósil.

Entendemento de cambios ambientais

As plantas tamén poden axudar ao entendemento dos cambios do medio ambiente de moitas formas.

• Entendemento da destrución de hábitat e de especies en extinción depende dun catalogo completo e exacto de plantas, da sistemática e taxonomía.
• Resposta das plantas a radiación ultravioleta pode monitorear problemas como os buracos na capa de ozono.
• O análise de pole depositado por plantas en miles de millóns de anos atrás pode axudar aos científicos a reconstruír os climas do pasado e prognosticar o futuro, unha parte esencial de investigacións sobre cambios climáticos.
• Recompilar e analizar o tempo, ciclo de vida é importante para a fenoloxía usado para a investigación de cambios climáticos.
• Liques, sensibles ás condicións atmosféricas, teñen un uso extensivo como indicadores de contaminación.

• As plantas poden servir como ‘sensores’, unha especie de “sinais temperáns de aviso” que dean a alerta sobre cambios importantes no ambiente.

• Para rematar, as plantas son sumamente valoradas no aspecto recreativo para millóns de persoas que gozan do seu uso na xardinería, a horticultura e o arte culinaria.

Historia

Orixes

Teofrasto, considerado como o pai da Botánica

Por ser empregadas como alimento, o estudo das plantas é un dos que deixaron rexistros máis antigos. Os primeiros escritos de que se ten noticia corresponden a plantas alimenticias ou medicinais, por exemplo, o Libro de xardinería de Marduk-Apal-Iddina II (século VIII AC), rival de Sargón de Asiria e gobernante de Babilonia, que trata das plantas comestibles, forrajeras, condimenticias, medicinais ou ornamentais que se cultivaban por entón en Mesopotamia.

Un primeiro interese científico, ou máis ben filosófico, atopámolo no grego Empédocles de Agrigento (490-430 a. C.), o representante máis coñecido da escola pitagórica. Explicou que as plantas non só teñen alma, senón tamén algunha forma de sentido común porque, por moito que o impidamos, insisten na súa intención e crecen cara á luz. Empédocles tamén sinalou que o corpo dunha planta non forma un todo integrado, como o dun animal, senón que parece coma se cada parte vivise e crecese pola súa conta. Agora expresariamos a mesma idea en termos de desenvolvemento aberto ou indeterminado.

Aristóteles (384-322 a. C.) escribiu cumpridamente sobre animais, pero non sobre plantas. Teofrasto (372-287 a. C.), pouco máis novo, foi o seu discípulo e herdou del a dirección do Liceo, ademais da súa biblioteca. Teofrasto deixou dúas obras importantes que se adoitan sinalar como orixe da ciencia botánica: Historia das plantas e Sobre as causas (o crecemento) das plantas. A obra de Teofrasto é a máis importante sobre o tema de toda a Antigüidade e a Idade Media.

Os romanos abordaban todo cun sentido máis práctico, menos emparentado coa ciencia pura que coa enxeñería ou a ciencia aplicada. Ese carácter práctico atopámolo na obra de Plinio o Vello (23-79), Naturalis Historia (Historia Natural), onde a atención prestada ás plantas é, por outra banda, moi limitada. A mesma orientación práctica anima a obra de Dioscórides (s. I), médico grego ao servizo do exército imperial romano, cuxa obra De materia medica está dedicada, como o seu título indica, ás fontes dos medicamentos. Non ten nada que ver coa obra de Teofrasto, que é unha verdadeira enciclopedia botánica.

Idade Media

As primeiras observacións novas débense a Hildegard von Bingen e a Alberte Magno, que tivo unha grande influencia nos séculos seguintes.

Séculos XVI e XVII

O texto de Dioscórides non foi nunca esquecido, senón copiado e ás veces comentado ou ampliado, a todo o longo da Idade Media e do Renacemento, tamén no mundo musulmán. A primeira versión impresa é de 1478, pero a partir de 1516 sucedéronse numerosas edicións ilustradas e comentadas, entre as que destacan a italiana de Andrea Mattioli, probablemente a que máis contribuíu á difusión da obra, ou a española de Andrés Laguna.

No século XVI fundáronse, no norte de Italia, os primeiros xardíns botánicos. O estudo empírico das plantas de cada país e das exóticas, traídas polos exploradores europeos e cultivadas nos xardíns, comezou de novo, e empezaron a publicarse tratados e catálogos que xa non se limitaban a reproducir ou simplemente comentar a obra dos antigos, senón que, comprobada a insuficiencia dos catálogos antigos, buscaban obter e presentar un coñecemento o máis exhaustivo posible da diversidade das plantas. Destacan nesta tarefa obras como as de Adam Lonitzer, Dalechamp, Nicolás Monardes ou Carolus Clusius (L'Écluse), Conrad Gessner ou Leonhart Fuchs. O esquema clasificatorio seguiu sendo neste período debedor do de Teofrasto.

Pinax theatri botanici (1623), do suízo Gaspard Bauhin, recollía xa unhas 6.000 especies vexetais que o autor esforzouse por clasificar en grupos naturais, no canto de en unha lista alfabética, como os seus predecesores. Con todo o criterio empregado, a forma das follas, resulta pouco apropiado. Bauhin tamén empezou a usar as categorías de xénero e especie, nun sentido próximo ao que chegaron a adquirir despois na bioloxía sistemática.

A necesidade de criterios de clasificación impulsou a investigación das partes das plantas e das súas funcións. Andrea Cesalpino, no seu De plantis libri XVI (1586) explicou que a clasificación debía basearse en carácteres obxectivos, trazos das plantas, e non na utilidade. O seu éxito en lograr unha clasificación natural foi limitado, pero é ademais o primeiro que incluíu o estudo de «vexetais» ata entón excluídos, como algas, brións, fieitos, equisetos, fungos e coral, moito antes de que se comprendese que os fungos non son vexetais e os corais son en realidade animais.

O traballo máis importante de Sistemática vexetal no século XVII é a Historia generalis plantarum (Historia xeral das plantas) do inglés John Ray, no que bebeu Carl von Linné, que o proclamou «fundador» da sistemática. Ray introduciu os conceptos de monocotiledónea e dicotiledónea na clasificación das entón chamadas «plantas perfectas».

O século XVII é o do nacemento da ciencia moderna, impulsada pola obra de Galileo, e da multiplicación das academias científicas, como a Accademia dei Lincei, fundada en 1603, a británica Royal Society, de 1660, ou a francesa Academia de Ciencias (Académie deas Sciences), de 1666.

Células na cortiza segundo Robert Hooke

En 1665, empregando un dos primeiros microscopios compostos, Robert Hooke descubriu na casca que a materia vexetal está constituída por celdiñas (células). Anton van Leeuwenhoek fixo pola mesma época as primeiras observacións de organismos microscópicos, entre eles algúns do ámbito amplo da botánica, como as bacterias. Nehemiah Grew) examinou metodicamente as estruturas das distintas partes das plantas, observando que todas elas están feitas de células, publicando os seus resultados na súa Anatomía das plantas (The anatomy of plants, 1682). Marcello Malpighi) aplicou o microscopio ao estudo da anatomía de toda clase de organismos; a súa Anatomía Plantarum (1671), contén as súas observacións sobre as plantas.

Bernard Palissy) explicou por que as plantas necesitan abono. Woodward amosou en 1714 que as sementes xerminadas non se desenvolven en auga pura, mais sí nun extracto de chan. Jan Van Helmont) deu os primeiros pasos para a comprensión do papel da auga na nutrición das plantas, pero foi E. Mariotte) quen demostrou que para formar a súa masa as plantas necesitan ademais da auga, materia tomada do chan e do aire.

A botánica moderna (desde 1945)

Unha considerable cantidade de novos coñecementos na actualidade foron xerados polo estudo das plantas modelo como Arabidopsis thaliana. Esta mala herba foi unha das primeiras plantas en ver o seu xenoma secuenciado. Outros máis importantes comercialmente como alimentos básicos como o arroz, trigo, millo, cebada, centeo, e a soia están tendo tamén as súas secuencias do xenoma. Algunhas destas son un reto posto que teñen nas súas secuencias máis de dous xogos de cromosomas haploides, unha condición coñecida como poliploidía, común no reino vexetal. Un alga verde Chlamydomonas reinhardtii (un célula, soa, verde alga) é outro modelo de organismo importante que foi extensivamente estudado e prové importantes coñecementos á bioloxía celular.

Disciplinas

Subdisciplinas da botánica

• Anatomía vexetal ou Organografía
• Botánica aplicada
• Botánica pura ou xeral
• Botánica sistemática ou Sistemática vexetal
• Citoloxía vexetal
• Dendroloxía
• Ficoloxía
• Fisioloxía vexetal
• Fitoxeografía ou Xeobotánica
• Fitografía ou Botánica descritiva
• Histoloxía vexetal
• Micoloxía
• Paleobotánica
• Palinoloxía

Disciplinas relacionadas

• Agricultura
• Agronomía
• Bioquímica e Fitoquímica
• Ecoloxía
• Etnobotánica
• Farmacobotánica
• Fitomedicina ou Fitoterapia
• Fitopatoloxía
• Fitosocioloxía
• Xenética
• Horticultura
• Microbioloxía
• Morfoanatomía
• Morfoloxía
• Taxonomía

Véxase tamén

Outros artigos

• Alga
• Árbore
• Arbusto
• Brión
• Clasificación científica
• Conífera
• Dicotiledónea
• Flora
• Herba
• Fieito
• Fungo
• Lique
• Monocotiledónea
• Nomenclatura binomial
• Planta
• Plantas con flores
• Plantas con semente
• Plantas medicinais
• Plantas vasculares
• Plantas na alimentación
• Plantas na manufactura
• Plantas na industria
• Vexetal

Libros académicos e científicos de botánica

• Buchanan, B.B., Gruissem, W & Jones, R.L. (2000) Biochemistry & molecular biology of plants. American Society of Plant Physiologists ISBN
• Crawford, R. M. M. (1989). Studies in plant survival. Blackwell. ISBN 0-632-01475-X
• Crawley, M. J. (1997). Plant ecology. Blackwell Scientific. ISBN
• Ennos, R and Sheffield, E Plant life, Blackwell Science, ISBN Introduction to plant biodiversity
• Fitter, A & Hai, R Environmental physiology of plants 3rd edition Sept 2001 Harcourt Publishers, Academic Press ISBN
• Lawlor, D.W. (2000) Photosynthesis BIOS ISBN
• Matthews, R. E. F. Fundamentals of plant virology Academic Press,1992.
• Mauseth, J.D.: Botany : an introduction to plant biology. Jones and Bartlett Publishers, ISBN - A first year undergraduate level textbook
• Raven, P.H, Evert R.H and Eichhorn, S.E: Biology of Plants, Freeman. ISBN - A first year undergraduate level textbook
• Richards, P. W. (1996). The tropical rainforest. 2nd ed. C.Ou.P. (Pbk) ISBN £32,50
• Ridge, I. (2002) Plants Oxford University Press ISBN
• Salisbury, FB and Ross, CW: Plant physiology Wadsworth publishing company ISBN
• Stace, C. A. A new flora of the British Isles. 2nd ed. C.Ou.P.,1997. ISBN
• Strange, R. L. Introduction to plant pathology. Wiley-VCH, 2003. ISBN
• Taiz, L. & Zeiger, E. (1998). Plant physiology. 3rd ed. August 2002 Sinauer Associates. ISBN
• Walter, H. (1985). Vegetation of the earth. 3rd rev. ed. Springer.
• Willis, K (2002) The evolution of plants Oxford University Press ISBN £22-99

Ligazóns externas

• Leccións hipertextuales de botánica da Universidade de Hamburgo. Versión orixinal *[1].
• Collectanea Botanica, revista editada polo Institut Botànic de Barcelona, do CSIC
• Herbario galego elaborado pola USC.
• Termos esenciais de botánica, da Universidade de Santiago