Rośliny (Archaeplastida Adl i in. 2005, dawne nazwy naukowe: Vegetabilia, Plantae, Phytobionta, Plastida, Primoplantae) –
eukariotyczne
i
samożywne
organizmy
, wykorzystujące
energię
promieniowania słonecznego
za sprawą
barwników
asymilacyjnych
(zdarzają się wśród roślin także organizmy
cudzożywne
–
pasożytnicze
, w tym też
myko-heterotroficzne
, ale mają one charakter wtórny).
Rośliny zbudowane są z
komórek
, tworzących u roślin wyżej uorganizowanych
tkanki
i
organy
. Umożliwiają one im
oddychanie
,
odżywianie
,
wzrost
i
rozwój
. Proces
fotosyntezy
prowadzą dzięki
chloroplastom
zawierającym
chlorofil
a i pochodzącym z
endosymbiozy
sinic
. Produktem zapasowym jest
skrobia
. Posiadają sztywną, zwykle
celulozową
ścianę komórkową
. Rośliny cechują się także zdolnością do nieprzerwanego wzrostu za sprawą
tkanek twórczych
mających stałą zdolność do
podziału komórek
. Zazwyczaj są trwale przytwierdzone do
podłoża
.
Ewolucja
spowodowała ogromne zróżnicowanie form ich budowy oraz przystosowanie do różnorodnych warunków
środowiskowych
panujących na
Ziemi
.
Pozycja roślin w świecie żywym
Początkowo termin roślina odnosił się w
nauce
do organizmów jedno- i wielokomórkowych o
komórkach
osłoniętych
ścianami komórkowymi
lub zdolnych do
samożywności
. Do roślin zaliczano wszystkie organizmy nie będące zwierzętami. Takie postrzeganie roślin i podział świata żywego na Ziemi zapoczątkował już
Arystoteles
, utrwalił w czasach nowożytnych
Karol Linneusz
dzieląc organizmy między dwa królestwa: Vegetabilia (później zwane Plantae) oraz Animalia. Podział ten utrzymywał się do początków XX wieku, a pozostałością szerokiego pojmowania świata roślin jest zakres zainteresowań tradycyjnie rozumianej
botaniki
, której przedmiotem badań były nie tylko
rośliny naczyniowe
,
mszaki
,
glony
, ale także
bakterie
i
grzyby
.
W XX wieku ze świata roślin wyłączono w osobne
królestwa
bakterie (z sinicami) i grzyby, z czasem także znaczną część glonów. W rozpowszechnionych w drugiej połowie XX wieku podziałach świata żywego, rośliny stanowiły jedno z 6 królestw obejmujących w sumie wszystkie organizmy
jądrowe
i
bezjądrowe
(podziały
Roberta Whittakera
i
Lynn Margulis
z
1978
r. oraz
Thomasa Cavaliera-Smitha
z 1983 i 1998 r.).
W 2005 r. Adl, Simpson i 25 innych taksonomów wydzielili w obrębie jądrowców 6 głównych
kladów
(określanych mianem
supergrup
), z których jedna obejmuje rośliny i nazwana została Archaeplastida[1]. Ze względu na pochodzenie od wspólnego przodka do kladu tego zaliczone zostały
glaukocystofity
,
krasnorosty
i
zielenice
(w tym
rośliny telomowe
).
Charakterystyka
Do roślin zaliczane są organizmy, u których istotnemu zróżnicowaniu w wyniku ewolucji uległy organizacja ciała, biologia rozwoju i w końcu relacje ze środowiskiem. Zmiany te można prześledzić analizując organizację, funkcjonowanie i ekologię kolejnych grup systematycznych stanowiących współczesne linie rozwojowe wywodzące się z kolejnych etapów ewolucji roślin, w pewnym stopniu podobnym analizom poddawać można także
rośliny kopalne
.
Najstarsze organizmy roślinne (prawdopodobnie w postaci mało zmienionej reprezentowane współcześnie przez
glaukocystofity
) to organizmy jednokomórkowe, rzadziej tworzące kolonie (
cenobia
). U kolejnych grup (krasnorosty, zielenice) obserwuje się coraz większe różnicowanie budowy organizmów, przechodzących od form jednokomórkowych i kolonijnych do
plechowatych
, osiągających w końcu duży stopień zróżnicowania. Największemu zróżnicowaniu uległy linie rozwojowe zielenic, które ewoluowały w
rośliny telomowe
zwane też organowcami. Miejsce na pograniczu plechowców i organowców zajmują
mszaki
, których najbardziej prymitywne grupy (
glewiki
i część
wątrobowców
) reprezentowane są przez organizmy plechowate.
Mchy
reprezentują już rośliny
pędowe
, ale pozbawione
korzeni
i o słabym zróżnicowaniu anatomicznym i morfologicznym. Kolejne linie rozwojowe określane są mianem
roślin naczyniowych
, ponieważ posiadają już wyraźnie zróżnicowane tkanki (w tym typową wyłącznie dla nich
tkankę drzewną
z
cewkami
i
naczyniami
) oraz ulistniony pęd wraz z korzeniami.
Komórka roślinna
Komórki są podstawową jednostką strukturalną i funkcjonalną
organizmów
roślin. Komórki roślin różnią się od komórek innych
jądrowców
kilkoma istotnymi cechami:
Anatomia roślin
Rośliny osiągają trzy stopnie organizacji ciała. Najprostszy reprezentują organizmy jednokomórkowe. Rośliny o budowie plechowatej tworzone są przez wielokomórkowe
plechy
, w obrębie których komórki mogą być w różnym stopniu zróżnicowane na pełniące funkcje wzrostowe, asymilujące, magazynujące i służące do rozmnażania. U
roślin wyższych
, do których zazwyczaj odnosi się termin "anatomia roślin", komórki zróżnicowane są na
tkanki roślinne
i organy.
Cechą strukturalną charakterystyczną dla roślin jest obecność
tkanek twórczych
(
merystemów pierwotnych
powstających z
zarodkowej tkanki twórczej
oraz
wtórnych
–
kambium
,
fellogenu
i
kalusa
), a także uśpionych komórek o charakterze twórczym (
merystemoidy
). Także przynajmniej część komórek somatycznych roślin cechuje się zdolnością do powtarzania
ontogenezy
lub przynajmniej pewnych jej etapów. Tkanki twórcze powstające z tkanek embrionalnych określa się mianem pierwotnych, a o utworzonych z nich tkankach lub organach mówi się, że mają budowę pierwotną. Z kolei o budowie tkanek i organów powstałych z merystemów wtórnych mówi się się, że mają budowę wtórną.
Morfologia roślin
Ekologia roślin
Pierwsze rośliny niewątpliwie były organizmami wodnymi. Ścisły związek ze środowiskiem wodnym mają też wszystkie najstarsze linie rozwojowe roślin. Przy czym glaukofity i zielenice preferują wody słodkie, krasnorosty spotykane są głównie w morzach. W wielu
biocenozach
wodnych zielenice i krasnorosty odgrywają istotną rolę. Zielenice wchodzą zarówno w skład
planktonu
, jak i
bentosu
, krasnorosty są składnikiem bentosu. Wyraźny ślad związków ze środowiskiem wodnym obecny jest też w rozwoju najstarszych roślin lądowych, u których zapłodnienie możliwe jest tylko w środowisku wodnym (
plemniki
mszaków wymagają choćby niewielkiej ilości wody pochodzącej z
rosy
lub
opadów
by dostać się do
rodni
). Zróżnicowanie organizmów roślin lądowych umożliwiło im kolonizację wszelkich niemal
biotopów
(rośliny zasiedlające skrajne
siedliska
określane są mianem
pionierskich
), co ciekawe nie tylko lądowych, ale także i ponownie wodnych (wiele
rodzin
roślin zasiedliło podobnie jak ich odlegli przodkowie wody, głównie słodkie).
Charakterystyka
znaczenia ekologicznego roślin
podana jest w dalszej części artykułu.
Rozwój roślin
Charakterystycznym zjawiskiem w rozwoju roślin jest
przemiana pokoleń
, polegająca na przemianie faz jądrowych, czyli regularnym cyklicznym następowaniu po sobie faz rozwojowych o
haploidalnej
(między
mejozą
i
zapłodnieniem
) i
diploidalnej
liczbie
chromosomów
(między zapłodnieniem i mejozą). W trakcie przemiany pokoleń roślin lądowych obserwuje się naprzemienne występowanie fazy
haploidalnej
gametofitu
i
diploidalnej
sporofitu
, przy czym u roślin niższych (
mszaki
) stadium dominującym jest samożywny gametofit, natomiast u
roślin naczyniowych
stadium dominującym (długością trwania i wielkością) jest samożywny sporofit.
Ze względu na cykliczność faz rozwojowych wyróżnia się
rośliny monokarpiczne
i
rośliny polikarpiczne
. U tych pierwszych wyróżnia się następujące fazy:
-
Kiełkowanie
.
- Wzrost wegetatywny (różnicowanie i wzrost łodyg i liści).
- Formowanie się
pąków
kwiatowych.
-
Kwitnienie
.
- Przekwitanie z jednoczesnym rozwojem owoców.
-
Rozsiewanie
nasion i obumieranie rośliny.
U roślin polikarpicznych fazy rozwojowe związane ze wzrostem i wytwarzaniem nasion powtarzają się wielokrotnie.
Podział roślin
Podział naturalny czyli
systematyka
Naturalny podział roślin ewoluował wraz z rozwojem wiedzy o ich pochodzeniu i ewolucji. Wiele grup organizmów uznawanych w przeszłości za rośliny okazało się posiadać zupełnie różne i odrębne pochodzenie (np.
sinice
,
brunatnice
,
okrzemki
). Wiele tradycyjnie wyróżnianych
taksonów
wysokiej rangi systematycznej okazało się być grupami
parafiletycznymi
(np.
zielenice
,
mszaki
,
dwuliścienne
). Coraz bardziej złożony i dokładny obraz
drzewa filogenetycznego
roślin powoduje, że coraz trudniej jest posługiwać się jednostkami
klasyfikacji biologicznej
. Coraz częściej w opisie systematyki, zwłaszcza wysokich pod względem rangi systematycznej grup roślin, używa się terminu
klad
określającego organizmy pochodzące od wspólnego przodka lub po prostu terminu grupa.
Za najbardziej zbliżone do pierwszych przodków roślin uważane są glaukofity, z których najpierw wyodrębniły się krasnorosty, a później
rośliny zielone
(Chloroplastida, syn.: Viridiplantae, Chlorobionta). Z roślin zielonych powstały trzy
linie rozwojowe
, których przedstawiciele żyją obecnie. Jedna z nich to
klasa
prazynofitów
, następna to linia prowadząca m.in. do
watkowych
i
zielenic właściwych
, w końcu trzecia linia określana nazwą naukową
Charophyta
(Streptophyta). Z tej ostatniej wyodrębniały się kolejno następujące klasy zielenic: Chlorokybophyceae, klebsormidiofitowe,
sprzężnice
oraz linia, z której powstały
ramienicowe
i w końcu
rośliny telomowe
.
Taksonomia i nazewnictwo roślin
Podstawową jednostką systematycznego podziału roślin jest
gatunek
. Dotychczas poznano ok. 310 tysięcy gatunków roślin, szacuje się ich liczbę na ok. 500 tysięcy. Najbardziej zróżnicowane gatunkowo taksony to: okrytonasienne (259 tys. gatunków), paprotniki (20 tys.), mszaki (15 tys.), krasnorosty (5 tys.), zielenice (2 tys.), widłakowe (1,2 tys.), nagonasienne (0,7 tys.).
Obok
nazw pospolitych
(zwyczajowych) w
językach narodowych
rośliny posiadają unikalne nazwy naukowe. Nazwy te tworzone są według zasad i zaleceń zebranych w aktualizowanym co kilka lat
Międzynarodowym Kodeksie Nomenklatury Botanicznej
. Ich stosowanie ułatwia porozumiewanie się w gronie botaników całego świata i docieranie do poszukiwanych informacji (przeszukiwanie
baz danych
).
W gatunkowych nazwach naukowych pierwszy wyraz (
rzeczownik
pisany wielką literą) oznacza nazwę rodzaju, drugi (
przymiotnik
pisany małą literą) wraz z poprzednim oznacza gatunek. Nazwy naukowe zapisywane, czytane i odmieniane są zgodnie z zasadami
języka łacińskiego
, niezależnie od tego z jakiego języka pochodzą słowa składowe. Zgodnie z Kodeksem Nomenklatury Botanicznej nazwy naukowe wszystkich taksonów roślinnych (odrębnie niż w
zoologii
) zwyczajowo wyróżnia się
kursywą
(italikiem)[2].
Gatunki łączone są ze względu na kryterium pokrewieństwa (z nierzadko zachowywanymi doraźnie odstępstwami zwyczajowymi) w system
kategorii systematycznych
. Nazwy naukowe ustalane są dla wszystkich
taksonów
z wszystkich kategorii systematycznych. Kolejne kategorie od najwyższej do najniższej to (w nawiasach podana jest typowa końcówka nazwy naukowej):
królestwo
,
gromada
(-phyta),
klasa
(-opsida, -atae),
rząd
(-ales),
rodzina
(-aceae),
rodzaj
,
gatunek
. Kategorie te uzupełniane są przez jednostki pomocnicze (np. pod- i nadrzędy). W obrębie gatunku może zostać wyróżniony
podgatunek
,
odmiana
i
forma
. W klasyfikacji
roślin uprawnych
stosuje się także odrębny od taksonomicznego podział na
kultywary
.
System naturalny roślin
Drzewo filogenetyczne
roślin współczesnych[3][1][4]:
Podziały sztuczne
Podziały sztuczne wyróżniają grupy roślin na podstawie jednego kryterium. Wyróżniane grupy zawierają rośliny podobne pod jakimś tylko jednym względem, a pod wieloma innymi niepodobne do siebie.
Podziały ze względu na budowę i sposób rozwoju
Ze względu na wielokrotność występowania okresu
rozmnażania generatywnego
, rośliny dzielą się na:
W zależności od typu budowy i trwałości
łodygi
, a także
cyklu rozwojowego
rośliny dzielą się na:
Formy życiowe roślin wg
systemu Raunkiaera
[5] zostały podzielone ze względu na położenie i sposób ochrony
pąków
w okresie niesprzyjającym dla rozwoju roślin.
Raunkiær
wyróżnił:
Podziały ze względu na kryteria środowiskowe
Ze względu na zapotrzebowanie na
wodę
wyróżnia się następujące grupy roślin:
W zależności od wymagań w stosunku do
światła
rośliny dzielą się na:
Uwzględniając kwasowość gleby (
odczyn gleby
) mierzoną w
pH
wyróżnia się:
Obserwując tolerancję roślin na występowanie różnych
pierwiastków
rośliny dzielą się na:
Rośliny owadożerne
przystosowały się do gleb ubogich w sole mineralne i pozyskują je chwytając zwierzęta (np.
rosiczka
,
pływacz
).
Podział ze względu na kryterium użytkowe
Pszenica
– jedna z najważniejszych roślin alimentacyjnych.
Znaczenie
Znaczenie ekologiczne
Rośliny są fundamentalną częścią
życia
na
Ziemi
, bez nich nie mogłaby istnieć większość innych form życia (w tym
człowiek
). Proces
fotosyntezy
jest podstawowym źródłem energii i materii organicznej w niemal wszystkich typach
ekosystemów
. Proces ten radykalnie zmienił skład chemiczny atmosfery, czego efektem jest 21% stężenie w niej
tlenu
.
Zwierzęta
i większość pozostałych organizmów żyjących na Ziemi są
aerobami
zależnymi od tlenu. Rośliny są pierwotnymi
producentami
w większości lądowych ekosystemów i stanowią podstawowe ogniwo
łańcucha pokarmowego
. Dla wielu organizmów rośliny stanowią źródło
pokarmu
, są schronieniem i podstawowym komponentem kształtującym
siedlisko
.
Znaczenie użytkowe
Rośliny dostarczają nam:
tlenu
,
pożywienia
,
włókien
,
drewna
,
papieru
,
paliw
,
leków
,
barwników
,
żywic
,
olejków eterycznych
,
kauczuku
. Dla ok. 40% ludności świata drewno jest podstawowym źródłem energii[6]. Kształtują nasze środowisko życia (
ekosystem
) oddziałując na
warunki klimatyczne
, zmniejszając zanieczyszczenia powietrza i
hałas
. Rośliny wiążą
dwutlenek węgla
(ważny
gaz cieplarniany
). Wpływają także na nasze środowisko kulturowe ze względu na walory estetyczne, krajobrazowe, znaczenie religijne.
Zagrożenia i ochrona
Świat roślin staje w obliczu licznych zagrożeń w związku z działalnością człowieka. Przekształcanie warunków środowiskowych, fragmentacja siedlisk,
introdukowanie
organizmów obcych i nadmierna eksploatacja należą do największych problemów w zachowaniu różnorodności roślin. Ze względu na ograniczone zasoby, do najbardziej zagrożonych należą gatunki o niewielkich populacjach,
endemiczne
dla niewielkich obszarów (np.
wysp
). Znane są przykłady nadzwyczajnego zubożenia flory i zagłady wielu gatunków np. z
Hawajów
,
wyspy św. Heleny
. Ze względu na znaczenie roślin dla całego świata żywego naszej planety, zmniejszanie się zróżnicowania flory pociąga za sobą straty w innych grupach organizmów (np. w wyspecjalizowanych grupach owadów zapylających).
W celu powstrzymania spadku różnorodności roślin podejmowane są przez rządy i społeczności wielu krajów liczne inicjatywy. Powstają
obszary chronione
, banki nasion, podejmowane są działania z zakresu
ochrony czynnej
, wprowadzane są regulacje prawne chroniące różnorodność gatunkową roślin. Przykładem takich przepisów jest
konwencja waszyngtońska
ograniczająca handel gatunkami zagrożonymi i
Dyrektywa Siedliskowa
(w krajach
UE
), wymagająca tworzenia obszarów
Natura 2000
, w których skutecznie mają być zachowywane gatunki zagrożone w Europie. Wiedza o stanie i zagrożeniach roślin gromadzona jest w
czerwonych księgach i listach
, dzięki czemu wiadomo o priorytetach koniecznych działań i skali zagrożeń dla flor różnych obszarów. Wprowadzana jest także
ochrona gatunkowa roślin
.
Przypisy
- ↑ 1,0 1,1 Adl, S.M., Simpson, A.G.B., Farmer, M., & 25 innych 2005.
The new higher-level classification of eukaryotes with emphasis on the taxonomy of protists
. Journal of Eukaryotic Microbiology, 52, 399-451.
- ↑
International Code of Botanical Nomenclature. Preface
: "Scientific names under the jurisdiction of the Code, irrespective of rank, are consistently printed in italic type. The Code sets no binding standard in this respect, as typography is a matter of editorial style and tradition not of nomenclature. Nevertheless, editors and authors, in the interest of international uniformity, may wish to consider adhering to the practice exemplified by the Code, which has been well received in general and is followed in a number of botanical and mycological journals. To set off scientific plant names even better, the abandonment in the Code of italics for technical terms and other words in Latin, traditional but inconsistent in early editions, has been maintained."
- ↑
Deep Green – Green Plant Phylogeny Research Coordination Group
- ↑ Smith, A. R., K. M. Pryer, E. Schuettpelz, P. Korall, H. Schneider & P. G. Wolf. 2006. A classification for extant ferns. Taxon 55(3): 705–731.
dostęp online
- ↑ Christen C. Raunkiær (1934) The Life Forms of Plants and Statistical Plant Geography
- ↑ Janet Marinelli (red.): Wielka Encyklopedia Roślin. Warszawa: Świat Książki, 2006. .
Bibliografia
- Anatol Listowski: O rozwoju roślin. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, 1970.
Zobacz też