Rostlina - Plant

Rostliny Časová řada: Mesoproterozoikum – přítomen Pha. Proterozoikum Archean Neměl
Vědecká klasifikace
Doména:	Eukaryota
(bez hodnocení):	Diaphoretickes
(bez hodnocení):	Archaeplastida
Království:	Plantae Sensu Copeland, 1956
Superdivize
Chlorokybophyta Mesostigmatophyta Spirotaenia Chlorobionta Kenrick & Crane 1997 Chlorophyta Streptobionta Kenrick & Crane 1997 Klebsormidiophyceae Charophyta (kameny) ?Chaetosphaeridiales Coleochaetophyta Zygnematophyta Embryophyta Engler, 1892 (suchozemské rostliny) Marchantiophyta (játrovky) Bryophyta (mechy) Anthocerotophyta (hornworts) †Horneophyta †Aglaophyta Tracheophyta (cévnaté rostliny)
Synonyma
Viridiplantae Cavalier-Smith 1981[1] Chlorobionta Jeffrey 1982, emend. Bremer 1985, emend. Lewis a McCourt 2004[2] Chlorobiota Kenrick a Crane 1997[3] Chloroplastida Adl a kol., 2005 [4] Phyta Barkley 1939 opravit. Holt & Uidica 2007 Cormophyta Endlicher, 1836 Cormobionta Rothmaler, 1948 Euplanta Barkley, 1949 Telomobionta Takhtajan, 1964 Embryobionta Cronquist a kol., 1966 Metafyta Whittaker, 1969

Rostliny jsou hlavně mnohobuňečný organismy, převážně fotosyntetický eukaryoty z království Plantae. Historicky se s rostlinami zacházelo jako s jedním ze dvou království, včetně všeho živého, co nebylo zvířata, a všechno řasy a houby byly považovány za rostliny. Všechny současné definice Plantae však vylučují houby a některé řasy, jakož i prokaryoty (dále jen archaea a bakterie ). Podle jedné definice tvoří rostliny clade Viridiplantae (Latinský název pro "zelené rostliny"), skupina zahrnující kvetoucí rostliny, jehličnany a další gymnospermy, kapradiny a jejich spojenci, hornworts, játrovky, mechy a zelené řasy, ale vylučuje Červené a hnědé řasy.

Zelené rostliny získávají většinu své energie z sluneční světlo přes fotosyntéza primárně chloroplasty které jsou odvozeny od endosymbióza s sinice. Jejich chloroplasty obsahují chlorofyly a a b, což jim dává jejich zelenou barvu. Některé rostliny jsou parazitický nebo mykotrofní a ztratili schopnost produkovat normální množství chlorofylu nebo fotosyntetizovat, ale stále mají květiny, plody a semena. Rostliny se vyznačují sexuální reprodukce a střídání generací, Ačkoli nepohlavní reprodukce je také běžné.

Je jich asi 320 000 druh rostlin, z toho velká většina, asi 260–290 tis., produkují semena.^[5] Zelené rostliny poskytují podstatnou část molekulárního kyslíku na světě,^[6] a jsou základem většiny ekosystémů Země. Rostliny, které produkují obilí, ovoce, a zelenina také tvoří základní lidské potraviny a byly domestikovaný po tisíciletí. Rostliny mají mnoho kulturní a další použití, jako ozdoby, stavební materiál, psací potřeby a ve velké rozmanitosti byli zdroj léků a psychoaktivní drogy. Vědecké studium rostlin je známé jako botanika, pobočka biologie.

Definice

Všechno živé bylo tradičně zařazeno do jedné ze dvou skupin, rostlin a zvířat. Tato klasifikace může pocházet z Aristoteles (384 př. N. L. - 322 př. N. L.), Kteří rozlišovali mezi rostlinami, které se obecně nepohybují, a zvířaty, která jsou často mobilní, aby chytila ​​potravu. Mnohem později, když Linné (1707–1778) vytvořil základ moderního systému vědecká klasifikace, se tyto dvě skupiny staly království Vegetabilia (později Metaphyta nebo Plantae) a Animalia (nazývané také Metazoa). Od té doby se ukázalo, že rostlinná říše, jak byla původně definována, zahrnovala několik nesouvisejících skupin a houby a několik skupin řasy byli přemístěni do nových království. Tyto organismy jsou však stále často považovány za rostliny, zejména v populárních kontextech.^{[Citace je zapotřebí ]}

Termín „rostlina“ obecně implikuje držení následujících znaků: mnohobuněčnost, držení buněčných stěn obsahujících celulóza a schopnost provádět fotosyntézu s primárními chloroplasty.^[7][8]

Aktuální definice Plantae

Pokud se název Plantae nebo rostlina používá pro určitou skupinu organismů nebo taxon, obvykle odkazuje na jeden ze čtyř konceptů. Od nejméně po nejvíce inkluzivní jsou tyto čtyři seskupení:

Dalším způsobem, jak se dívat na vztahy mezi různými skupinami, které se nazývají „rostliny“, je a kladogram, což ukazuje jejich evoluční vztahy. Ty ještě nejsou zcela urovnány, ale jeden přijatý vztah mezi třemi výše popsanými skupinami je uveden níže^{[je zapotřebí objasnění ]}.^{[16][17][18][19][20][21][22]} Ty, kterým se říká „rostliny“, jsou zvýrazněny tučně (některé menší skupiny byly vynechány).

Způsob, jakým jsou skupiny zelených řas kombinovány a pojmenovány, se mezi autory značně liší.

Řasy

Zelené řasy z Ernst Haeckel je Kunstformen der Natur, 1904.

Řasy zahrnují několik různých skupin organismů, které produkují potravu fotosyntézou, a proto byly tradičně zahrnuty do rostlinné říše. The mořské řasy sahají od velkých mnohobuněčných řas po jednobuněčné organismy a jsou rozděleny do tří skupin, tzv zelené řasy, červené řasy a hnědé řasy. Existují dobré důkazy o tom, že hnědé řasy se vyvinuly nezávisle na ostatních, z nefotosyntetických předků, kteří vytvářeli spíše endosymbiotické vztahy s červenými řasami než ze sinic, a již nejsou klasifikovány jako zde definované rostliny.^[23][24]

Viridiplantae, zelené rostliny - zelené řasy a suchozemské rostliny - tvoří a clade, skupina skládající se ze všech potomků společného předka. Až na několik výjimek mají zelené rostliny společné následující rysy; hlavní chloroplasty odvozené od sinic obsahujících chlorofyly A a b, buněčné stěny obsahující celulóza a obchody s potravinami ve formě škrob obsažené v plastidech. Podstupují uzavřené mitóza bez centrioly a obvykle mají mitochondrie s plochými cristae. The chloroplasty zelených rostlin je obklopeno dvěma membránami, což naznačuje, že pocházejí přímo z endosymbiotika sinice.

Dvě další skupiny, Rhodophyta (červené řasy) a Glaucophyta (řasy glaukofytu), mají také primární chloroplasty, které se zdají být odvozeny přímo z endosymbiotik sinice, i když se liší od Viridiplantae pigmenty, které se používají při fotosyntéze, a liší se tedy barvou. Tyto skupiny se také liší od zelených rostlin v tom, že jde o zásobní polysacharid floridský škrob a je uložen spíše v cytoplazmě než v plastidech. Zdá se, že měli společný původ s Viridiplantae a tři skupiny tvoří clade Archaeplastida, jehož název naznačuje, že jejich chloroplasty byly odvozeny z jediné dávné endosymbiotické události. Toto je nejširší moderní definice pojmu „rostlina“.

Naproti tomu většina ostatních řas (např. hnědé řasy / rozsivky, haptophyty, dinoflageláty, a euglenidi ) mají nejen různé pigmenty, ale také chloroplasty se třemi nebo čtyřmi okolními membránami. Nejsou blízkými příbuznými Archaeplastidy, pravděpodobně získali chloroplasty odděleně od požitých nebo symbiotických zelených a červených řas. Nejsou tedy zahrnuty ani v nejširší moderní definici rostlinné říše, ačkoli tomu tak bylo v minulosti.

Zelené rostliny nebo Viridiplantae byly tradičně rozděleny na zelené řasy (včetně kamenů) a suchozemské rostliny. Nyní je však známo, že suchozemské rostliny se vyvinuly ze skupiny zelených řas, takže samotné zelené řasy jsou paraphyletic skupina, tj. skupina, která vylučuje některé z potomků společného předka. Parafyletickým skupinám se v moderních klasifikacích obecně vyhýbáme, takže při nedávné léčbě byly Viridiplantae rozděleny do dvou subtypů, Chlorophyta a Streptophyta (včetně suchozemských rostlin a Charophyta).^[25][26]

Chlorophyta (název, který se také používá pro Všechno zelené řasy) jsou sesterskou skupinou charofytů, ze kterých se vyvinuly suchozemské rostliny. Existuje asi 4300 druhů,^[27] hlavně jednobuněčné nebo mnohobuněčné mořské organismy, jako je mořský salát, Ulva.

Druhou skupinou v rámci Viridiplantae jsou převážně sladkovodní nebo suchozemské Streptophyta, které se skládají z suchozemských rostlin spolu s Charophyta, která se skládá z několika skupin zelených řas, jako je desmids a kamenné. Řasy streptophytu jsou buď jednobuněčné, nebo tvoří mnohobuněčná vlákna, rozvětvená nebo nerozvětvená.^[26] Rod Spirogyra je vláknitá streptophytová řasa, kterou mnozí znají, protože se často používá ve výuce a je jedním z organismů odpovědných za řasovou "spodinu" na rybnících. Sladkovodní kamenné silně připomínají suchozemské rostliny a jsou považovány za jejich nejbližší příbuzné.^{[Citace je zapotřebí ]} Rostou ponořené ve sladké vodě a sestávají z centrální stonky s přesleny větviček.

Houby

Linné Původní klasifikace umístila houby na planetu, protože nepochybně nebyla ani zvířaty, ani minerály, a to byly jediné další alternativy. S vývojem v 19. století v mikrobiologie, Ernst Haeckel představil vedle Plantae a Animalia nové království Protista, ale zda kontroverzní byly houby nejlépe umístěné na Plantae nebo zda by měly být překlasifikovány na protisty. V roce 1969 Robert Whittaker navrhl vytvoření království Houby. Molekulární důkazy od té doby ukázaly, že poslední společný předek (concoror), z hub byl pravděpodobně více podobný tomu z Animalia než s Plantae nebo jiným královstvím.^[28]

Whittakerova původní klasifikace byla založena na zásadním rozdílu ve výživě mezi houbami a plantaami. Na rozdíl od rostlin, které obecně získávají uhlík fotosyntézou, a tzv autotrofy, houby neobsahují chloroplasty a obecně získávají uhlík rozkladem a absorpcí okolních materiálů, a tak se nazývají heterotrofní saprotrofy. Kromě toho se substruktura mnohobuněčných hub liší od rostlin, přičemž má podobu mnoha chitinových mikroskopických vláken nazývaných hyfy, které mohou být dále rozděleny na buňky nebo mohou tvořit a syncytium obsahující mnoho eukaryotický jádra. Plodnice, z toho houby jsou nejznámějším příkladem, jsou reprodukční struktury hub a jsou na rozdíl od jiných struktur produkovaných rostlinami.^{[Citace je zapotřebí ]}

Rozmanitost

Níže uvedená tabulka ukazuje odhady počtu druhů různých divizí zelených rostlin (Viridiplantae). Asi 85–90% všech rostlin tvoří kvetoucí rostliny. Několik projektů se v současné době pokouší shromáždit všechny druhy rostlin v online databázích, např. the Světová flóra online a Světové rostliny oba uvádějí asi 350 000 druhů.^[29][30]

Pojmenování rostlin se řídí Mezinárodní kód nomenklatury pro řasy, houby a rostliny a Mezinárodní kód nomenklatury pro pěstované rostliny (vidět taxonomie pěstovaných rostlin ).

Vývoj

Vývoj rostlin má za následek zvýšení úrovně složitosti, od nejranějšího řasové rohože, přes mechorosty, lykožruti, kapradiny do komplexu gymnospermy a krytosemenné rostliny dneška. Rostliny ve všech těchto skupinách nadále prospívají, zejména v prostředích, ve kterých se vyvinuly.

Na zemi se vytvořila spodina řas 1,200 před miliony let, ale to nebylo až do Ordovické období, kolem 450 před miliony let, že se objevily pozemní rostliny.^[41] Nové důkazy ze studia poměrů izotopů uhlíku v prekambrických horninách však naznačují, že se na Zemi vyvinuly složité fotosyntetické rostliny přes 1000 m.r.^[42] Již více než století se předpokládá, že předkové suchozemských rostlin se vyvinuli ve vodním prostředí a poté se přizpůsobili životu na zemi, což se obvykle připisuje botanikovi Frederick Orpen Bower ve své knize z roku 1908 Původ suchozemské flóry. Nedávný alternativní pohled, podporovaný genetickými důkazy, je ten, že se vyvinuli z pozemských jednobuněčných řas,^[43] a že dokonce i společný předek červených a zelených řas a jednobuněčných sladkovodních řas glaukofyty, vznikly v suchozemském prostředí ve sladkovodních biofilmech nebo mikrobiálních podložkách.^[44] Pozitivní rostlinky se začaly diverzifikovat pozdě Silurian období, kolem 420 před miliony leta výsledky jejich diverzifikace jsou v rané fázi zobrazeny pozoruhodně podrobně Devonský fosilní shromáždění z Rhynie chert. Tento rohovec uchoval rané rostliny v celulárních detailech, zkamenělé ve vulkanických pramenech. Uprostřed devonského období je přítomna většina rysů rozpoznaných v dnešních rostlinách, včetně kořenů, listů a druhotného dřeva, a v pozdních devonských dobách se vyvinula semena.^[45] Pozdně devonské rostliny tak dosáhly stupně propracovanosti, který jim umožnil vytvářet lesy vysokých stromů. Evoluční inovace pokračovaly v karbonských a pozdějších geologických obdobích a probíhají dodnes. Většina skupin rostlin byla relativně nezraněná Událost vyhynutí permotriasu, ačkoli se struktury komunit změnily. To mohlo připravit půdu pro vývoj kvetoucích rostlin v triasu (~200 před miliony let), který explodoval v křídě a třetihorách. Poslední významnou skupinou rostlin, které se vyvinuly, byly trávy, které se staly důležitými ve středních třetihorách, z okolí 40 před miliony let. Trávy, stejně jako mnoho dalších skupin, vyvinuly nové mechanismy metabolismu, aby přežily minimum CO
2 a teplé a suché podmínky tropů za poslední 10 miliony let.

Navrhl se rok 1997 fylogenetický strom Plantae, po Kenrickovi a Craneovi,^[46] je následující, s úpravou Pteridophyta od Smitha et al.^[47] The Prasinophyceae plocha paraphyletic seskupení raných divergujících linií zelených řas, ale jsou považovány za skupinu mimo Chlorophyta:^[48] pozdější autoři tento návrh neřídili.

Novější navrhovaná klasifikace následuje Leliaert et al. 2011^[49] a upraveno programem Silar 2016^{[20][21][50][51]} pro zelené řasy a Novíkov & Barabaš-Krasni 2015^[52] pro clade rostlin. Všimněte si, že Prasinophyceae jsou zde umístěny uvnitř Chlorophyta.

Později byla navržena fylogeneze založená na genomech a transkriptomech z 1153 druhů rostlin.^[53] Ukládání skupin řas je podporováno fylogeniemi založenými na genomech z Mesostigmatophyceae a Chlorokybophyceae, které byly od té doby sekvenovány.^[54][55] Klasifikaci mechorostů podporuje Puttick et al. 2018,^[56] a fylogeniemi zahrnujícími genomy hornwort, které byly také od té doby sekvenovány.^[57][58]

Embryofyty

Dicksonia antarctica, druh stromová kapradina

Rostliny, které jsou nám pravděpodobně nejznámější, jsou mnohobuňečný suchozemské rostliny, tzv embryofyty. Embryofyty zahrnují cévnatých rostlin, jako jsou kapradiny, jehličnany a kvetoucí rostliny. Zahrnují také mechorosty, z toho mechy a játrovky jsou nejčastější.

Všechny tyto rostliny mají eukaryotický buňky s buněčné stěny složen z celulóza a většina získává svou energii prostřednictvím fotosyntéza, použitím světlo, voda a oxid uhličitý syntetizovat jídlo. Asi tři sta druhů rostlin se nesyntetizuje, ale jsou paraziti na jiných druzích fotosyntetických rostlin. Embryofyty se odlišují od zelené řasy, které představují způsob fotosyntetického života podobný druhu, o kterém se předpokládá, že se z něj vyvinuly moderní rostliny, tím, že mají specializované reprodukční orgány chráněné nereprodukčními tkáněmi.

Bryofyty se poprvé objevily na počátku Paleozoikum. Žijí hlavně na stanovištích, kde je po významnou dobu k dispozici vlhkost, i když některé druhy, jako např Targionia, jsou odolné vůči vysychání. Většina druhů mechorostů zůstává po celou dobu svého života malá. To zahrnuje střídání dvou generací: a haploidní etapa, tzv gametofyt a diploidní etapa, tzv sporofyt. U mechorostů je sporofyt vždy nerozvětvený a zůstává nutričně závislý na svém původním gametofytu. Embryofyty mají schopnost vylučovat a pokožka na jejich vnějším povrchu voskovitá vrstva, která poskytuje odolnost proti vysychání. V mechy a hornworts kutikula se obvykle produkuje pouze na sporofytech. Stomata chybí v játrech, ale vyskytují se na sporangiích mechů a hornwort, což umožňuje výměnu plynu.

Cévnaté rostliny se poprvé objevily během Silurian období a Devonský diverzifikoval a rozšířil se do mnoha různých pozemských prostředí. Vyvinuli řadu adaptací, které jim umožnily šířit se do stále suchějších míst, zejména do vaskulárních tkání xylem a phloem, které transportují vodu a jídlo do celého organismu. Během devonu se také vyvinuly kořenové systémy schopné přijímat půdní vodu a živiny. V moderních cévnatých rostlinách je sporofyt typicky velký, rozvětvený, nutričně nezávislý a dlouhověký, stále však přibývá důkazů, že paleozoické gametofyty byly stejně složité jako sporofyty. Gametofyty všech skupin cévnatých rostlin se vyvinuly, aby se zmenšily jejich velikost a význam v životním cyklu.

V semenných rostlinách mikrogametofyt je redukován z mnohobuněčného volně žijícího organismu na několik buněk v pylovém zrnu a miniaturizován megagametofyt zůstává uvnitř megasporangia, připojený k mateřské rostlině a závislý na ní. Megasporangium uzavřené v ochranné vrstvě zvané integument je známé jako ovule. Po oplodnění pomocí spermií produkovaných pyl zrna, uvnitř vajíčka se vyvíjí sporofyt embrya. Z kůže se stává semeno a z vajíčka se vyvine semeno. Semenné rostliny mohou přežít a množit se v extrémně suchých podmínkách, protože nejsou závislé na volné vodě pro pohyb spermií nebo na vývoji volně žijících gametofytů.

První semenné rostliny, pteridospermy (semenné kapradiny), nyní vyhynulé, se objevily v devonu a diverzifikovaly se skrz karbony. Byli předky moderny gymnospermy, z nichž jsou dnes rozšířené čtyři přežívající skupiny, zejména jehličnany, které jsou dominantní stromy v několika biomy. Název gymnosperm pochází z řecký složené slovo γυμνόσπερμος (γυμνός gymnos, „nahý“ a σπέρμα sperma, „semeno“), protože vajíčka a následující semena nejsou uzavřena v ochranné struktuře (plodnice nebo plody), nese se však nahá, obvykle na šupinách.

Fosílie

Zkamenělé přihlášení Zkamenělý lesní národní park, Arizona

Tato sekce potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. (Listopadu 2018) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Rostlina fosilie patří kořeny, dřevo, listy, semena, ovoce, pyl, výtrusy, fytolity, a jantar (zkamenělá pryskyřice produkovaná některými rostlinami). Fosilní suchozemské rostliny se zaznamenávají v suchozemských, jezerních, říčních a pobřežních mořských sedimentech. Pyl, výtrusy a řasy (dinoflageláty a akritarchové ) se používají pro datování sekvencí sedimentárních hornin. Zbytky fosilních rostlin nejsou tak běžné jako fosilní zvířata, ačkoli fosilie rostlin jsou v mnoha regionech po celém světě místně hojné.

Nejčasnější fosílie jasně přiřaditelné Kingdom Plantae jsou fosilní zelené řasy z Kambrijský. Tyto fosílie se podobají kalcifikovaný mnohobuňečný členové Dasycladales. Dříve Precambrian jsou známy fosilie, které se podobají jednobuněčným zeleným řasám, ale konečná identita s touto skupinou řas je nejistá.

Nejčasnější fosílie připisované zeleným řasám pocházejí z Precambrian (asi 1200 let).^[59][60] Odolné vnější stěny prasinofyt cysty (známé jako phycomata) jsou dobře zachovány ve fosilních ložiscích Paleozoikum (přibližně 250–540 mya). Vláknitá fosílie (Proterocladus) ze středních neoproterozoických ložisek (asi 750 mya) byla přičítána Cladophorales, zatímco nejstarší spolehlivé záznamy o Bryopsidales, Dasycladales ) a kamenné jsou z Paleozoikum.^[48][61]

Nejstarší známé fosilie embryofytů pocházejí z Ordovik, ačkoli takové fosílie jsou dílčí. Podle Silurian, jsou zachovány fosilie celých rostlin, včetně jednoduché vaskulární rostliny Cooksonia v polovině siluru a mnohem větší a složitější lykofyt Baragwanathia longifolia v pozdním siluru. Od počátku devonu Rhynie chert, podrobné fosilie lykofytů a rhyniofyty bylo zjištěno, že ukazují podrobnosti o jednotlivých buňkách v rostlinných orgánech a symbiotické spojení těchto rostlin s houbami řádu Glomales. The Devonské období také viděl vývoj listů a kořenů a prvního moderního stromu, Archaeopteris. Tento strom s listy připomínajícími kapradiny a kmen s jehličnatým dřevem byl heterosporózní produkovat spory dvou různých velikostí, což je první krok ve vývoji semen.^[62]

The Uhelná opatření jsou hlavním zdrojem Paleozoikum rostlinné fosilie s mnoha skupinami rostlin, které v současné době existují. Nejlepší je sbírat hromady uhelných dolů; uhlí sám o sobě je pozůstatkem zkamenělých rostlin, ačkoli strukturální detail fosilií rostlin je v uhlí zřídka viditelný. V Fosilní háj na Victoria Park v Glasgow Skotsko, pařezy Lepidodendron stromy se nacházejí v původních růstových pozicích.

Zkamenělé pozůstatky jehličnatý strom a krytosemenná rostlina kořeny, stonky a větve může být místně hojný v jezeře a na pobřeží sedimentární horniny z Druhohor a Kenozoikum éry. Sekvoje a jeho spojenci magnólie, dub, a dlaně se často nacházejí.

Zkamenělé dřevo je běžný v některých částech světa a nejčastěji se vyskytuje ve vyprahlých nebo pouštních oblastech, kde je snáze odhalen eroze. Zkamenělé dřevo je často velmi silné silicified (dále jen organický materiál nahrazen oxid křemičitý ) a impregnovaná tkáň je často zachována v jemných detailech. Takové vzorky lze řezat a leštit pomocí lapidárium zařízení. Fosilní lesy zkamenělé dřevo byly nalezeny na všech kontinentech.

Fosílie semenných kapradin, jako jsou Glossopteris jsou široce distribuovány na několika kontinentech Evropy Jižní polokoule, skutečnost, která podpořila Alfred Wegener rané nápady týkající se Kontinentální drift teorie.

Struktura, růst a rozvoj

The list je obvykle primárním místem fotosyntéza v rostlinách.

Většina pevného materiálu v rostlině je převzata z atmosféry. Prostřednictvím procesu fotosyntéza, většina rostlin využívá energii v sluneční světlo převést oxid uhličitý z atmosféry, plus voda, do jednoduchého cukry. Tyto cukry se poté používají jako stavební kameny a tvoří hlavní strukturální složku rostliny. Chlorofyl, zeleně zbarvený, hořčík -obsahující pigment je pro tento proces zásadní; je obecně přítomen v rostlině listy a často i v jiných částech rostlin. Parazitické rostliny na druhé straně využívají zdroje svého hostitele k zajištění materiálů potřebných pro metabolismus a růst.

Rostliny obvykle spoléhají na půdu především na podporu a vodu (v kvantitativním vyjádření), ale také ji získávají sloučeniny z dusík, fosfor, draslík, hořčík a další elementární živiny z půdy. Epifytické a litofytický - rostliny jsou závislé na vzduchu a okolních zbytcích živin a masožravé rostliny doplnit své požadavky na živiny, zejména pro dusík a fosfor, kořistí hmyzem, který zachytí. Pro úspěšný růst většiny rostlin také vyžadují kyslík v atmosféře a kolem jejích kořenů (půdní plyn ) pro dýchání. Rostliny používají kyslík a glukóza (které mohou být vyrobeny ze skladu škrob ) dodávat energii.^[63] Některé rostliny rostou jako ponořené vodní organismy, využívají kyslík rozpuštěný v okolní vodě a několik specializovaných cévnatých rostlin, jako např mangrovy a rákos (Phragmites australis ),^[64] mohou růst se svými kořeny v anoxický podmínky.

Faktory ovlivňující růst

Genom rostliny řídí její růst. Například vybrané odrůdy nebo genotypy pšenice rostou rychle a dozrávají do 110 dnů, zatímco jiné za stejných podmínek prostředí rostou pomaleji a dozrávají do 155 dnů.^[65]

Růst je také určen faktory prostředí, jako jsou teplota, dostupný voda, dostupný světlo, oxid uhličitý a k dispozici živiny v půdě. Jakákoli změna v dostupnosti těchto vnějších podmínek se projeví v růstu rostliny a načasování jejího vývoje.^{[Citace je zapotřebí ]}

Biotické faktory také ovlivňují růst rostlin. Rostliny mohou být tak přeplněné, že žádný jednotlivý jedinec neprodukuje normální růst bílení a chloróza. Optimálnímu růstu rostlin mohou bránit pasoucí se zvířata, neoptimální složení půdy, nedostatek mykorhizní houby a útoky hmyzu nebo choroby rostlin, včetně těch, které způsobují bakterie, houby, viry a hlístice.^[65]

V listnatých listech na podzim není fotosyntéza.

Jednoduché rostliny, jako jsou řasy, mohou mít krátkou délku života jako jednotlivci, ale jejich populace jsou obvykle sezónní. Jednoleté rostliny růst a rozmnožovat se v jednom vegetační období, dvouleté rostliny - rostou po dvě vegetační období a obvykle se množí ve druhém roce a - vytrvalé rostliny žít po mnoho vegetačních období a po zralosti se často množí každý rok. Tato označení často závisí na klimatu a dalších faktorech prostředí. Rostliny, které jsou roční v vysokohorský nebo mírný regiony mohou být v teplejším podnebí dvouleté nebo trvalé. Z cévnatých rostlin zahrnují trvalky obojí vždy zelené které si ponechávají listí po celý rok a opadavý rostliny, které z části ztratí listy. V mírném a boreální podnebí, obvykle během zimy ztrácejí listy; mnoho tropický rostliny ztrácejí listy během suchá sezóna.^{[Citace je zapotřebí ]}

Rychlost růstu rostlin je velmi variabilní. Některé mechy rostou méně než 0,001 milimetrů za hodinu (mm / h), zatímco většina stromů roste 0,025–0,250 mm / h. Některé lezecké druhy, jako např kudzu, které nepotřebují vytvářet silnou podpůrnou tkáň, mohou růst až 12,5 mm / h.^{[Citace je zapotřebí ]}

Rostliny se chrání před mráz a dehydratace stres s nemrznoucí proteiny, proteiny tepelného šoku a cukry (sacharóza je běžné). LEA (Pozdní embryogeneze hojná ) exprese proteinu je vyvolána stresem a chrání ostatní proteiny před agregací vysušení a zmrazení.^[66]

Účinky zmrazení

Když voda zamrzne v rostlinách, důsledky pro rostlinu velmi závisí na tom, zda ke zmrazení dochází v buňkách (intracelulárně) nebo mimo buňky v mezibuněčných prostorech.^[67] Intracelulární zmrazení, které obvykle buňku zabije^[68] bez ohledu na odolnost rostliny a jejích tkání se v přírodě zřídka vyskytuje, protože rychlost ochlazování je zřídka dostatečně vysoká, aby ji podpořila. Míra ochlazení o několik stupňů Celsia za minutu je obvykle nutná k vyvolání intracelulární tvorby ledu.^[69] Při rychlosti ochlazování několika stupňů Celsia za hodinu dochází v mezibuněčných prostorech k oddělování ledu.^[70] To může, ale nemusí být smrtelné, v závislosti na odolnosti tkáně. Při teplotách pod bodem mrazu nejprve zmrzne voda v mezibuněčných prostorech rostlinné tkáně, i když voda může zůstat nezmrazená, dokud teploty neklesnou pod -7 ° C (19 ° F).^[67] Po počátečním vytvoření mezibuněčného ledu se buňky zmenšují, protože se voda ztrácí na segregovaném ledu, a buňky procházejí lyofilizací. Tato dehydratace je nyní považována za základní příčinu poranění mrazem.

Poškození a oprava DNA

Rostliny jsou trvale vystaveny řadě biotických a abiotických stresů. Tyto napětí často způsobují Poškození DNA přímo nebo nepřímo prostřednictvím generování reaktivní formy kyslíku.^[71] Rostliny jsou schopné reagovat na poškození DNA, což je kritický mechanismus pro udržení stability genomu.^[72] Odpověď na poškození DNA je zvláště důležitá během semínko klíčení, protože kvalita semen má tendenci se zhoršovat s věkem v souvislosti s akumulací poškození DNA.^[73] Během klíčení se aktivují opravné procesy, které zabývají tímto akumulovaným poškozením DNA.^[74] Zejména mohou být jedno- a dvouvláknové zlomy v DNA opraveno.^[75] Kináza kontrolního bodu DNA bankomat má klíčovou roli v integraci postupu klíčení s opravnými odpověďmi na poškození DNA akumulované stárnoucím semenem.^[76]

Rostlinné buňky

Struktura rostlinných buněk

Rostlinné buňky se obvykle vyznačují velkým středem naplněným vodou vakuola, chloroplasty a tuhý buněčné stěny které jsou tvořeny celulóza, hemicelulóza, a pektin. Buněčné dělení je také charakterizován vývojem a phragmoplast pro stavbu a buněčná deska v pozdních fázích cytokineze. Stejně jako u zvířat se rostlinné buňky diferencují a vyvíjejí se do více typů buněk. Totipotentní meristematic buňky se mohou diferencovat na cévní, skladování, ochranné (např. epidermální vrstva ), nebo reprodukční tkáně, přičemž primitivnějším rostlinám chybí některé typy tkáně.^[77]

Fyziologie

Fotosyntéza

Rostliny jsou fotosyntetický, což znamená, že vyrábějí své vlastní molekuly potravin pomocí energie získané z světlo. Primárním mechanismem, který mají rostliny k zachycení světelné energie, je pigment chlorofyl. Všechny zelené rostliny obsahují dvě formy chlorofylu, chlorofyl A a chlorofyl b. Druhý z těchto pigmentů se nenachází v červených nebo hnědých řasách. Jednoduchá rovnice fotosyntézy je následující:

${displaystyle {ce {6CO2 {} + 6H2O {} -> [{ext {light}}] C6H12O6 {} + 6O2 {}}}}$

Imunitní systém

Prostřednictvím buněk, které se chovají jako nervy, rostliny přijímají a distribuují ve svých systémech informace o intenzitě a kvalitě dopadajícího světla. Dopadající světlo, které stimuluje chemickou reakci v jednom listu, způsobí řetězovou reakci signálů na celou rostlinu prostřednictvím typu buňky nazývané a buňka pláště svazku. Výzkumní pracovníci z Varšavská univerzita věd o živé přírodě v Polsku zjistili, že rostliny mají specifickou paměť pro různé světelné podmínky, což připravuje jejich imunitní systém na sezónní patogeny.^[78] Rostliny používají receptory rozpoznávání vzorů k rozpoznání konzervovaných mikrobiálních podpisů. Toto rozpoznání spouští imunitní odpověď. První rostlinné receptory konzervovaných mikrobiálních podpisů byly identifikovány v rýži (XA21, 1995)^[79] a v Arabidopsis thaliana (FLS2, 2000).^[80] Rostliny také nesou imunitní receptory, které rozpoznávají vysoce variabilní patogenní efektory. Patří mezi ně třída proteinů NBS-LRR.

Interní distribuce

Cévnaté rostliny se liší od ostatních rostlin v tom, že živiny jsou transportovány mezi různými částmi prostřednictvím specializovaných struktur, tzv xylem a phloem. Také mají kořeny pro příjem vody a minerálů. Xylem přemisťuje vodu a minerály z kořene do zbytku rostliny a floém poskytuje kořenům cukry a další živiny produkované listy.^[77]

Genomika

Rostliny mají jedny z největších genomy mezi všemi organismy.^[81] Největší rostlinný genom (z hlediska počtu genů) je genom pšenice (Triticum asestivum), Předpokládá se, že kóduje ≈94 000 genů^[82] a tedy téměř 5krát více než lidský genom. První sekvenovaný rostlinný genom byl genom z Arabidopsis thaliana který kóduje asi 25 500 genů.^[83] Pokud jde o naprostou sekvenci DNA, nejmenším publikovaným genomem je genom masožravců močový měchýř (Utricularia gibba) na 82 Mb (i když stále kóduje 28 500 genů)^[84] zatímco největší, z Norský smrk (Picea abies), sahá přes 19 600 Mb (kódující asi 28 300 genů).^[85]

Ekologie

Fotosyntéza prováděná suchozemskými rostlinami a řasami je hlavním zdrojem energie a organického materiálu téměř ve všech ekosystémech. Fotosyntéza, nejprve cyanobakteriemi a později fotosyntetickými eukaryoty, radikálně změnila složení anoxické atmosféry rané Země, což je nyní 21% kyslík. Zvířata a většina ostatních organismů jsou aerobní, spoléhat se na kyslík; ty, které tomu tak není, jsou omezeny na relativně vzácné anaerobní prostředí. Rostliny jsou prvovýrobci ve většině suchozemských ekosystémů a tvoří základ web s potravinami v těchto ekosystémech. Mnoho zvířat se spoléhá na rostliny jako úkryt, stejně jako na kyslík a jídlo.^{[Citace je zapotřebí ]} Rostliny tvoří asi 80% světa biomasa při přibližně 450 gigatunách (4.4×10¹¹ dlouhé tuny; 5.0×10¹¹ malé tuny) uhlíku.^[86]

Pozemní rostliny jsou klíčovou součástí koloběh vody a několik dalších biogeochemické cykly. Některé rostliny mají společně s fixace dusíkem bakterie, díky nimž jsou rostliny důležitou součástí dusíkový cyklus. Kořeny rostlin hrají zásadní roli v půda rozvoj a prevence eroze půdy.^{[Citace je zapotřebí ]}

Rozdělení

Rostliny jsou distribuovány téměř po celém světě. I když obývají velké množství biomy a ekoregiony, jen málo jich lze najít za hranicemi tundras v nejsevernějších oblastech kontinentální police. V jižních extrémech rostou rostliny Antarktická flóra se vytrvale přizpůsobili převládajícím podmínkám.^{[Citace je zapotřebí ]}

Rostliny jsou často dominantní fyzikální a strukturální složkou stanovišť, kde se vyskytují. Mnoho ze Země biomy jsou pojmenovány podle typu vegetace, protože rostliny jsou dominantními organismy v těchto biomech, jako např louky a pastviny, tajga a tropický deštný prales.^{[Citace je zapotřebí ]}

Ekologické vztahy

The mucholapka, druh masožravá rostlina.

Tato sekce potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. (Listopadu 2018) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

S rostlinami spolupracovala řada zvířat. Mnoho zvířat opylit květiny výměnou za jídlo ve formě pylu nebo nektar. Mnoho zvířat rozptýlit semena, často tím, že jí ovoce a předávání semen v jejich výkaly. Myrmekofyty jsou rostliny, se kterými se setkaly mravenci. Rostlina poskytuje domov a někdy i jídlo mravencům. Na oplátku mravenci bránili rostlinu před býložravci a někdy i konkurenční rostliny. Odpady mravenců jsou organické hnojivo.

Většina rostlinných druhů má jakési druhy hub spojené s jejich kořenovými systémy mutualistic symbióza známý jako mykorhiza. Houby pomáhají rostlinám získávat vodu a minerální živiny z půdy, zatímco rostlina dodává houbám sacharidy vyrobené při fotosyntéze. Některé rostliny slouží jako domovy pro endofytický houby, které chrání rostlinu před býložravci produkcí toxinů. Houbový endofyt, Neotyphodium coenophialum, v kostřava vysoká (Festuca arundinacea) nesmírně ekonomicky poškozuje odvětví skotu v USA

Různé formy parazitismu jsou také docela běžné u rostlin, od semi-parazitických jmelí který pouze přijímá některé živiny od svého hostitele, ale stále má fotosyntetické listy, které jsou plně parazitické broomrape a zubatka které získávají všechny své živiny spojením s kořeny jiných rostlin, a proto nemají žádné chlorofyl. Některé rostliny, známé jako myko-heterotrofy parazitují na mykorhizních houbách, a proto působí jako epiparazity na jiných rostlinách.

Mnoho rostlin je epifity, což znamená, že rostou na jiných rostlinách, obvykle na stromech, aniž by je parazitovaly. Epifity mohou nepřímo poškodit jejich hostitelskou rostlinu tím, že zachytí minerální živiny a světlo, které by hostitel jinak přijal. Váha velkého počtu epifytů může zlomit větve stromů. Hemiepifity jako škrtič obr začínají jako epifity, ale nakonec si zakládají vlastní kořeny a přemohou a zabijí svého hostitele. Mnoho orchideje, bromeliads, kapradiny a mechy často rostou jako epifity. Bromélie epifity hromadí vodu v listových pazuchách a tvoří se fytotelmata které mohou obsahovat složité vodní potravní sítě.^[87]

Přibližně 630 rostlin je masožravý, tak jako Mucholapka (Dionaea muscipula) a rosička (Drosera druh). Chytají malá zvířata a tráví je, aby získali zejména minerální živiny dusík a fosfor.^[88]

Důležitost

Studium využití rostlin lidmi se nazývá ekonomická botanika nebo etnobotanika.^[89] Lidské pěstování rostlin je součástí zemědělství, který je základem lidské civilizace.^[90] Rostlinné zemědělství se dělí na agronomie, zahradnictví a lesnictví.^[91]

Jídlo

Mechanická sklizeň ovsa.

Lidé jsou závislí na rostlinách jídlo, buď přímo, nebo jako krmivo pro domácí zvířata. Zemědělství se zabývá produkcí potravinářských plodin a má hrála klíčovou roli v historii světových civilizací. Zemědělství zahrnuje agronomie pro plodiny na orné půdě, zahradnictví u zeleniny a ovoce a lesnictví pro dřevo.^[92] K jídlu bylo použito asi 7 000 druhů rostlin, ačkoli většina dnešního jídla pochází pouze z 30 druhů. Hlavní sponky zahrnout cereálie jako rýže a pšenice, škrobové kořeny a hlízy, jako jsou maniok a brambor, a luštěniny jako hrášek a fazole. Rostlinné oleje jako olivový olej poskytnout lipidy, zatímco ovoce a zelenina přispět vitamíny a minerály ve stravě.^[93]

Léky

Léčivé rostliny jsou primárním zdrojem organické sloučeniny, jak pro jejich léčivé a fyziologické účinky, tak pro průmyslové syntéza obrovské řady organických chemikálií.^[94] Mnoho stovek léčivých přípravků pochází z rostlin, a to jak tradičních léčiv používaných v bylinářství^[95][96] a chemické látky vyčištěné z rostlin nebo v nich poprvé identifikované, někdy pomocí etnobotanický vyhledejte a poté syntetizován pro použití v moderní medicíně. Mezi moderní léky pocházející z rostlin patří aspirin, taxol, morfium, chinin, reserpine, kolchicin, digitální a vinkristin. Rostliny používané v bylinářství zahrnout ginkgo, echinacea, horečka, a Třezalka tečkovaná. The lékopis z Dioscorides, De Materia Medica, popisující asi 600 léčivých rostlin, bylo napsáno mezi 50 a 70 n. l. a v Evropě a na Středním východě se používalo až do roku 1600 nl; byl předchůdcem všech moderních lékopisů.^[97][98][99]

Nepotravinové výrobky

Dřevo ve skladu pro pozdější zpracování v a pila

Rostliny pěstované jako průmyslové plodiny are the source of a wide range of products used in manufacturing, sometimes so intensively as to risk harm to the environment.^[100] Nonfood products include éterické oleje, přírodní barviva, pigments, waxes, pryskyřice, třísloviny, alkaloids, amber and korek. Products derived from plants include soaps, shampoos, perfumes, cosmetics, paint, varnish, turpentine, rubber, latex, lubricants, linoleum, plastics, inks, and dásně. Renewable fuels from plants include palivové dříví, rašelina a další biopaliva.^[101][102] The fosilní paliva uhlí, ropa a zemní plyn are derived from the remains of aquatic organisms including fytoplankton v geologický čas.^[103]

Structural resources and fibres from plants are used to construct dwellings and to manufacture clothing. Dřevo is used not only for buildings, boats, and furniture, but also for smaller items such as hudební nástroje and sports equipment. Wood is drcený to make paper and cardboard.^[104] Cloth is often made from bavlna, len, ramie or synthetic fibres such as hedvábí a acetát derived from plant celulóza. Vlákno used to sew cloth likewise comes in large part from cotton.^[105]

Aesthetic uses

A rose špalír at Niedernhall in Germany.

Thousands of plant species are cultivated for aesthetic purposes as well as to provide shade, modify temperatures, reduce wind, abate noise, provide privacy, and prevent soil erosion. Plants are the basis of a multibillion-dollar per year tourism industry, which includes travel to historic gardens, národní parky, Deštné pralesy, lesy with colorful autumn leaves, and festivals such as Japonsko^[106] a America's cherry blossom festivals.^[107]

Capitals of ancient Egyptian columns decorated to resemble papyrus rostliny. (at Luxor, Egypt)

Zatímco někteří zahrada are planted with food crops, many are planted for aesthetic, ornamental, or conservation purposes. Arboreta a botanické zahrady are public collections of living plants. In private outdoor gardens, lawn grasses, shade trees, ornamental trees, shrubs, vines, herbaceous perennials and bedding plants are used. Gardens may cultivate the plants in a naturalistic state, or may sculpture their growth, as with topiary nebo špalír. Práce na zahradě is the most popular leisure activity in the U.S., and working with plants or horticulture therapy is beneficial for rehabilitating people with disabilities.^{[Citace je zapotřebí ]}

Plants may also be grown or kept indoors as pokojové rostliny, or in specialized buildings such as skleníky that are designed for the care and cultivation of living plants. Mucholapka, citlivá rostlina a vzkříšení are examples of plants sold as novelties. There are also art forms specializing in the arrangement of cut or living plant, such as bonsaje, ikebana, and the arrangement of cut or dried flowers. Ornamental plants have sometimes changed the course of history, as in tulipomania.^[108]

Architectural designs resembling plants appear in the capitals of Staroegyptský columns, which were carved to resemble either the Egyptian white lotus nebo papyrus.^[109] Images of plants are often used in painting and photography, as well as on textiles, money, stamps, flags and coats of arms.^{[Citace je zapotřebí ]}

Scientific and cultural uses

Barbara McClintock (1902–1992) was a pioneering cytogenetik kdo použil kukuřice (corn) to study the mechanism of inheritance of traits.

Basic biological research has often been done with plants. v genetika, the breeding of pea plants allowed Gregor Mendel to derive the basic laws governing inheritance,^[110] and examination of chromozomy in maize allowed Barbara McClintocková to demonstrate their connection to inherited traits.^[111] Rostlina Arabidopsis thaliana is used in laboratories as a modelový organismus to understand how geny control the growth and development of plant structures.^[112] NASA predicts that space stations or space colonies will one day rely on plants for životní podpora.^[113]

Ancient trees are revered and many are slavný. Letokruhy themselves are an important method of dating in archeology, and serve as a record of past climates.^{[Citace je zapotřebí ]}

Plants figure prominently in mytologie, religion and literatura.^{[114][115][116]} Používají se jako národní and state emblems, including state trees a state flowers. Plants are often used as memorials, gifts and to mark special occasions such as births, deaths, weddings and holidays. The arrangement of flowers may be used to send hidden zprávy.^{[Citace je zapotřebí ]}

Negativní účinky

Plevel are unwanted plants growing in managed environments such as farmy, městské oblasti, zahrada, trávníky, a parky. People have spread plants beyond their native ranges and some of these introduced plants become invazivní, damaging existing ecosystems by displacing native species, and sometimes becoming serious weeds of cultivation.^{[Citace je zapotřebí ]}

Plants may cause harm to animals, including people. Plants that produce windblown pollen invoke allergic reactions in people who suffer from senná rýma. A wide variety of plants are jedovatý. Toxalbumins are plant poisons fatal to most mammals and act as a serious deterrent to consumption. Several plants cause skin irritations when touched, such as jedovatý břečťan. Certain plants contain psychotropní Chemikálie, which are extracted and ingested or smoked, including nikotin z tabák, kanabinoidy z Cannabis sativa, kokain z Erythroxylon coca a opium z mák setý. Kouření causes damage to health or even death, while some drugs may also be harmful or fatal to people.^[117][118] Both illegal and legal drugs derived from plants may have negative effects on the economy, affecting worker productivity and law enforcement costs.^[119][120]

Viz také

Reference

Další čtení

Všeobecné

• Evans, L.T. (1998). Krmení deseti miliard - rostlin a Populace Růst. Cambridge University Press. Brožovaná vazba, 247 stran. ISBN  0-521-64685-5.
• Kenrick, Paul & Crane, Peter R. (1997). Původ a raná diverzifikace suchozemských rostlin: Cladistická studie. Washington, D.C .: Smithsonian Institution Press. ISBN  1-56098-730-8.
• Raven, Peter H .; Evert, Ray F .; & Eichhorn, Susan E. (2005). Biologie rostlin (7. vydání). New York: W.H. Freeman a společnost. ISBN  0-7167-1007-2.
• Taylor, Thomas N. a Taylor, Edith L. (1993). Biologie a evoluce fosilních rostlin. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall. ISBN  0-13-651589-4.
• Trewavas A (2003). „Aspekty rostlinné inteligence“. Annals of Botany. 92 (1): 1–20. doi:10.1093 / aob / mcg101. PMC  4243628. PMID  12740212.

Odhady a počty druhů

• Komise pro přežití druhů Mezinárodní unie pro ochranu přírody a přírodních zdrojů (IUCN) (2004). Červený seznam IUCN [2].
• Prance G.T. (2001). "Objevování světa rostlin". Taxon. 50 (2, Golden Jubilee Part 4): 345–359. doi:10.2307/1223885. JSTOR  1223885.

externí odkazy

• Jones, T. M.; Reid, C.S .; Urbatsch, L.E. "Vizuální studie divizních rostlin". Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc) (vyžaduje Microsoft Silverlight )
• Chaw, S.-M .; et al. (1997). „Molekulární fylogeneze existujících gymnospermů a vývoj semenných rostlin: Analýza jaderných sekvencí rRNA z 18. let“ (PDF). Mol. Biol. Evol. 14 (1): 56–68. doi:10.1093 / oxfordjournals.molbev.a025702. PMID  9000754. Archivovány od originál (PDF) dne 24. ledna 2005.
• Index Nominum Algarum
• Interaktivní Cronquistova klasifikace
• Rostlinné zdroje tropické Afriky
• Strom života

Botanické a vegetační databáze

• Databáze iniciativy African Plants
• Austrálie
• Chilské rostliny v Chilebosque
• e-Floras (Flora of China, Flora of North America and others)
• Flora Europaea
• Flóra střední Evropy (v němčině)
• Flóra Severní Ameriky
• Seznam japonských divokých rostlin online
• Seznamte se s rostlinami - Národní tropická botanická zahrada
• Lady Bird Johnson Wildflower Center - Nativní rostlinná informační síť na University of Texas, Austin
• Seznam rostlin
• Ministerstvo zemědělství USA neomezuje se pouze na kontinentální druhy v USA