Роль растений в жизни человека и природы

Важное значение растений в природе и жизни человека определяется тем, что они образуют органическое вещество . Это возможно за счет того, что в растениях есть пигмент хлорофилл, способный «усваивать» энергию солнечного света.

Конечно, все остальные живые организмы могут синтезировать органические вещества. Но для этого им нужно сначала получить готовые органические вещества в качестве пищи. Далее в организме эта чужеродная органика расщепляется до более простых органических соединений, из которых синтезируются органические вещества, нужные и характерные для данного организма.

Особенность растений в том, что им не требуется поглощать готовые органические вещества. Исходную органику они синтезируют сами, осуществляя процесс фотосинтеза . В результате этого процесса из неорганических веществ (воды и углекислого газа) под действием энергии света образуется органическое вещество (глюкоза). Далее уже из глюкозы синтезируются другие органические вещества. У растений фотосинтез протекает в хлоропластах, которые содержат пигмент хлорофилл.

Синтезируя органические вещества, растения живут, растут и развиваются за их счет. Но не только. Они также накапливают их. Всем этим определяется значение растений как для природы, так и для человека: растения служат пищей для других организмов . Хотя многие животные едят не растения, а других животных, но изначально пищей все-равно являются растения. Травоядное животное ест растения, а хищник ест травоядное. Но не будь растений, травоядное не смогло бы вырасти и послужить пищей хищнику.

В процессе фотосинтеза растения выделяют кислород . В этом заключается еще одно очень важное их значение, ведь почти все ныне существующие живые организмы дышат кислородом, в том числе и сами растения. Однако растения кислорода выделяют больше, чем поглощают для своего дыхания.

Когда-то на Земле атмосфера была бедна кислородом. Это тормозило процесс эволюции, так как дыхание у организмов в те времена было преимущественно бескислородным, а такое дыхание менее эффективно. Когда появился процесс фотосинтеза, то произошло обогащение атмосферы кислородом. Как следствие, организмы смогли в процессе дальнейшей эволюции перейти на кислородный способ дыхания.

В процессе дыхания происходит распад органических веществ до неорганических. Этот распад осуществляется под действием кислорода, который обладает достаточно сильными окислительными свойствами. При этом выделяется энергия, которая тратится на жизненные процессы. Однако кроме энергии образуются продукты окисления - соединения, на которые распадаются исходные органические вещества. Одним из продуктов дыхания является углекислый газ. Он должен выводиться из организма. Таким образом в процессе дыхания поглощается кислород, а выделяется в атмосферу углекислый газ.

Но, как уже выше было сказано, растения поглощают из атмосферы углекислый газ для процесса фотосинтеза. Это значит, что они не только обогащают атмосферу кислородом, но и очищают атмосферу от избытков углекислого газа , который в ней постепенно накапливается из-за дыхания.

На этом жизнеопределяющее значение растений на Земле не исчерпывается. Образуя различные растительные сообщества (степи, луга, леса, тундры, саванны и др.) они создают места обитания для животных и других организмов . Так, например, животные не только питаются в растительных сообществах, но и прячутся здесь, размножаются. Растения создают определенные условия и микроклимат для них.

Для человека растения имеют значение не только как пища и корм для скота . Остатки древних растений в виде каменного угля и торфа используются человеком в качестве источника энергии для обогрева помещений и в производстве.

В городах в воздух выбрасывается большое количество углекислого газа, различных вредных веществ. Это происходит из-за большого количества транспорта и различных производств. Поэтому становится важно значение растений как защитников от загрязнений . Различные зеленые насаждения в городах не только выделяют кислород и поглощают углекислый газ. Они также задерживают пыль и вредные вещества, увлажняют воздух, снижают уровень шума.

В связи с важным значением растений в природе и жизни человека существует проблема их охраны. Нельзя бездумно сводить леса, нарушать растительные сообщества. Наоборот, человек должен охранять и сажать растения.

Большую роль в природе выполняют леса. Экологические функции их следующие:

1. Углеродная функция заключается в использовании углекислого газа растениями для фотосинтеза. 1 га среднепродуктивного леса связывает за год 6-7 т углекислого газа и выделяет 5-6 т кислорода. 3 га леса поставляют в атмосферу 400 кг кислорода – это годичная норма для дыхания человека. Концентрация больших масс углерода в лесах связана с большой биомассой древостоя. Значительная масса углерода законсервирована в мертвом органическом веществе (детрите), в гумусе почв и торфяных отложениях лесных болот.

2. Воздухоочистительная функция лесов заключается в очищении воздуха от загрязняющих веществ в результате их поглощения растениями и посредством физического осаждения. Лесная растительность и другие типы задерживают от 21 до 86% пыли и на 19-44% снижают уровень загрязнения воздуха микробами. В воздухе городских парков в 40-50 раз меньше выбросов, чем вблизи промышленных предприятий.

Лесные насаждения существенно уменьшают шумовой эффект, сокращают дальность распространения звуков.

3. Климатические и метеорологические функции лесов. Леса оказывают существенное влияние на метеорологические элементы, образуется микроклимат леса. Лес влияет на температуру воздуха. Летом в лесу прохладнее в среднем на 1-2о С, зимой несколько теплее, чем на безлесных территориях. Лесу свойственна более высокая влажность воздуха и верхних горизонтов почв.

4. Водоохранные функции лесов. Лес увеличивает продолжительность и уменьшает паводок, регулирует поступление воды в русло рек и предотвращает наводнения, обеспечивает полноводность рек в течение всего года. Лес уменьшает поверхностный сток и увеличивает подземный сток в результате хорошей водопроницаемости лесных почв и более равномерному поступлению влаги на поверхность почв. Леса оказывают влияние на качество вод. Лесные воды всегда несут меньше взвешенных частиц и растворенных химических веществ, чем воды, поступающие с сельскохозяйственных, урбанизированных территорий.

5. Растения участвуют в образовании гумуса почвы, влияют на содержание химических элементов в почве. Лес способствует накоплению влаги в почве и зимой предохраняет почву от вымерзания. Растения уменьшают эрозионные процессы. Растения предупреждают заболачивание территорий и вторичное засоление. 6. Лес является средой обитания многих живых организмов. Многие животные приспособлены к обитанию только в лесных условиях.

Значение леса для человека многообразно.

1. Лес – источник древесины. Суммарный запас древесины в лесах мира – 337-370 млрд м3, ежегодный текущий прирост – 5,5 млрд м3(в освоенных лесах – 1,8 млрд м3). Ежегодно заготавливается 1,2 – 1,8 млрд.м3. Половина всей добываемой в мире древесины используется как источник топлива, в основном в развивающихся странах тропических и экваториальных поясов (на первом месте по заготовке дров и древесного угля – Азия, затем Африка и Южная Америка).

Древесина – главный строительный материал и наиболее дешевый. По данным профессора Лизе (ФРГ), расход энергии на производство кирпичей в 4 раза больше, чем на эквивалентное по объему количество древесины, на производство цемента – в 5 раз больше, пластмассы - в 6 раз, стали – в 23, Сu – в 40, Al – в 120 раз.

Из древесины получают около 20 тысяч различных продуктов и изделий: глюкозу, кормовой сахар, дубильные вещества, спирт, бумагу, вискозу, синтетический каучук, пластмассы, канифоль, ацетон и др. При соответствующей химической обработке древесина по прочности не уступает металлу, к тому же, она после срока службы легко разлагается и не загрязняет окружающую среду.

2. Лес – источник живицы. Живицу используют для получения канифоля, скипидара, флотационного масла. Доход от подсочки березы примерно в 20 раз выше, чем от реализации березовой древесины.

3. Лес – источник лекарственных растений, грибов, ягод, плодов, веточного корма и т.д. Это все продукты побочного пользования леса. Эти продукты часто дают больший доход государству, чем древесина. Например, стоимость урожая орехов с 1 га плодоносящих кедровых насаждений в 3 раза превышает стоимость заготовленной древесины. В лесах Карелии урожайность черники на вырубках достигает 500 кг/га.

Из ягодных лесных растений в Беларуси основными заготавливаемыми видами являются клюква, черника, брусника, голубика, а из плодовых - рябина, шиповник. Наиболее широко в лесах распространена черника, которая по занимаемой площади в 5 и более раз, а по биологическим запасам в 10-15 раз превосходит остальные виды. Площади грибных угодий составляют 30-35 % от площади древостоев. Размеры эксплуатационных ресурсов дикорастущих грибов и ягод в целом близки. В связи с катастрофой на ЧАЭС две трети территории лесного фонда в той или иной мере загрязнены радионуклидами, эксплуатационные ресурсы грибов, ягод и плодов значительно уменьшились.

Наш мир часто называют зеленым. Этим названием он обязан миллиардам зеленых растений, живущих в нем. Человек и все иные организмы обязаны им своей жизнью. Растительные организмы обладают уникальной способностью: по сути, они питаются солнечным светом. А если говорить языком биологии, то представители растительного царства улавливают солнечный свет и преобразовывают его за счет фотосинтеза в энергию. Используя ее, они превращают неорганическую материю в органическую и дают пищу всем остальным живущим на Земле.

Растения играют огромную, можно сказать ключевую роль в жизни земной биосферы. Именно с них начинается пищевая цепочка жизни. Они стояли у истоков жизни на нашей планете. Научившись использовать солнечный свет в процессе фотосинтеза, растения начали насыщать нашу атмосферу кислородом – это вещество выделяется в процессе фотосинтеза. Так что, каждый раз, делая глубокий вдох, вы должны помнить, кому вы обязаны живительному кислороду в ваших легких.

В биологии растительные организмы выделены в отдельное царство. К нему относятся папоротники, мхи, водоросли, голосеменные и покрытосеменные. Многообразие их поистине огромно, так же как и их значение для жизни на нашей планете и для существования на ней жизни, человека.

Роль в экосистеме планеты

В природе растительность являются неотъемлемой частью любого природного сообщества или как говорят биологи, биоценоза. В пищевой цепочке они занимают первое звено: растительные организмы накапливают энергию солнца и дают ее другим видам. Ими питаются растительноядные животные, а они, в свою очередь, служат пищей для хищников. В случае какой-либо природной катастрофы (например, засухи), которая уничтожает растительность, вымирание грозит и всем остальным организмам. Именно она выделяют в атмосферу кислород и потребляют углекислый газ. До их появления на Земле кислорода почти не было. Соотношение этих газов самым прямым образом влияет на климат в масштабах планеты (поэтому сейчас так много разговоров о глобальном потеплении из-за избытка СО2).
Можно составить целый список, чем именно растения важны для других живых созданий, обитающих на нашей планете.

Синтез кислорода. Растения в процессе фотосинтеза создали практически весь кислород, который сейчас находится в атмосфере. На Земле, до появления растительности кислорода не было.

Из кислорода в верхних слоях атмосферы образовывается озон, защищающий нас от жестких ультрафиолетовых лучей.

Участие в пищевой цепочке. Именно растительные организмы создают органическое вещество и энергию, которая потом переносится к следующим звеньям цепи.

Растения активно участвуют в образовании климата на планете.

В природе растения часто служат домом для других организмов, животных, грибов, лишайников, создают для них среду обитания. Многие животные образуют с растениями симбиотические связи.

Растительные организмы играют ключевую роль в почвообразовании и в изменениях ландшафта.

Растительность играет важнейшую роль в круговороте минеральных веществ в природе.

Роль флоры в жизни человека

Человек также является частью биосферы планеты и поэтому растения ему жизненно необходимы. Ему также нужен кислород для дыхания и пища, которую он не сможет получать без них. Кроме того, человек активно использует растения в своей хозяйственной деятельности и без этого использования человеческая цивилизация вряд ли смогла бы развиваться.

Итак, какую роль растения выполняют в человеческой жизни и деятельности.

Человек использует растения как источник пищи, они же служат пищей домашних животных. Человек использует в пищу зерна, плоды, корнеплоды и другие части растений. Некоторые растения лечат тело человека.

Именно растительные организмы образовали почву, благодаря которой мы можем заниматься сельским хозяйством.

Растениям мы обязаны запасом полезных ископаемых (уголь, нефть, газ, торф), благодаря которым работает мировая экономика. Большая часть энергии, получаемая человеком сегодня, производится из ископаемых углеводородов, которые есть не что иное, как древние растения. По крайней мере других предположений по этому поводу нет.

Многие растения используются для лекарственных целей. Это, наверное, с вероятностью 99% были первые лекарства, которые начал применять человек. Они широко используются и в наши дни.

Растения самым широким образом применяются в промышленности, строительстве и сельском хозяйстве. Они снабжают человека множеством видов разнообразного сырья: волокна для изготовления одежды, тканей; дубильные и красящие вещества для окрашивания; масла, в том числе эфирные и технические для лечения и промышленных нужд; различные виды каучуков также для производств и многое другое. Древесина активно используется в строительстве. Из дерева делается мебель, различные предметы повседневного обихода и интерьера.

Из древесины производят бумагу, также древесина используется как топливо.

Человек использует растения в декоративных целях: в каждом доме можно встретить цветы на подоконнике, а в каждом городе парки и зеленые зоны с декоративными кустарниками.

Значение зеленых друзей - растений в жизни человека и животных велико. Они играют огромную роль в экосистеме планете. Без них наша Земля представляла бы собой безжизненную и бесплодную пустыню. Они были пионерами во времена зарождения жизни и только благодаря зеленым организмам жизнь на нашей планете столь богата и разнообразна. Благодаря им мы смогли достичь современным вершин цивилизации.

Значение растений в природе и жизни человека

Мир растений велик и многообразен. В настоящее время он насчитывает около 500 тыс. видов. Континенты нашей планеты, составляющие 150 млн. км 2 , в основном покрыты растительностью. Только ледяные пространства полюсов и высочайшие вершины гор не имеют растительности. Площади, занятые морями и океанами (акватории), составляют около 360 млн. км 2 . Здесь широко представлены водные растения. Растения отличаются от всех других живых организмов, и именно они играют самую существенную роль в жизни биосферы

Подавляющее число растений имеет зеленый цвет, обусловленный зеленым пигментом хлорофиллом, сосредоточенным в особых органеллах растительных клеток – хлоропластах. Уникальное свойство хлорофилла – участие в сложнейшем процессе трансформации электромагнитной энергии солнечного луча в химическую энергию органических веществ (фотосинтез). Процесс фотосинтеза разворачивается в поистине колоссальных масштабах. По определению К. А. Тимирязева, хлорофилловое зерно – тот фокус, та точка в мировом пространстве, где солнечный луч, превращаясь в химическую энергию, становится источником всей жизни на Земле. Точно определить объем работы, выполняемой растениями, трудно и даже невозможно. По весьма приблизительным подсчетам, растения в процессе фотосинтеза ежегодно образуют около 400 млрд. т органических веществ, при этом они связывают около 175 млрд. т углерода, но, возможно, гораздо больше.

Итак, в ходе эволюции жизни на Земле, зародившейся миллиарды лет назад, растения обособились как носители хлорофилла, как единственные организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических.

В ходе фотосинтеза параллельно с образованием органического вещества происходит выделение в атмосферу кислорода. До появления зеленых растений газовая оболочка Земли имела очень мало свободного кислорода. Практически можно считать, что весь кислород атмосферы возник благодаря фотосинтезу. Накопление свободного кислорода привело к появлению кислородного дыхания растений и животных. Возросли энергия жизненных процессов и скорость накопления массы органических веществ. Наличие свободного кислорода усилило также процессы химического выветривания горных пород и накопление в верхних слоях земной коры минеральных соединений, необходимых для питания растений.

Растения осуществляют сложный круговорот веществ в природе. Зеленые растения создают органические вещества, бактерии и грибы в процессе гниения и брожения разлагают их на простые неорганические соединения (С0 2 , воду, аммиак и др.)

Растительный покров играет первостепенную регулирующую роль в общем газообмене и в водном балансе Земли, защищает от разрушения почву, обогащает ее элементами питания, создает пищевую и энергетическую базу для всего животного мира.

Жизнь человека немыслима без использования растений. Это – пища, строительный материал, сырье для различных отраслей промышленности.

Из пищевых растений наиболее важны хлебные злаки. Овощные и плодовые растения яв­ляются источником не только жиров, белков и углеводов, но и витаминов. Мас­личные растения идут на получение растительного масла для пищевых, лекар­ственных и технических целей. Широко используются в различных отраслях хозяйственной деятельности прядильные, дубильные, красительные, эфиромасличные, каучуконосные, лекарственные и другие растения. Луга, степи, полусте­пи, горные пастбища служат источником кормов для скота.

Огромно значение леса, который поставляет техническое и лекарствен­ное сырье, пищевые продукты и т. д. Древесину человек использует во всех отраслях народного хозяйства - это строительный материал, бумага, картон, искусственный шелк, скипидар, ацетон, камфора, древесный уголь, эфирные мас­ла и др.

Полезные свойства растений изучены еще недостаточно и используются далеко не полностью. Так, из 500 тыс. видов высших растений в практических целях используют только 2500.

Разделы ботаники

Ботанику как часть более общей науки – биологии, в свою очередь, подразделяют на ряд частных наук, в задачи которых входит изучение тех или иных закономерностей строения и жизни растений или растительного покрова.

Морфология – один из наиболее крупных и рано сформировавшихся разделов ботаники. Это наука о закономерностях возникновения и развития разнообразных жизненных форм растений и отдельных их органов. Заложение и развитие органов растения рассматривают и в ходе индивидуального развития отдельной особи от прорастания семени до конца жизни (онтогенез), и в ходе исторического развития (эволюции) всего вида или любой другой систематической группы, к которой относят данную особь (филогенез).

В процессе развития морфологии в ее недрах обособились еще более специализированные науки:

цитология (закономерности строения и развития основной структурной единицы растений – клетки);

гистология, или анатомия (заложение, развитие и строение разнообразных тканей, формирующих органы);

эмбриология (закономерности развития и строения зародыша);

органография (заложение, развитие и структура органов растения);

палинология (строение пыльцы и спор).

Флорография. В задачу этой науки входит распознавание и описание видов. Виды, описанные флорографами, систематики распределяют в группы по признакам сходства, отражающим родство.

Систематика – наука о разнообразии видов и причинах этого разнообразия. Задача систематики – приведение в легко обозримую научную систему всех наших знаний о видах, описанных флорографами. На основании целой серии методов систематик объединяет родственные виды в систематические группы более высокого ранга – роды, семейства и т. д.

География растений (фитогеография) – крупнейший раздел ботаники, основная задача которого состоит в изучении закономерностей распространения и распределения растений и их сообществ (ценозов) на суше и в воде.

Экология. Жизнь растений зависит от окружающей среды (климата, почвы и др.), но и растения, в свою очередь, влияют на создание этой среды – принимают участие в почвообразовательном процессе, изменяют климат. Задача экологии – изучение строения и жизни растений в связи с окружающей средой. Эта наука имеет первостепенное значение для практического земледелия.

Значение растений в природе

Б О Т А Н И К А

ПРЕДМЕТ И РАЗДЕЛЫ БОТАНИКИ

Ботаника - это раздел биологии, занимающийся изучением растений, их формы, строения, развития, жизнедеятельности, распространения, свойств и пр.

В настоящее время ботаника представляет совокупность целого ряда взаимосвязанных разделов.

Морфология растений - изучает внешнее строение растений, исследует закономерности и обусловленность внешней формы растений.

Анатомия растений - исследует особенности закономерностей внутреннего строения растений.

Цитология растений - изучает строение клеток растений.

Гистохимия растений - с помощью микрохимических реакций выявляет и исследует вещества, находящиеся в растительной клетке.

Эмбриология растений - раздел ботаники, исследующий закономерности зарождения организма в первые этапы его развития.

Физиология растений - изучает жизнедеятельность растений: обмен веществ, рост, развитие и т.п.

Биохимия растений - исследует процессы химических превращений как химических соединений, входящих в состав самого организма, так и веществ, поступающих в него из окружающей среды.

Экология растений - изучает взаимоотношения растений и среды.

География растений - выявляет закономерности распределения растений в пространстве.

Геоботаника - изучает растительный покров Земли.

Систематика растений - занимается классификацией растений и их эволюционным развитием.

В качестве прикладных ботанических дисциплин выступают фармакогнозия, объектом исследования которой являются лекарственные растения, фитопатология, изучающая заболевания растений, агробиология, изучающая культурные растения и пр.

Растения снабжают все остальные организмы, включая человека, энергией, кислородом и многими другими жизненно необходимыми веществами.

Значение растений в жизни человека связано с областью их применения.

Пищевые растения. Особенно здесь важны хлебные злаки: пшеница, рис и др.; овощные культуры: картофель, капуста, свекла, морковь и др.

Плодовые растения. К этой группе растений относятся ягодники (смородина, крыжовник, малина и др.); плодовые деревья и кустарники (яблони, груши, сливы, вишни, виноград и др.); цитрусовые (апельсины, лимоны, мандарины). Все эти группы растений, прежде всего, являются витаминоносными растениями и содержат многие другие биологически активные вещества. Зернобобовые растения, такие как горох, фасоль, соя играют значительную роль в пищевом рационе народов мира. Довольно широко используются человеком масличные растения: подсолнечник, оливки, лен. Особое место принадлежит сахароносам: сахарному тростнику и свёкле. Из других групп растений следует назвать прядильные или волокнистые, дубильные, красильные, эфирномасличные, каучуконосные растения, растения, дающие древесину.

С самых древних времен человеком используются лекарственные растения. У разных народов в разных странах в качестве целебных используются около 20000 видов растений. Значительно меньше видов лекарственных растений являются официнальными. На территории РФ произрастает 139 видов лекарственных растений, включенных в Государственный реестр лекарственных средств и изделий медицинского назначения (1994). Фармакогностические характеристики этих видов лекарственных растений изучаются в курсе фармакогнозии.

Следует упомянуть и о декоративных растениях, многие из которых введены в культуры и украшают сады и парки. Именно эти растения определяют эстетическое восприятие мира человеком.