История биологии с начала XX века до наших дней

Для развития мировой физиологии растений первых десятилетий XX в. характерно усиление биохимического подхода к решению многих проблем, особенно дыхания и фотосинтеза. В нашей стране начиная с 30-х годов, характер физиологических исследований несколько изменился: изучение внутренней организации физиологических процессов в значительной мере уступило место вопросам экологии и растениеводства, сближающим фитофизиологию с насущными запросами земледелия. В странах Западной Европы развитие физиологии растений шло преимущественно в биохимическом направлении. Однако в конце 50-х годов советские физиологи растений возродили традиции А.Н. Баха, В.И. Палладина и С.П. Костычева, обратившись к углубленному изучению биохимических механизмов физиологических процессов.

За последние два десятилетия фитофизиология заняла ведущее место в ботанике. Об этом свидетельствует хотя бы увеличение удельного веса сообщений по физиологической проблематике на VIII–XI Международных ботанических конгрессах в Париже (1954), Монреале (1959), Эдинбурге (1964) и в Торонто (1969). Физиологический подход глубоко проник в такие ботанические дисциплины, как анатомия, цитология, фитоценология, фитопатология, микология, альгология и ряд областей прикладной ботаники. Даже морфология и систематика растений, всегда служившие классическим примером описательных наук, теперь по характеру и уровню экспериментов почти не отличаются от физиологии растений.

Изменился и характер самих физиологических работ. Совершенствование приемов исследований позволило фитофизиологам, не ограничиваясь описанием внешних проявлений ряда биохимических процессов, их исходных и конечных продуктов, вскрыть механизм различных форм обмена веществ, лежащих в основе питания, роста, размножения и реагирования на условия существования.

В современных фитофизиологических экспериментах широко используются методы радиоактивных и стабильных изотопов, различных видов хроматографии и электрофореза, приемов очистки и разделения на ионообменных смолах, ультрафиолетовой и инфракрасной спектроскопии, масс-спектрометрии, ультрацентрифугирования, электронной микроскопии, микрокалориметрирования и т. д. Успешному изучению физиологических процессов способствовало также создание специальных помещений: искусственного климата — фитотронов, исключающих возможность случайного воздействия нежелательных метеорологических факторов и позволяющих быстро и точно изучать реакции растений в легко воспроизводимых и контролируемых условиях. Первый фитотрон был построен в 1949 г. при Калифорнийском технологическом институте в г. Пасадена. За последующие полтора десятилетия вступило в строй еще несколько сооружений такого типа, в том числе в 1957 г. в Институте физиологии растений им. К.А. Тимирязева АН СССР в Москве, а в 1963 г. во Французском национальном исследовательском центре в Жиф-сюр-Иветт.

Фитотрон в Жиф-сюр-Иветт (Франция).

Прогресс физиологии растений связан и с успехами смежных наук — биохимии, биофизики, цитологии и др. Так, данные, полученные биохимиками в 40-50-х годах о ферментных системах таких сложных процессов, как дыхание, брожение, фотосинтез и азотистый обмен, а также о принципах передачи энергии при различных формах обмена веществ, открыли перед физиологами растений большие возможности в исследованиях этих процессов. В настоящее время биохимия столь тесно сблизилась с физиологией растений, что разграничить эти области знаний иногда не представляется возможным.

Продолжая расширять и углублять традиционные связи с физикой и химией, биохимией и физической химией, анатомией и цитологией, экологией и микробиологией, агрохимией и почвоведением, физиология растений в последнее десятилетие вступила в тесный контакт с математикой, биофизикой, геохимией, генетикой и исследованиями на молекулярном уровне, что уже привело к решению некоторых вопросов, связанных с изучением роста, дифференциации, развития растений и действием на них веществ регуляторного характера.

Однако, несмотря на проникновение в тончайшие структуры и механизмы физиологических процессов, протекающих в органах, клетках и органеллах, в поле зрения исследователей остается весь растительный организм в целом.