בוטניקה
היסטוריה > בוטניקה מודרנית

בהתבסס על תאוריית התורשה של גנים-כרומוזומים שמקורה בגרגור מנדל (1822–1884), הראה אוגוסט וייסמן (1834–1914) שהתורשה מתרחשת רק דרך תאי רבייה, ואילו תאים אחרים אינם יכולים להעביר תכונות תורשתיות. עבודתה של קתרין אסאו (אנ') (1898–1997) על אנטומיית הצמחים היא עדיין הבסיס העיקרי של הבוטניקה המודרנית. ספריה Plant Anatomy ו-Anatomy of Seed Plants היו טקסטים מרכזיים בביולוגיה מבנית של צמחים במשך יותר מחצי מאה.
הדיסציפלינה של אקולוגיית צמחים (אנ') פותחה בסוף המאה ה-19 על ידי בוטנאים כמו יוגניוס וורמינג (אנ'), שהעלה את ההשערה שצמחים יוצרים קהילות (אנ'), ומורו ויורשו כריסטן ראונקיאר (אנ') שהמערכת שלו לתיאור צורות החיים של הצומח עדיין בשימוש היום. התפיסה לפיה ההרכב של קהילות צמחים כמו יער רחב עלים  משתנה בתהליך של סוקצסיה פותח על ידי הנרי צ'נדלר קאולס (אנ'), ארתור טנסלי ופרדריק קלמנטס. לקלמנטס מיוחס הרעיון של צמחיית קליימקס כצמחייה המורכבת ביותר שסביבה יכולה לתמוך בה, וטנסלי הביא את הרעיון של מערכת אקולוגית לביולוגיה. בהתבסס על עבודתו הקודמת הנרחבת של אלפונס דה קנדולה (אנ'), הפיק ניקולאי ואווילוב (1887–1943) תיאורים של הביוגאוגרפיה, מרכזי התפוצה וההיסטוריה האבולוציונית של צמחים בעלי חשיבות כלכלית.
במיוחד מאז אמצע שנות ה-60 של המאה ה-20 חלה התקדמות בהבנת הפיזיקה של תהליכים פיזיולוגיים בצמחים כמו דיות (טרנספירציה, הובלה של מים בתוך רקמות צמחיות), התלות בטמפרטורה של קצב התאיידות המים מפני העלים ודיפוזיה מולקולרית (אנ') של אדי מים ופחמן דו-חמצני דרך הפיוניות. התפתחויות אלו, יחד עם שיטות חדשות למדידת גודל הפיוניות וקצב הפוטוסינתזה, אפשרו תיאור מדויק של קצבי חילופי הגזים (אנ') בין הצמחים לאטמוספירה. חידושים בניתוח סטטיסטי מאת רונלד פישר, פרנק ייטס ואחרים במכון רוטאמסטד (אנ') אפשרו תכנון ניסיוני רציונלי וניתוח נתונים במחקר בוטני. הגילוי והזיהוי של ההורמון הצמחי אוקסין על ידי קנת ת'ימאן (אנ') בשנת 1948 אפשרו ויסות של גידול צמחים על ידי כימיקלים חיצוניים. האוקסין הסינתטי 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (אנ') היה אחד מקוטלי העשבים הסינתטיים המסחריים הראשונים.
ההתפתחויות במאה ה-20 בביוכימיה של צמחים הונעו על ידי טכניקות מודרניות של אנליזת כימיה אורגנית, כגון ספקטרוסקופיה, כרומטוגרפיה ואלקטרופורזה. עם התפתחותן של ביולוגיה מולקולרית, גנומיקה, פרוטאומיקה ומטבולומיקה (אנ'), הקשר בין גנום הצמח ורוב ההיבטים של הביוכימיה, הפיזיולוגיה, המורפולוגיה וההתנהגות של צמחים ניתנים לניתוח ניסיוני מפורט. התפיסה, שגובשה במקור על ידי גוטליב הברלנדט (אנ') בשנת 1902, לפיה כל תאי הצמח הם טוטיפוטנטיים (אנ') וניתנים לגידול אין ויטרו (במבחנה}, אפשרה בסופו של דבר את השימוש בהנדסה גנטית באופן ניסיוני כדי לזהות גן או גנים האחראים לתכונה ספציפית, או להוסיף גנים כגון GFP שמדווחים מתי מתבטא גן מסוים. טכנולוגיות אלו מאפשרות שימוש ביוטכנולוגי בצמחים שלמים או בתרביות תאים צמחיים הגדלים בביוריאקטורים כדי לסנתז חומרי הדברה, אנטיביוטיקה או תרופות אחרות, כמו גם יישום מעשי של גידולים מהונדסים גנטית (אנ') המיועדים לתכונות כגון שיפור יבול.
המורפולוגיה המודרנית מזהה רצף בין הקטגוריות המורפולוגיות העיקריות של שורש, גזע (קאולומה), עלה (פילום) וטריכומה. יתר על כן, היא מדגישה דינמיקה מבנית. הסיסטמטיקה המודרנית שואפת לשקף ולגלות קשרים פילוגנטיים בין צמחים. פילוגנטיקה מולקולרית (אנ') מודרנית מתעלמת במידה רבה ממאפיינים מורפולוגיים, תוך הסתמכות על רצפי DNA כנתונים. אנליזה מולקולרית של רצפי דנ"א מרוב משפחות הצמחים הפורחים אפשר ל- Angiosperm Phylogeny Group (אנ') לפרסם בשנת 1998 פילוגנטיקה של צמחים פורחים, ועונה על רבות מהשאלות על יחסים בין משפחות ומינים של בעלי פרחים.