Значение растений в жизни человека и в природе. Роль растений в природе и жизни человека

Растения нас кормят, одевают, согревают, радуют взор в комнатных коллекциях, букетах и флористических композициях. Виды, составляющие зеленое убранство нашей планеты, способны к образованию органических соединений с выделением в атмосферу Земли кислорода. Велико значение растений в жизни человека, в природе, хозяйственной деятельности населения. Рассмотрим основные направления практического использования и познавательную роль этой большой группы живых организмов.

Зеленое чудо природы

Растения можно встретить повсюду: в лесу, поле, на дне океана, в капле воды и на вершине горы. Среди этой группы живых существ выделяются одноклеточные и многоклеточные организмы. Наука, изучающая растения, их строение, распространение и систематику, — ботаника. Совокупность всех видов растений, которые встречаются на определенной территории, — это флора.

Существуют три жизненные формы. Они отличаются по внешнему виду: деревья, кустарники и травы. Различная продолжительность жизни характерна для однолетников, двулетников и многолетников. Есть на Земле большая группа споровых организмов — это водоросли, мхи, плауны, папоротники. К семенным относятся голосеменные и цветковые. Эти растения используются человеком с незапамятных времен.

Русский ученый К. А. Тимирязев писал, что зеленые клетки действуют как «Прометей, похитивший огонь с неба». Лучи Солнца словно законсервированы в энергии созданных растениями органических веществ. Тимирязев, изучавший хлорофилл и роль растений в природе и жизни человека, назвал зеленых обитателей планеты «посредниками между небом и землей». Ученый подразумевал процесс образования в зеленых клетках сахара и крахмала — фотосинтез. Это греческое слово в переводе означает «соединение на свету» и относится к особому способу питания — автотрофному. Живые существа-автотрофы создают из неорганических веществ органические соединения при помощи энергии света (Солнца или искусственного освещения). Организмы людей и животных не приспособлены к такому процессу, поэтому нуждаются в растениях.

Фотосинтез

Корни поглощают из почвы воду и минеральные соли, через микроскопические отверстия в листьях проникает углекислый газ из воздуха. Эти неорганические вещества в результате химических реакций фотосинтеза входят в состав сахара и крахмала. Процесс обусловил непреходящее значение растений в природе и жизни человека. Суть фотосинтеза отражает схема: 6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂. Происходят в растениях и другие химические реакции, образуются разные вещества (крахмал, целлюлоза, белки, жиры, лигнин, витамины, смолы и многие другие). Они потребляются самим растением, важны в рационе и лечении человека, его четвероногих друзей — животных.

Роль растений в природе и жизни человека

Автотрофные существа важны для всей жизни на Земле. Значение растений определяется следующими особенностями химических процессов в зеленых клетках:

• способ питания, при котором поглощается, используется для реакций энергия света;
• выделение кислорода, необходимого для дыхания человека, животных и самих растений;
• образование органических веществ;
• поглощение углекислого газа, большое содержание которого вредно для человека и животных.

На Земле происходит обмен веществами и энергией в отдельных сообществах и в масштабах всей планеты. Существуют короткие и длинные пищевые цепочки, они образуют сети питания:

• лесные травы → заяц → лиса;
• нектар и пыльца цветков → пчелы → осоед (птица);
• клевер → теленок → человек.

Значение зеленых растений в природе и жизни человека — участие в круговоротах воды, кислорода, азота, углекислого газа и других соединений. Например, многоклеточные живые существа не способны к усвоению молекул азота из воздуха и почвы. Элемент необходим для создания белка — важнейшего «строительного материала» и питательного вещества.

На корнях бобовых растений образуются клубеньки, состоящие из азотфиксирующих бактерий. Они усваивают азот, который содержится в воздухе, наполняющем пустоты в почве, превращают его в соединения, доступные для бобовых растений. Это симбиоз — полезное сотрудничество разных живых существ. Когда растения отмирают, почва обогащается соединениями азота, они могут усваиваться живыми корнями. Для человека бобовые культуры — важный источник белка. В сельском хозяйстве они используются в качестве зеленого удобрения.

Зеленые растения и состав воздуха

Значение растений в природе и жизни человека очень многообразно. Так, фотосинтез, азотфиксация и транспирация (выделение водяного пара листьями) влияют на состав воздуха. Испарение помогает зеленому организму уберечься от перегревания. Благодаря растениям, воздух более свежий, чистый, прохладный и влажный:

• зеленые клетки на свету поглощают из атмосферы углекислый газ и выделяют кислород;
• листья способны к транспирации, регулируют содержание водяного пара в окружающем воздухе;
• растения задерживают пыль, сажу и другие загрязнения, вредные для человека;
• фитонциды, выделяемые листьями, губительно действуют на болезнетворные микроорганизмы.

Познавательное значение растений в жизни человека

Ископаемые остатки спор, пыльцы, отпечатки листьев и окаменевшая древесина позволяют ученым выяснить, какой была природа миллионы лет назад, делать выводы об изменении жизни на Земле. По годичным кольцам в древесине можно судить о климате в разные годы. Есть растения-барометры, они распускаются в солнечную погоду и закрывают цветки перед ненастьем. На листьях каллы, бальзамина перед дождем появляются капельки воды. Растения часто используются в опытах представителями разных отраслей науки. Например, экологи, изучая химический состав клеток и тканей, судят о загрязнении среды обитания.

Растения служат материалом для селекционной работы, для исследования способов передачи наследственной информации. Есть курьезные случаи, когда растения непреднамеренно использовали в опытах и совершали важные открытия. Например, англичанин Роберт Бойль случайно открыл индикаторы, капнув химикатами на садовые фиалки в вазе. Растения служат прообразом для создания сложных технических устройств, инженерных конструкций (бионика).

Растения и промышленность

Зеленые клетки действуют как аккумуляторы солнечной энергии. Она запасается в химических связях органических молекул. Леса, покрывавшие землю в далекие геологические эпохи, дали начало залежам каменного угля. К ископаемым продуктам фотосинтеза также относятся нефть, торф, природный газ, горючие сланцы.

Разнообразие растений, значение растений в жизни человека связаны с широким применением на предприятиях пищевой, лесохимической, целлюлозно-бумажной, текстильной, фармацевтической и других отраслей промышленности. Продукты лесозаготовки — ценное сырье для производства мебели, стройматериалов, гидролизного спирта, камфары и других веществ. По скромным подсчетам, человечество знает 20 тыс. способов применения древесины. Наиболее древние — сжигание для получения тепла, возведение построек, заборов, производство бумаги.

Ценным сырьем для промышленности являются волокнистые сельскохозяйственные культуры (хлопчатник, лен, джут, конопля и другие). Источником получения натурального каучука служит тропическое дерево гевея. Парфюмерия, косметика не обходятся без эфиромасличных растений.

Сельское хозяйство и озеленение

Значение растений в жизни человека связано с использованием в пищу, для производства продуктов питания, украшения населенных пунктов и помещений. По видам сельскохозяйственного использования выделяют следующие группы:

• злаковые культуры (пшеница, рис, ячмень, рожь, кукуруза и другие);
• зернобобовые (горох, соя, фасоль, бобы);
• плодово-ягодные (яблоня, вишня, смородина, малина и другие);
• сахаристые (сахарный тростник, сахарная свекла);
• овощные (томат, огурец, перец и другие);
• масличные (подсолнечник, рапс, лен);
• декоративные (сирень, роза, хризантема, астра и другие).

Зерновые и зернобобовые культуры

Пищевое значение растений в жизни человека трудно переоценить. Ученые подсчитали, что примерно 2/3 рациона населения разных стран составляют продукты растительного происхождения. К полезным веществам относятся белки, углеводы, жиры, витамины, органические кислоты.

Растения употребляются в пищу в свежем и переработанном виде целиком или только их отдельные части. Значительная концентрация питательных веществ отмечена в зернах хлебных злаков. Это универсальный источник углеводов, белков и жиров. Из зерен получают муку для выпечки хлебобулочных изделий, производят макаронную и крупяную продукцию. Ценятся в кулинарии и диетическом питании семена зернобобовых растений.

Овощные, плодово-ягодные и сахароносные культуры

Растения накапливают органические соединения про запас в плодах, луковицах и клубнях, реже — в стеблях, листьях и корневищах. Значение растений в жизни и питании человека определяется тем набором соединений, которые запасаются в сочных частях. Больше всего клеточного сока с витаминами и другими растворенными веществами содержится в плодах, луковицах, клубнях и листьях овощей, фруктовых деревьев и ягодных культур.

Во время тепловой обработки разрушаются некоторые ценные соединения, например витамины. Поэтому врачи-диетологи рекомендуют больше потреблять свежих овощей и фруктов. Есть группы людей, полностью перешедших на питание растениями — вегетарианцы и веганы.

Значение растений в жизни человека заключается в богатстве витаминного набора. Плоды, листья, корневища и семена содержат многие важные соединения. Больше всего в растениях витаминов, которые относятся к группам А, В, С, Е, К. Это вещества, регулирующие обмен веществ в зеленом организме, а также в теле человека, животного. Отсутствие или недостаток биологических катализаторов приводит к заболеваниям. Например, нехватка витамина С, которым богаты свежие овощи и фрукты, вызывает поражение десен и всего организма человека — цингу. Бороться с гипо- и авитаминозами сложно, легче предотвратить эти нежелательные состояния, потребляя свежую растительную продукцию.

Выращивают культуры, накапливающие в органах значительное количество сладкого сока; его сгущают, выпаривают и получают сахар. Жирные кислоты семян и плодов важны как составные части пищевых масел. Вино, пиво, чай, кофе, какао и фруктовые соки получают из плодов, ягод, овощей, семян и листьев.

Лекарственные растения

Кроме вышеперечисленных направлений, характеризующих роль растений в жизни человека, есть альтернативная медицина, использующая дикорастущее и культурные виды. Лекарственные растения содержат важные с медицинской точки зрения соединения:

• алкалоиды и гликозиды — оказывают регулирующее влияние на деятельность органов и систем;
• дубильные вещества — обладают вяжущими и антимикробными свойствами;
• витамины и микроэлементы — незаменимы для обмена веществ;
• эфирные масла — оказывают противовоспалительное и дезинфицирующее воздействие;
• органические кислоты — влияют на пищеварение, состояние кожи, волос;
• флавоноиды — регулируют прочность кровеносных сосудов;
• фитонциды — действуют против микробов.

Таким образом, роль растений в жизни человека заключается в способности синтезировать вещества, необходимые для жизнедеятельности. Медикаменты, получаемые из растительного сырья, действуют мягче, редко оказывают побочные воздействия, по сравнению с синтетическими веществами. Лечебные свойства присущи сотням представителей флоры, особенно ценятся следующие виды:

• береза европейская (почки, листья, береста, сок);
• шиповник коричный (ложные плоды);
• подорожник большой (листья);
• валериана лекарственная (корень);
• ромашка аптечная (соцветия);
• липа мелколистная (цветки).

Без растений немыслимо существование человечества, поэтому зеленое убранство планеты нуждается в рациональном использовании, бережном отношении и возобновлении.