Anlage

Pflanzen Temporaler: Mesoproterozoisch -present Pha. Proterozoic Archäer Hatte
Wissenschaftliche Klassifikation
Domain:	Eukaryota
(unrangiert):	Diaphoretickes
(unrangiert):	Archaplastida
Königreich:	Plantae sensu Copeland, 1956
Superdivisionen
Chlorokybophyta Mesostigmatophyta Spirotaenia Chlorobionta Kenrick & Crane 1997 Chlorophyta Streptobionta Kenrick & Crane 1997 Klebormidiophyceae Charophyta (Steinwürfel) Chaetosphaeridiales Coleochaetophyta Zygnematophyta Embryophyta Engler, 1892 (Land Pflanzen) Marchantiophyta (Leberkraut) Bryophyta (Moose) Anthocerotophyta (HornWorts) †Horneophyta †Aglaophyta Tracheophyta (Gefäßpflanzen)
Synonyme
Viridiplantae Cavalier-Smith 1981[1] Chlorobionta Jeffrey 1982, Emend. Bremer 1985, Emend. Lewis und McCourt 2004[2] Chlorobiota Kenrick und Crane 1997[3] Chloroplastida Adl et al., 2005 [4] Phyta Barkley 1939 korrigieren. Holt & Uidica 2007 Cormophyta Endlicher, 1836 Cormobionta Rothmaler, 1948 Euplanta Barkley, 1949 Telomobionta Takhtajan, 1964 Embryobionta Cronquist et al., 1966 Metaphyta Whittaker, 1969

Pflanzen are predominantly Photosynthese Eukaryoten des Königreich Plantae. Historisch gesehen umfasste das Pflanzenreich alle Lebewesen, die nicht waren Tiere, und enthalten Algen und Pilze; Alle aktuellen Definitionen von Plantae schließen die Pilze und einige Algen sowie die Algen aus Prokaryoten (das Archaea und Bakterien). Nach einer Definition bilden Pflanzen die Klade Viridiplantae (Lateinischer Name für "grüne Pflanzen"), was Schwester der ist Glaukophytaund besteht aus dem grüne Algen und Embryophyta (Land Pflanzen). Letzteres enthält die blühende Plfanzen, Nadelbäume und andere Gymnospermen, Farne und ihre Verbündeten, Hornworts, Leberkraut, und Moose.

Die meisten Pflanzen sind mehrzellig Organismen. Grüne Pflanzen erhalten den größten Teil ihrer Energie aus Sonnenlicht über Photosynthese von primär Chloroplasten die abgeleitet werden von Endosymbiose mit Cyanobakterien. Ihre Chloroplasten enthalten Chlorophylle A und B, was ihnen ihre grüne Farbe verleiht. Einige Pflanzen sind parasitär oder Mykotrophe und haben die Fähigkeit verloren, normale Mengen an Chlorophyll oder Photosynthese zu produzieren, haben aber dennoch Blumen, Früchte und Samen. Pflanzen sind gekennzeichnet durch Sexuelle Fortpflanzung und Generationenwechsel, obwohl asexuelle Reproduktion ist auch häufig.

Es sind ungefähr 320.000 bekannt Spezies von Pflanzen, von denen die große Mehrheit, rund 260–290 Tausend, Samen produzieren.^[5] Grüne Pflanzen bieten einen erheblichen Anteil des molekularen Sauerstoffs der Welt,^[6] und sind die Grundlage für die meisten Ökosysteme der Erde. Pflanzen, die produzieren Getreide, Obst, und Gemüse bilden auch grundlegende menschliche Lebensmittel und waren gewesen häuslich seit Jahrtausenden. Pflanzen haben viele kulturell und andere Verwendungszwecke als Ornamente, Baumaterial, Schreibmaterial Und in großer Vielfalt waren sie die Arzneimittelquelle und Psychoaktive Drogen. Die wissenschaftliche Untersuchung von Pflanzen ist bekannt als Botanikein Zweig von Biologie.

Definition

Alle Lebewesen wurden traditionell in eine von zwei Gruppen, Pflanzen und Tieren untergebracht. Diese Klassifizierung kann ausgehen Aristoteles (384 v. Chr. - 322 v. Viel später, wenn Linnaeus (1707–1778) schuf die Grundlage des modernen Systems von Wissenschaftliche Klassifikation, diese beiden Gruppen wurden die Königreiche Vegetabilie (später Metaphyta oder Plantae) und Animalia (auch Metazoa genannt). Seitdem ist klar geworden, dass das ursprünglich definierte Pflanzenreich mehrere nicht verwandte Gruppen und die umfasste Pilze und mehrere Gruppen von Algen wurden in neue Königreiche entfernt. Diese Organismen werden jedoch immer noch manchmal als Pflanzen betrachtet, insbesondere in informellen Kontexten.

Der Begriff "Pflanze" im Allgemeinen impliziert den Besitz der folgenden Merkmale: Mehrzellularität, Besitz von Zellwänden enthalten Zelluloseund die Fähigkeit, Photosynthese mit primären Chloroplasten auszuführen.^[7][8]

Aktuelle Definitionen von Plantae

Wenn der Name Plantae oder Pflanze auf eine bestimmte Gruppe von Organismen angewendet wird oder TaxonEs bezieht sich normalerweise auf eines von vier Konzepten. Von der geringsten bis zum inklusivsten sind diese vier Gruppierungen:

Name (en)	Zielfernrohr	Beschreibung
Landpflanzen, auch bekannt als als Embryophyta	Plantae sensu strictissimo	Pflanzen im strengsten Sinne umfassen die Leberkraut, Hornworts, Moose, und Gefäßpflanzensowie fossile Pflanzen ähnlich diesen überlebenden Gruppen (z. B. Metaphyta Whittaker, 1969,[9] Plantae Margulis, 1971[10]).
Grüne Pflanzen, auch bekannt als Viridiplantae, Viridiphyta, Chlorobionta oder Chloroplastida	Plantae sensu stricto	Pflanzen in einem strengen Sinne umfassen die grüne Algenund Landpflanzen, die in ihnen entstanden sind, einschließlich Steinwürfel. Die Beziehungen zwischen Pflanzengruppen werden immer noch ausgearbeitet, und die ihnen angegebenen Namen variieren erheblich. Das Klade Viridiplantae umfasst eine Gruppe von Organismen, die haben Zellulose in ihren Zellwände, besitzen Chlorophylle a und b und haben Plastiden gebunden von nur zwei Membranen, die zur Photosynthese und Stärke in der Lage sind. Diese Klade ist das Hauptthema dieses Artikels (z. B. Plantae Copeland1956[11]).
Archaplastidaauch bekannt als Plastida oder Primoplantae	Plantae sensu lato	Pflanzen im breiten Sinne umfassen die oben aufgeführten grünen Pflanzen sowie die roten Algen (Rhodophyta) und die Glaukophytenalgen (Glaukophyta) Dieser Laden Florideaner Stärke außerhalb der Plastiden im Zytoplasma. Diese Klade enthält alle Organismen, die vor Eonen ihre erworben haben Primäre Chloroplasten direkt durch Verschlingen Cyanobakterien (z. B. Plantae Cavalier-Smith, 1981[12]).
Alte Definitionen von Pflanzen (obsolet)	Plantae Sense Amplo	Pflanzen im weitesten Sinne bezieht sich auf ältere, veraltete Klassifikationen, die verschiedene Algen, Pilze oder Bakterien in Plantae platzierten (z. B. Plantae oder Vegetabilie Linnaeus,[13] Plantae Haeckel 1866,[14] Metaphyta Haeckel, 1894,[15] Plantae Whittaker, 1969[9]).

Eine andere Möglichkeit, die Beziehungen zwischen den verschiedenen Gruppen zu betrachten, die als "Pflanzen" bezeichnet wurden, ist durch a Kladogramm, was ihre evolutionären Beziehungen zeigt. Diese sind noch nicht vollständig besiedelt, aber Eine akzeptierte Beziehung zwischen den drei oben beschriebenen Gruppen ist unten gezeigt^{[Klarstellung erforderlich]}.^{[16][17][18][19][20][21][22][23][24]} Diejenigen, die als "Pflanzen" bezeichnet wurden, sind fett (einige kleinere Gruppen wurden weggelassen).

Archaeplastida+Cryptista      Rhodophyta (rote Algen)     Rhodelphidie (Raubtiere)     Pikozoa         Glaukophyta (Glaukophytenalgen)   grüne Pflanzen   Prasinodermophyta   Palmophylylophyceae (Prasiophytenklade VI)     Prasinodermophyceae           Chlorophyta   Streptophyta   Charales (Steinwürfel)     Land Pflanzen oder Embryophyten             Cryptista

Gruppen traditionell genannt grüne Algen

Die Art und Weise, wie die Gruppen von grünen Algen kombiniert und benannt werden, variiert zwischen Autoren erheblich.

Algen

Algen bestehen aus mehreren Gruppen von Organismen, die durch Photosynthese Lebensmittel produzieren und daher traditionell in das Pflanzenreich aufgenommen wurden. Das Seetang reichen von großen mehrzelligen Algen bis hin zu einzelzelligen Organismen und werden in drei Gruppen eingeteilt, die grüne Algen, rote Algen und Braunalgen. Es gibt gute Beweise dafür, dass sich die braunen Algen unabhängig von den anderen entwickelten, von nicht-photosynthetischen Vorfahren, die endosymbiotische Beziehungen mit roten Algen und nicht aus Cyanobakterien bildeten, und sie werden nicht mehr als Pflanzen wie hier definiert eingestuft.^[25][26]

Die Viridiplantae, die grünen Pflanzen - grüne Algen und Landpflanzen - bilden a Klade, eine Gruppe, die aus allen Nachkommen eines gemeinsamen Vorfahren besteht. Mit wenigen Ausnahmen haben die grünen Pflanzen die folgenden Merkmale gemeinsam; primär Chloroplasten abgeleitet von Cyanobakterien enthält Chlorophylle a und b, Zellwände, die enthalten Zelluloseund Lebensmittelgeschäfte in Form von Stärke in den Plastiden enthalten. Sie werden geschlossen Mitose ohne Centriolesund normalerweise haben Mitochondrien mit flachen Cristae. Das Chloroplasten von grünen Pflanzen sind von zwei Membranen umgeben, was darauf hindeutet, dass sie direkt aus endosymbiotisch stammten Cyanobakterien.

Zwei zusätzliche Gruppen, die Rhodophyta (rote Algen) und Glaukophyta (Glaukophytenalgen) haben auch primäre Chloroplasten, die direkt von endosymbiotisch abgeleitet zu sein scheinen CyanobakterienObwohl sie sich von Viridiplantae in den Pigmenten unterscheiden, die in der Photosynthese verwendet werden und so unterschiedlich sind. Diese Gruppen unterscheiden sich auch von grünen Pflanzen, da das Speicherpolysaccharid ist Florideaner Stärke und wird eher im Zytoplasma als in den Plastiden gespeichert. Sie scheinen einen gemeinsamen Ursprung bei Viridiplantae und die drei Gruppen bilden die Klade Archaplastidaderen Name impliziert, dass ihre Chloroplasten von einem einzelnen alten endosymbiotischen Ereignis abgeleitet wurden. Dies ist die breiteste moderne Definition des Begriffs "Pflanze".

Im Gegensatz dazu die meisten anderen Algen (z. Braunalgen/Kieselalgen, Haptophyten, Dinoflagellaten, und Eugleniden) haben nicht nur unterschiedliche Pigmente, sondern auch Chloroplasten mit drei oder vier umgebenden Membranen. Sie sind keine engen Verwandten der Archaplastida, vermutlich von Chloroplasten getrennt von aufgenommenen oder symbiotischen grünen und roten Algen erworben. Sie sind daher nicht einmal in der breitesten modernen Definition des Pflanzenreichs einbezogen, obwohl sie in der Vergangenheit waren.

Die grünen Pflanzen oder Viridiplantae wurden traditionell in die grünen Algen (einschließlich der Steinwürfen) und die Landpflanzen unterteilt. Es ist jedoch jetzt bekannt, dass sich die Landpflanzen aus einer Gruppe von grünen Algen entwickelten paraphyletisch Gruppe, d. H. Eine Gruppe, die einige Nachkommen eines gemeinsamen Vorfahren ausschließt. Paraphyletische Gruppen werden im Allgemeinen in modernen Klassifikationen vermieden, so dass in jüngsten Behandlungen die Viridiplantae in zwei Kladen unterteilt wurden, die Chlorophyta und die Streptophyta (einschließlich der Landpflanzen und Charophyta).^[27][28]

Die Chlorophyta (ein Name, für den auch verwendet wurde alle Grüne Algen) sind die Schwestergruppe der Charophyten, aus denen sich die Landpflanzen entwickelten. Es gibt ungefähr 4.300 Arten,^[29] hauptsächlich einzellige oder mehrzelluläre Meeresorganismen wie den Meeressalat, Ulva.

Die andere Gruppe innerhalb der Viridiplantae ist das hauptsächlich frischwasser- oder terrestrische Streptophyta, das zusammen mit der Charophyta aus den Landpflanzen besteht, die selbst aus mehreren Gruppen von grünen Algen bestehen, wie die Desmids und Steinwürfel. Streptophytenalgen sind entweder einzellig oder bilden mehrzellige Filamente, verzweigt oder unverzweigt.^[28] Die Gattung Spirogyra ist eine filamentöse Streptophytenalge, die vielen bekannt ist, da es häufig im Unterricht verwendet wird und einer der Organismen ist, die für den Algen "Abschaum" auf Teichen verantwortlich sind. Die Süßwassersteinwürfen ähneln stark Landpflanzen und gelten als ihre engsten Verwandten. Sie wachsen in frisches Wasser und bestehen aus einem zentralen Stiel mit Zweigwirbeln.

Pilze

Linnaeus ' Die ursprüngliche Klassifizierung legte die Pilze in die Plantae, da sie zweifellos weder Tiere noch Mineralien waren und dies die einzigen anderen Alternativen waren. Mit Entwicklungen des 19. Jahrhunderts in Mikrobiologie, Ernst Haeckel stellte das neue Königreich Protista zusätzlich zu Plantae und Animalia ein, aber ob Pilze am besten in die Plantae platziert wurden oder als Protisten umstritten waren. Im Jahr 1969,, Robert Whittaker schlug die Schaffung des Königreichspilzes vor. Molekulare Beweise haben seitdem gezeigt, dass die jüngste gemeinsame Vorfahren (Concestor), der Pilze war wahrscheinlich ähnlicher wie die der Animalia als dem von Plantae oder einem anderen Königreich.^[30]

Die ursprüngliche Neuklassifizierung von Whittaker basierte auf dem grundlegenden Unterschied in der Ernährung zwischen den Pilzen und den Plantae. Im Gegensatz zu Pflanzen, die im Allgemeinen durch Photosynthese Kohlenstoff gewinnen und so genannt werden Autotrophe, Pilze besitzen keine Chloroplasten und erhalten im Allgemeinen Kohlenstoff, indem sie die umgebenden Materialien abbauen und absorbieren. Heterotrophe Saprotrophe. Darüber hinaus unterscheidet sich die Unterstruktur von mehrzelligen Pilzen von der von Pflanzen, wobei die Form vieler chitinöser mikroskopischer Stränge angenommen wird, die genannt werden Hyphen, was weiter in Zellen unterteilt werden kann oder a bilden kann Syncytium viele enthalten eukaryotisch Kerne. Fruchtkörper, von denen Pilze sind das bekannteste Beispiel, sind die Fortpflanzungsstrukturen von Pilzen und sind anders als alle von Pflanzen produzierten Strukturen.

Diversität

Die folgende Tabelle zeigt einige Schätzungen der Artenzahl verschiedener grüner Pflanzen (Viridiplantae). Etwa 85–90% aller Pflanzen sind Blütenpflanzen. Derzeit versuchen mehrere Projekte, alle Pflanzenarten in Online -Datenbanken zu sammeln, z. das World Flora online und Weltpflanzen listen beide etwa 391.000 Arten auf.^[31][32][33]

Vielfalt der lebenden Grünen (Viridiplantae) Divisionen

Informelle Gruppe	Abteilungsname	Gemeinsamen Namen	Anzahl lebender Arten	Ungefähre Nr. in informeller Gruppe
Grüne Algen	Chlorophyta	Grüne Algen (Chlorophyten)	3.800–4.300 [34][35]	8.500 (6.600–10.300)
	Charophyta	Grüne Algen (z.B. Desmids & Steinwürfel))	2.800–6.000 [36][37]
Bryophyten	Marchantiophyta	Leberkraut	6.000 bis 8.000 [38]	19.000 (18.100–20.200)
	Anthocerotophyta	Hornworts	100–200 [39]
	Bryophyta	Moose	12.000 [40]
Pteridophyten	Lycopodiophyta	Clubmosses	1.200 [26]	12.000 (12.200)
	Polypodiophyta	Farne, Schneebesenfarne und Hufettails	11.000 [26]
Spermatophyten	Cycadophyta	Cycads	160 [41]	260.000 (259.511)
	Ginkgophyta	Ginkgo	1 [42]
	Pinophyta	Nadelbäume	630 [26]
	Gnetophyta	Gnetophyten	70 [26]
	Magnoliophyta	Blühende Plfanzen	258.650 [43]

Die Benennung von Pflanzen wird von der bestimmt Internationaler Nomenklaturkodex für Algen, Pilze und Pflanzen und Internationaler Nomenklaturkodex für kultivierte Pflanzen (sehen kultivierte Pflanzen -Taxonomie).

Evolution

Die Entwicklung von Pflanzen hat zu einer Zunahme geführt Komplexitätsstufenvon den frühesten Algenmatten, durch Bryophyten, Lycopods, Farne zum Komplex Gymnospermen und Angiospermen von heute. Pflanzen in all diesen Gruppen gedeihen weiter, insbesondere in den Umgebungen, in denen sie sich entwickelten.

Ein Algenschaum, der auf dem Land gebildet wird Vor 1.200 Millionen Jahren, aber es war nicht bis die Ordovizische Periode, um Vor 450 Millionen JahrenDiese Landpflanzen erschienen.^[44] Neue Beweise aus der Untersuchung von Kohlenstoffisotopenverhältnissen in präkambrischen Gesteinen haben jedoch darauf hingewiesen, dass sich auf der Erde über 1000 m.y.A.^[45] Seit mehr als einem Jahrhundert wurde davon ausgegangen Frederick Orpen Bower In seinem Buch von 1908 Der Ursprung einer Landflora. Eine jüngste alternative Sichtweise, die von genetischen Beweisen unterstützt wird, besteht darin, dass sie sich aus terrestrischen Einzelzellalgen entwickelt haben.^[46] und dass sogar der gemeinsame Vorfahr von roten und grünen Algen und die einzelligen Süßwasseralgen Glaukophyten, stammt aus einer terrestrischen Umgebung in Süßwasserbiofilmen oder mikrobiellen Matten.^[47] Primitive Landpflanzen begannen spät zu diversifizieren Silurische Periode, um Vor 420 Millionen Jahrenund die Ergebnisse ihrer Diversifizierung werden frühzeitig ausführlich dargestellt Devonian fossile Baugruppe aus dem Rhynie Chert. Diese Chert konservierte frühe Pflanzen im zellulären Detail, versteinert in vulkanischen Federn. In der Mitte der devonischen Zeit sind die meisten Merkmale, die heute in Pflanzen anerkannt sind, vorhanden, einschließlich Wurzeln, Blättern und Sekundärholz, und in der späten Devon -Zeiten hatten sich Samen entwickelt.^[48] Die späten devonischen Pflanzen hatten dadurch ein gewisses Maß an Raffinesse erreicht, die es ihnen ermöglichten, Wälder von hohen Bäumen zu bilden. Die evolutionäre Innovation wurde in den kohlenstoffhaltigen und späteren geologischen Perioden fortgesetzt und dauert heute an. Die meisten Pflanzengruppen wurden von der relativ unversehrt Permo-Trias-Aussterben, obwohl sich die Strukturen der Gemeinschaften veränderten. Dies hat möglicherweise die Szene für die Entwicklung blühender Pflanzen in der Trias (~Vor 200 Millionen Jahren), die in Kreide und Tertiär explodierte. Die jüngste große Gruppe von Pflanzen, die sich weiterentwickeln, waren die Gräser, die in der Mitte des Tertiärs wichtig wurden Vor 40 Millionen Jahren. Die Gräser sowie viele andere Gruppen entwickelten neue Mechanismen des Stoffwechsels, um den niedrigen CO zu überleben₂ und warme, trockene Bedingungen der Tropen im letzten Mal 10 Millionen Jahre.

Ein 1997 vorgeschlagener Stammbaum von Plantae, nach Kenrick und Crane,^[49] ist wie folgt, mit Modifikation an der Pteridophyta von Smith et al.^[50] Das PRASINOPHYCEAE Bereich paraphyletisch Zusammenstellung von frühen divergierenden grünen Algenlinien, werden jedoch als Gruppe außerhalb der Chlorophyta behandelt:^[51] Spätere Autoren haben diesen Vorschlag nicht verfolgt.

PRASINOPHYCEAE (Mikromonaden)     Streptobionta   Embryophyten   Stomatophyten   Polysporangiate   Tracheophyten Eutracheophyten Euphyllophytina Lignophyta   Spermatophyten (Samenpflanzen)     Progymnospermophyta†     Pteridophyta     Pteridopsida (wahre Farne)     Marattiopsida     Equisetopsida (Pferdeschwanze)     Psilootopsida (Schnurrnbauchfarne & Addlers-Ziele)     Cladoxylopsida†         Lycophytina   Lycopodiophyta     Zosterophylophyta†         Rhyniophyta†         Aglaophyton†     Horneophytopsida†         Bryophyta (Moose)     Anthocerotophyta (HornWorts)         Marchantiophyta (Leberkraut)         Charophyta         Chlorophyta     Trebouxiophyceae (Pleurastrophyceae)     Chlorophyceae       Ulvophyceae

Eine neuere vorgeschlagene Klassifizierung folgt Leliaert et al. 2011^[52] und modifiziert mit Silar 2016^{[20][21][53][54]} Für die Green Algen Clades und Novíkov & Barabaš-Krasni 2015^[55] für die Landpflanzen Clade. Beachten Sie, dass die Prasistie hier in der Chlorophyta platziert sind.

Viridiplantae     Mesostigmatophyceae       Chlorokybophyceae     Spirotaenia           Chlorophyta Inc. PRASINOPHYCEAE   Streptobionta   Streptofilum       Klebormidiophyta   Phragmoplastophyta   Charophyta Rabenhorst 1863 Emend. Lewis & McCourt 2004 (Steinwürfel)       Coleochaetophyta       Zygnematophyta   Embryophyta   Marchantiophyta (Leberkraut)   Stomatophyta   Bryophyta (Wahre Moose)       Anthocerotophyta (Nicht blühende Hornarte)   Polysporangiophyta   †Horneophyta       †Aglaophyta     Tracheophyta (Gefäßpflanzen)

Grüne Algen

Später wurde eine Phylogenie basierend auf Genomen und Transkriptomen von 1.153 Pflanzenarten vorgeschlagen.^[56] Die Platzierung von Algengruppen wird durch Phylogenien stützt, die auf Genomen aus den seitdem sequenzierten Mesostigmatophyceae und Chlorokybophophyceae basieren.^[57][58] Die Klassifizierung von Bryophyta wird beide durch Puttick unterstützt et al. 2018,^[59] und durch Phylogenien, an denen die HornWort -Genome beteiligt sind, die auch seitdem sequenziert wurden.^[60][61]

	Rhodophyta       Glaukophyta   Viridiplantae   Chlorophyta       Prassinococcales               Mesostigmatophyceae       Chlorokybophyceae     Spirotaenia           Klebschlimmidiales       Chara       Coleochaetales       Zygnematophyceae       Bryophyten   Hornworts       Leberkraut     Moose             Lycophyten       Farne   Spermatophyten   Gymnospermen     Angiospermen	Chlorophytenalgenqualität Streptophyten -Algenqualität

Embryophyten

Die Pflanzen, die uns wahrscheinlich am vertrautesten sind, sind die mehrzellig Landpflanzen, genannt Embryophyten. Embryophyten umfassen die Gefäßpflanzen, wie Farne, Nadelbäume und Blütenpflanzen. Sie enthalten auch die Bryophyten, von welchem Moose und Leberkraut sind die häufigsten.

Alle diese Pflanzen haben eukaryotisch Zellen mit Zellwände zusammengesetzt aus Zelluloseund die meisten erhalten ihre Energie durch Photosynthese, verwenden hell, Wasser und Kohlendioxid Lebensmittel synthetisieren. Etwa dreihundert Pflanzenarten photosynthetisieren, aber sind Parasiten auf anderen Arten von Photosynthesepflanzen. Embryophyten unterscheiden sich von grüne Algen, die eine Art des photosynthetischen Lebens darstellen, ähnlich wie moderne Pflanzen, von denen angenommen wird, dass sie sich durch spezialisierte reproduktive Organe durch nicht reproduktive Gewebe geschützt haben.

Bryophyten erschienen zuerst im frühen Paläozoikum. Sie leben hauptsächlich in Lebensräumen, in denen Feuchtigkeit für erhebliche Zeiträume zur Verfügung steht, obwohl einige Arten wie z. Targionia, sind trockierungstolerant. Die meisten Bryophytenarten bleiben während ihres gesamten Lebenszyklus klein. Dies beinhaltet eine Abwechslung zwischen zwei Generationen: a Haploid Bühne, die genannt Gametophyten, und ein diploid Bühne, die genannt Sporophyte. In Bryophyten ist der Sporophyten immer unverzweigt und bleibt ernährungsphysiologisch von seinem Eltern -Gametophyten abhängig. Die Embryophyten haben die Fähigkeit, a zu sekretieren Kutikula Auf ihrer äußeren Oberfläche eine wachsartige Schicht, die Widerstand gegen die Austrocknung verleiht. In dem Moose und Hornworts Eine Nagelhaut wird normalerweise nur auf dem Sporophyten erzeugt. Stomata Fehlen in Leberkraut, treten aber auf der Sporangie von Moosen und Hornkriegen auf, was den Gasaustausch ermöglicht.

Gefäßpflanzen erschienen zuerst während der Silur Zeitraum und durch die Devonian hatte diversifiziert und in viele verschiedene terrestrische Umgebungen ausgebreitet. Sie entwickelten eine Reihe von Anpassungen, die es ihnen ermöglichten, sich auf immer mehr trockenere Orte auszubreiten, insbesondere das Gefäßgewebe Xylem und Phloem, das transportiert Wasser und Lebensmittel im gesamten Organismus. Wurzelsysteme, die in der Lage sind, Bodenwasser und Nährstoffe zu erhalten, entwickelten sich auch während des Devon. In modernen Gefäßpflanzen ist der Sporophyten typischerweise groß, verzweigt, ernährungsphysiologisch unabhängig und langlebig, aber es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass paläozoische Gametophyten genauso komplex waren wie die Sporophyten. Die Gametophyten aller vaskulären Pflanzengruppen entwickelten sich zu Größe und Bedeutung im Lebenszyklus.

In Samenpflanzen die Mikrogametophyten wird von einem mehrzellulären frei lebenden Organismus zu einigen Zellen in einem Pollenkorn und dem Miniaturisierten reduziert Megagametophyte bleibt im Megasporangium, der an die Elternpflanze gebunden ist und von der Elternanlage abhängig ist. Ein Megasporangium, das in einer Schutzschicht eingeschlossen ist, die als Integument bezeichnet wird Samenanlage. Nach der Befruchtung durch Spermien, die durch Spermien erzeugt werden durch Pollen Körner, ein Embryo -Sporophyten entwickelt sich im Ovule. Die Integument wird zu einer Samenschicht, und der Eizelle entwickelt sich zu einem Samen. Saatgutpflanzen können unter extrem trockenen Bedingungen überleben und sich vermehren, da sie nicht von freiem Wasser für die Bewegung von Spermien oder die Entwicklung von Gametophyten des freien Lebens abhängig sind.

Die ersten Samenpflanzen, Pteridospermen (Samenfarne), jetzt ausgestorben, erschien im Devon und diversifiziert durch den Karbon. Sie waren die Vorfahren der Moderne Gymnospermen, von denen vier überlebende Gruppen heute weit verbreitet sind, insbesondere die Nadelbäume, die dominant sind Bäume in verschiedenen Biomes. Der Name Gymnosperm kommt von der griechisch γυμνόσπερμος, eine Komposit von γυμνός (gymnos zündete. 'nackt') und σπέρμα (sperma zündete. 'Samen'), da die Eizellen und nachfolgenden Samen nicht in eine Schutzstruktur (Carpels oder Früchte) eingeschlossen sind, sondern nackt sind, typischerweise auf Kegelwaagen.

Fossilien

Anlage Fossilien enthalten Wurzeln, Holz, Blätter, Samen, Obst, Pollen, Sporen, Phytolithen, und Bernstein (Das von einigen Pflanzen hergestellte fossile Harz). Fossile Landpflanzen werden in terrestrischen, lacustrin-, fluvialen und nahe gelegenen Meeressedimenten aufgezeichnet. Pollen, Sporen und Algen (Dinoflagellaten und Acritarchs) werden zur Datierung von Sedimentgesteinssequenzen verwendet. Die Überreste fossiler Pflanzen sind nicht so häufig wie fossile Tiere, obwohl in vielen Regionen weltweit aus der Region pflanzliche Fossilien reichlich vorhanden sind.

Die frühesten Fossilien, die eindeutig dem Königreich Plantae zugeordnet werden können, sind fossilgrüne Algen aus dem Cambrian. Diese Fossilien ähneln verkalkt mehrzellig Mitglieder von Dasycladales. Vorhin Precambrian Fossilien sind bekannt, dass ein einzelner Zellgrün-Algen ähnelt, aber die endgültige Identität mit dieser Gruppe von Algen ist ungewiss.

Die frühesten Fossilien, die dem grünen Algen aus dem zugeschrieben werden Precambrian (ca. 1200 mya).^[62][63] Die widerstandsfähigen Außenwände von Prasinophyte Zysten (bekannt als Phycomata) sind in fossilen Ablagerungen des Paläozoikum (ca. 250–540 mya). Ein filamentöses Fossil (Proterokladus) aus dem mittleren Neoproterozoikum (ca. 750 mya) wurde dem zugeschrieben Kladophorales, während die ältesten zuverlässigen Aufzeichnungen der Bryopsidales, Dasycladales) und Steinwürfel sind von der Paläozoikum.^[51][64]

Die ältesten bekannten Fossilien von Embryophyten stammen aus dem Ordovizer, obwohl solche Fossilien fragmentarisch sind. Bis zum Silur, Fossilien von ganzen Pflanzen bleiben erhalten, einschließlich der einfachen Gefäßpflanze Cooksonia im mittleren Silurianer und der viel größere und komplexere Lycophyte Baragwanathia longifolia im späten Silurier. Vom frühen Devonianer Rhynie Chert, detaillierte Fossilien von Lykophyten und Rhyniophyten wurden gefunden, die Details der einzelnen Zellen innerhalb der Pflanzenorgane und der symbiotischen Assoziation dieser Pflanzen mit Pilzen der Ordnung zeigen Glomales. Das Devonische Periode sah auch die Entwicklung von Blättern und Wurzeln und den ersten modernen Baum, Archaeopteris. Dieser Baum mit farnähnlichem Laub und einem Kofferraum mit koniferartigen Holz war heterosporös Erzeugung von Sporen von zwei verschiedenen Größen, einem frühen Schritt in der Entwicklung von Samen.^[65]

Das Kohlemaßnahmen sind eine Hauptquelle von Paläozoikum Pflanzen Sie Fossilien mit vielen Gruppen von Pflanzen zu dieser Zeit. Die Beutehaufen von Kohleminen sind die besten Orte zum Sammeln. Kohle selbst sind die Überreste fossilisierter Pflanzen, obwohl strukturelle Details der Pflanzenfossilien in Kohle selten sichtbar sind. In dem Fossilhain bei Victoria Park in Glasgow, Schottland, die Stümpfe von Lepidodendron Bäume finden sich in ihren ursprünglichen Wachstumspositionen.

Die versteinerten Überreste von Nadelbaum und Angiosperm Wurzeln, Stängel und Geäst kann in See und Inshore lokal reichlich vorhanden sein Sedimentgestein von dem Mesozoikum und Zenozoisch Epochen. Mammutbaum und seine Verbündeten, Magnolie, Eiche, und Palmen oft gefunden werden.

Versteinertes Holz ist in einigen Teilen der Welt üblich und ist am häufigsten in trockenen oder Wüstengebieten vorhanden, in denen es leichter ausgesetzt ist Erosion. Versteinertes Holz ist oft stark schiefen (das organisches Material ersetzt durch Siliciumdioxid), und das imprägnierte Gewebe wird oft detailliert erhalten. Solche Exemplare können geschnitten und poliert werden Lapidar Ausrüstung. In allen Kontinenten wurden fossile Wälder aus versteinertem Holz gefunden.

Fossilien von Samenfarnen wie z. Glossopteris sind weit verbreitet auf mehreren Kontinenten der Südlichen Hemisphäre, eine Tatsache, die Unterstützung gab Alfred Wegener's frühe Ideen bezüglich Kontinentalverschiebung Theorie.

Struktur, Wachstum und Entwicklung

Der größte Teil des festen Materials in einer Pflanze wird aus dem entnommen Atmosphäre. Durch den Prozess von Photosynthese, die meisten Pflanzen nutzen die Energie in Sonnenlicht umwandeln Kohlendioxid aus der Atmosphäre plus Wasser, in einfach Zucker. Diese Zucker werden dann als Bausteine ​​verwendet und bilden die Hauptstrukturkomponente der Anlage. Chlorophyll, ein grünes Farben, Magnesium-klang Pigment ist für diesen Prozess wesentlich; Es ist im Allgemeinen in der Pflanze vorhanden Laubund oft auch in anderen Pflanzenteilen. Parasitäre PflanzenVerwenden Sie andererseits die Ressourcen ihres Wirts, um die für den Stoffwechsel und Wachstum erforderlichen Materialien bereitzustellen.

Pflanzen stützen sich normalerweise hauptsächlich auf den Boden für Unterstützung und Wasser (quantitativ), aber sie erhalten auch Verbindungen von Stickstoff-, Phosphor, Kalium, Magnesium und andere Elemente Nährstoffe aus dem Boden. Epiphytisch und lithophytisch Pflanzen hängen von Luft und nahe gelegenen Trümmern für Nährstoffe ab, und Fleischfressende Pflanzen Ergänzen Sie ihren Nährstoffbedarf, insbesondere für Stickstoff und Phosphor, mit Insektenbeute, die sie erfassen. Damit die Mehrheit der Pflanzen erfolgreich wachsen kann, benötigen sie auch Sauerstoff in der Atmosphäre und um ihre Wurzeln (Bodengas) zum Atmung. Pflanzen verwenden Sauerstoff und Glucose (die aus gespeicherten produziert werden können Stärke) Energie bereitzustellen.^[66] Einige Pflanzen wachsen als untergetauchte Aquatik unter Verwendung von Sauerstoff, die im umgebenden Wasser gelöst sind, und einige spezialisierte Gefäßpflanzen, wie z. Mangroven und Reed (Phragmites Australis),^[67] kann mit ihren Wurzeln wachsen anoxisch Bedingungen.

Faktoren, die das Wachstum beeinflussen

Das Genom einer Pflanze kontrolliert sein Wachstum. Zum Beispiel wachsen ausgewählte Sorten oder Genotypen des Weizens schnell und reifen innerhalb von 110 Tagen, während andere unter denselben Umgebungsbedingungen innerhalb von 155 Tagen langsamer und reifer werden.^[68]

Das Wachstum wird auch durch Umweltfaktoren bestimmt, wie z. Temperatur, verfügbar Wasser, verfügbar hell, Kohlendioxid und verfügbar Nährstoffe in der Erde. Jede Änderung der Verfügbarkeit dieser externen Bedingungen wird sich im Wachstum der Anlage und des Zeitpunkts ihrer Entwicklung widerspiegeln.

Biotische Faktoren beeinflussen auch das Pflanzenwachstum. Pflanzen können so überfüllt sein, dass kein einzelnes Individuum normales Wachstum verursacht und verursacht Etiolation und Chlorose. Optimales Pflanzenwachstum kann durch Weidetiere, suboptimale Bodenzusammensetzung, Mangel an behindert werden Mykorrhiza Pilze und Angriffe von Insekten oder Pflanzenkrankheiten, einschließlich derjenigen, die durch Bakterien, Pilze, Viren und Nematoden verursacht werden.^[68]

Einfache Pflanzen wie Algen können als Individuen kurze Lebensdauer haben, aber ihre Bevölkerungsgruppen sind üblicherweise saisonal. Jährliche Pflanzen wachsen und reproduzieren innerhalb eines Wachstumsphase, Biennalepflanzen für zwei wachsende Jahreszeiten wachsen und normalerweise im zweiten Jahr reproduzieren, und mehrjährige Pflanzen Lebe für viele wachsende Jahreszeiten und sobald sich ausgereift wird oft jährlich. Diese Bezeichnungen hängen häufig von Klima und anderen Umweltfaktoren ab. Pflanzen, die einjährig sind in alpin oder gemäßigt Regionen können in wärmerem Klima zweijährig oder ständig sein. Zu den Gefäßpflanzen gehören beides beides immergrüns das hält ihre Blätter das ganze Jahr und und Laub Pflanzen, die ihre Blätter für einen Teil davon verlieren. In gemäßigten und Boreales KlimaSie verlieren im Allgemeinen ihre Blätter im Winter; viele tropisch Pflanzen verlieren ihre Blätter während der Trockenzeit.

Die Wachstumsrate von Pflanzen ist äußerst variabel. Einige Moose wachsen weniger als 0,001 Millimeter pro Stunde (mm/h), während die meisten Bäume 0,025–0,250 mm/h wachsen. Einige Kletterarten, wie z. Kudzu, die kein dickes unterstützendes Gewebe produzieren müssen, kann bis zu 12,5 mm/h wachsen. Pflanzen schützen sich vor Frost und Dehydration Stress mit Frostschutzproteine, Hitzeschockproteine und Zucker (Saccharose ist üblich). Lea (Späte Embryogenese reichlich vorhanden) Die Proteinexpression wird durch Spannungen induziert und schützt andere Proteine ​​infolge der Aggregation vor der Aggregation Trocknung und Einfrieren.^[69]

Auswirkungen des Einfrierens

Wenn Wasser in Pflanzen gefriert, hängen die Konsequenzen für die Pflanze sehr davon ab, ob das Einfrieren in Zellen (intrazellulär) oder externen Zellen in interzellulären Räumen auftritt.^[70] Intrazelluläres Einfrieren, der normalerweise die Zelle tötet^[71] Unabhängig von der Härte der Pflanze und ihres Gewebes tritt selten in der Natur auf, da die Kühlraten selten hoch genug sind, um sie zu unterstützen. Kühlraten von mehreren Grad Celsius pro Minute werden normalerweise erforderlich, um intrazelluläre Eisbildung zu verursachen.^[72] Bei Kühlraten von wenigen Grad Celsius pro Stunde tritt in interzellulären Räumen die Trennung von Eis auf.^[73] Dies kann je nach Härte des Gewebes tödlich sein oder auch nicht. Bei gefrorenen Temperaturen friert Wasser in den interzellulären Räumen von Pflanzengewebe zuerst ein, obwohl das Wasser nicht unfrozen bleibt, bis die Temperaturen unter –7 ° C (19 ° F) sinken.^[70] Nach der anfänglichen Bildung von interzellulärem Eis schrumpfen die Zellen, wenn Wasser an das getrennte Eis verloren geht, und die Zellen werden gefriert trocknen. Diese Dehydration gilt heute als grundlegende Ursache für Einfrieren von Verletzungen.

DNA -Schäden und Reparaturen

Pflanzen sind kontinuierlich einer Reihe von biotischen und abiotischen Belastungen ausgesetzt. Diese Belastungen verursachen oft DNA -Schaden direkt oder indirekt über die Erzeugung von reaktive Sauerstoffspezies.^[74] Pflanzen sind in der Lage, eine DNA -Schadensreaktion zu erhalten, die ein kritischer Mechanismus zur Aufrechterhaltung der Genomstabilität darstellt.^[75] Die DNA -Schadensantwort ist besonders wichtig während Samen KeimungDa sich die Saatgutqualität in Verbindung mit der Akkumulation von DNA -Schäden neigt, sich mit dem Alter zu verschlechtern.^[76] Während der Keimung werden Reparaturprozesse aktiviert, um mit diesem akkumulierten DNA -Schaden umzugehen.^[77] Im Speziellen, Single- und doppelt-Strand bricht in DNA zu repariert.^[78] Doppelstrangreparatur in Pflanzen produzieren häufig DNA-Übergänge mit strukturelle Veränderungen.^{[79]: 89} Die DNA -Checkpoint -Kinase Geldautomat spielt eine Schlüsselrolle bei der Integration des Fortschritts durch Keimung mit Reparaturreaktionen auf die vom gealterten Samen angesammelten DNA -Schäden.^[80]

Pflanzenzellen

Pflanzenzellen werden typischerweise durch ihre große, wassergefüllte zentrale Auszeichnung unterschieden Vakuole, Chloroplastenund starr Zellwände das besteht aus Zellulose, Hemicellulose, und Pektin. Zellteilung ist auch durch die Entwicklung von a gekennzeichnet Phragmoplast für den Bau von a Zellplatte in den späten Phasen von Zytokinese. Genau wie bei Tieren differenzieren Pflanzenzellen und entwickeln sich zu mehreren Zelltypen. Totipotent meristematisch Zellen können unterscheiden in Gefäß, Speicherung, Schutz (z. Epidermalschicht), oder reproduktiv Gewebe mit primitiveren Pflanzen, denen einige Gewebetypen fehlen.^[81]

Physiologie

Photosynthese

Pflanzen Photosynthesewas bedeutet, dass sie ihre eigenen Lebensmittelmoleküle unter Verwendung von Energie herstellen hell. Die primären Mechanismusanlagen zur Erfassung von Lichtenergie sind die Pigment Chlorophyll. Alle grünen Pflanzen enthalten zwei Formen von Chlorophyll, Chlorophyll a und Chlorophyll b. Letzteres dieser Pigmente ist nicht in roten oder braunen Algen zu finden. Die einfache Gleichung der Photosynthese ist wie folgt:

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Immunsystem

Durch Zellen, die sich wie Nerven verhalten, empfangen und verteilen Pflanzen innerhalb ihrer Systeminformationen über einfallende Lichtintensität und -qualität. Einfache Licht, das eine chemische Reaktion in einem Blatt stimuliert, führt zu einer Kettenreaktion von Signalen auf die gesamte Pflanze über eine Art von Zelle, die als A bezeichnet wird Bündelscheidezelle. Forscher aus dem Warschauer Universitätswissenschaften In Polen stellten sich fest, dass Pflanzen ein spezifisches Gedächtnis für unterschiedliche Lichtbedingungen haben, das ihr Immunsystem gegen saisonale Krankheitserreger vorbereitet.^[82] Pflanzen verwenden Mustererkennungsrezeptoren, um konservierte mikrobielle Signaturen zu erkennen. Diese Erkennung löst eine Immunantwort aus. Die ersten Pflanzenrezeptoren konservierter mikrobieller Signaturen wurden in Reis identifiziert (XA21, 1995)^[83] und in Arabidopsis thaliana (FLS2, 2000).^[84] Pflanzen tragen auch Immunrezeptoren, die hoch variable Pathogeneffektoren erkennen. Dazu gehören die NBS-LRR-Klasse von Proteinen.

Interne Verteilung

Gefäßpflanzen unterscheiden sich von anderen Pflanzen darin, dass Nährstoffe zwischen ihren verschiedenen Teilen durch spezielle Strukturen transportiert werden, genannt Xylem und Phloem. Sie haben auch Wurzeln zum Aufnehmen von Wasser und Mineralien. Das Xylem bewegt Wasser und Mineralien von der Wurzel zum Rest der Pflanze, und das Phloem liefert die Wurzeln mit Zucker und anderen von den Blättern erzeugten Nährstoff.^[81]

Genomik

Pflanzen haben einige der größten Genome unter allen Organismen.^[85] Das größte Pflanzengenom (in Bezug auf die Genzahl) ist das von Weizen (Triticum asestivum), vorausgesetzt, 94.000 Gene zu codieren^[86] und damit fast fünfmal so viele wie die Menschliches Genom. Das erste Pflanzengenom sequenziert war das von Arabidopsis thaliana das codiert etwa 25.500 Gene.^[87] In Bezug auf die reine DNA -Sequenz ist das kleinste veröffentlichte Genom das der fleischfressenden Blasenkraut (Utricularia gibba) bei 82 MB (obwohl es immer noch 28.500 Gene codiert)^[88] während der größte, von der Norwegen Fichte (Picea Abies), erstreckt sich über 19.600 MB (codiert etwa 28.300 Gene).^[89]

Ökologie

Die von Landpflanzen und Algen durchgeführte Photosynthese ist in fast allen Ökosystemen die ultimative Quelle für Energie und organisches Material. Photosynthese, zunächst von Cyanobakterien und später durch photosynthetische Eukaryoten, veränderte die Zusammensetzung der anoxischen Atmosphäre der frühen Erde radikal, was infolgedessen jetzt 21% beträgt Sauerstoff. Tiere und die meisten anderen Organismen sind aerobauf Sauerstoff stützen; Diejenigen, die nicht auf relativ selten beschränkt sind anaerobe Umgebungen. Pflanzen sind die Primärproduzenten in den meisten terrestrischen Ökosystemen und bilden die Grundlage der Essensnetz In diesen Ökosystemen. Viele Tiere verlassen sich auf Pflanzen für Schutz sowie Sauerstoff und Nahrung. Pflanzen bilden etwa 80% der Welt Biomasse bei ungefähr 450 Gigatonnes (4,4)×10¹¹ lange Tonnen; 5.0×10¹¹ kurze Tonnen) Kohlenstoff.^[90]

Landanlagen sind Schlüsselkomponenten der Wasserkreislauf und mehrere andere Biogeochemische Zyklen. Einige Pflanzen haben koevolviert mit Stickstofffixierung Bakterien, die Pflanzen zu einem wichtigen Teil der machen Stickstoffkreislauf. Pflanzenwurzeln spielen eine wesentliche Rolle in Boden Entwicklung und Vorbeugung von Bodenerosion.

Verteilung

Pflanzen werden fast weltweit verteilt. Während sie eine Vielzahl von bewohnen Biomes und Ökoregionen, nur wenige können über die hinaus gefunden werden Tundras in den nördlichsten Regionen von Kontinentalplatten. An den südlichen Extremen Pflanzen der Antarktische Flora haben sich hartnäckig an die vorherrschenden Bedingungen angepasst.

Pflanzen sind oft die dominierende physikalische und strukturelle Komponente von Lebensräumen, in denen sie auftreten. Viele der Erde Biomes werden nach der Art der Vegetation benannt, weil Pflanzen die dominierenden Organismen in diesen Biomen sind, wie z. Grasland, Taiga und tropischer Regenwald.

Ökologische Beziehungen

Zahlreiche Tiere haben mit Pflanzen zusammengearbeitet. Viele Tiere bestäuben Blumen im Austausch gegen Lebensmittel in Form von Pollen oder Nektar. Viele Tiere Samen zerstreuenoft durch Essen Obst und die Samen in ihre Kot. Myrcophyten sind Pflanzen, die zusammen miteinander verbunden sind Ameisen. Die Pflanze bietet ein Zuhause und manchmal Lebensmittel für die Ameisen. Im Gegenzug verteidigen die Ameisen die Anlage vor Pflanzenfresser und manchmal konkurrierende Pflanzen. Ameisenabfälle liefern organische Dünger.

Die Mehrheit der Pflanzenarten hat verschiedene Arten von Pilzen, die mit ihren Wurzelsystemen in einer Art von einer Art voneinander verbunden sind gegenseitig Symbiose bekannt als Mykorrhiza. Die Pilze helfen den Pflanzen, Wasser und Mineralnährstoffe aus dem Boden zu gewinnen, während die Pflanze die in der Photosynthese hergestellten Pilzkohlenhydrate verleiht. Einige Pflanzen dienen als Häuser für endophytisch Pilze, die die Pflanze vor Pflanzenfressern schützen, indem sie Giftstoffe produzieren. Der Pilzendophophyten, Neotyphodium coenophialum, in großer Schwingel (Festuca arundinacea) hat enorme wirtschaftliche Schäden an der Viehindustrie in den USA. Viele Hülsenfrüchten haben Stickstofffixierbakterien in der Gattung Rhizobium, gefunden in Knoten ihrer Wurzeln, die Stickstoff aus der Luft für die Verwendung der Anlage reparieren. Im Gegenzug versorgen die Pflanzen Zucker an die Bakterien.^[91]

Verschiedene Formen des Parasitismus sind auch bei Pflanzen aus der halbparasitären Pflanzen ziemlich häufig Mistel Das nimmt lediglich einige Nährstoffe aus seinem Wirt, hat aber immer noch photosynthetische Blätter auf die vollständig parasitäre Broomrape und Zahnrolle das erfasst alle ihre Nährstoffe durch Verbindungen zu den Wurzeln anderer Pflanzen und hat also keine Chlorophyll. Einige Pflanzen, bekannt als myco-heterotrophenmykorrhizale Pilze parasitieren und daher als Epiparasiten auf anderen Pflanzen.

Viele Pflanzen sind EpiphytenDies bedeutet, dass sie auf anderen Pflanzen wachsen, normalerweise Bäume, ohne sie zu parasitieren. Epiphyten können ihre Wirtspflanze indirekt schädigen, indem sie Mineralnährstoffe und Licht abfangen, die der Wirt sonst erhalten würde. Das Gewicht einer großen Anzahl von Epiphyten kann Baumglieder brechen. Hemiepiphyten wie Strangler Abb Beginnen Sie als Epiphyten, setzen Sie aber schließlich ihre eigenen Wurzeln und überwältigen und töten Sie ihren Gastgeber. Viele Orchideen, Bromelien, Farne und Moose oft als Epiphyten wachsen. Bromelien -Epiphyten akkumulieren Wasser in Blattachse zu bilden Phytotelmata Das kann komplexe aquatische Nahrungsnetze enthalten.^[92]

Ungefähr 630 Pflanzen sind fleischfressend, so wie die Venusfliegenfalle (Dionaea Muscipula) und Sundau (Drosera Spezies). Sie fangen kleine Tiere ein und verdauen sie, um insbesondere Mineralnährstoffe zu erhalten Stickstoff- und Phosphor.^[93]

Wettbewerb

Der Wettbewerb tritt auf, wenn Mitglieder derselben Art oder mehrere verschiedene Arten in einem bestimmten Lebensraum um gemeinsame Ressourcen konkurrieren. Nach dem Prinzip des Wettbewerbsausschlusses, wenn die Umweltressourcen begrenzt sind, können Arten nicht von identischen Nischen belegt oder gestützt werden.^[94] Schließlich wird eine Spezies die andere übertreffen, was die benachteiligten Arten zum Aussterben erheben wird.^[94]

In Bezug auf Pflanzen wirkt sich der Wettbewerb negativ auf ihr Wachstum im Wettbewerb um gemeinsame Ressourcen aus.^[95] Diese gemeinsamen Ressourcen umfassen üblicherweise Platz für Wachstum, Sonnenlicht, Wasser und Nährstoffe. Licht ist eine wichtige Ressource, da es für die Photosynthese erforderlich ist.^[95] Pflanzen benutzen ihre Blätter, um andere Pflanzen aus Sonnenlicht zu beschatten und schnell zu maximieren, um ihre eigene Exposition zu maximieren.^[95] Wasser ist auch wichtig für die Photosynthese, und Pflanzen haben unterschiedliche Wurzelsysteme, um die Wasseraufnahme aus dem Boden zu maximieren.^[96] Einige Pflanzen haben tiefe Wurzeln, die in der Lage sind, Wasser zu finden, die tief unterirdisch gespeichert sind, und andere flachere Wurzeln, die in der Lage sind, längere Strecken zu erstrecken, um kürzlich regelwasser zu sammeln.^[96]

Mineralien sind auch wichtig für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen, bei denen Mängel auftreten können, wenn der Nährstoffbedarf nicht erfüllt wird.^[97] Zu den häufigen Nährstoffen, die zwischen Pflanzen konkurrieren, gehören Stickstoff und Phosphor. Der Raum ist auch für eine wachsende und sich entwickelnde Pflanze äußerst wichtig.^[98] Durch einen optimalen Platz ist es wahrscheinlicher, dass Blätter ausreichend Sonnenlicht ausgesetzt sind und nicht überfüllt sind, damit die Photosynthese auftritt.^[98] Wenn ein alter Baum stirbt, entsteht der Wettbewerb zwischen einer Reihe von Bäumen, um ihn zu ersetzen.^[95] Diejenigen, die weniger effektive Wettbewerber sind, tragen seltener zur nächsten Generation von Nachkommen bei.^[95]

Entgegen der Überzeugung, dass Pflanzen immer im Wettbewerb stehen, haben neue Forschungsergebnisse ergeben, dass in einer harten Umgebung reife Pflanzen, die Sämlinge schützen, der kleineren Pflanze helfen, zu überleben.^[99]

Bedeutung

Anbau

Die Untersuchung der Pflanzenverwendungen durch Menschen wird als wirtschaftliche Botanik bezeichnet oder Ethnobotanik.^[100] Der menschliche Anbau von Pflanzen ist Teil von Landwirtschaft, was die Grundlage der menschlichen Zivilisation ist.^[101] Pflanzenlandwirtschaft ist unterteilt in Agronomie, Gartenbau und Forstwirtschaft.^[102]

Essen

Menschen sind auf Pflanzen abhängig für Lebensmittelentweder direkt oder als Futter für Haustiere. Landwirtschaft befasst sich mit der Produktion von Lebensmittelpflanzen und hat spielte eine Schlüsselrolle in der Geschichte der Weltzivilisationen.Landwirtschaft umfasst Agronomie Für Ackerpflanzen, Gartenbau für Gemüse und Obst und Forstwirtschaft für Holz.^[103] Etwa 7.000 Pflanzenarten wurden für Nahrung verwendet, obwohl der größte Teil der heutigen Nahrung von nur 30 Arten stammt. Der Bürgermeister Heftklammern enthalten Getreide wie zum Beispiel Reis und Weizen, stärkehaltige Wurzeln und Knollen wie Maniok und Kartoffel, und Hülsenfrüchte wie zum Beispiel Erbsen und Bohnen. Pflanzenöle wie zum Beispiel Olivenöl und Palmöl zur Verfügung stellen Lipide, während Obst und Gemüse beitragen Vitamine und Mineralien zur Ernährung.^[104]

Medikamente

Medizinische Pflanzen sind eine Hauptquelle von organische Verbindungensowohl für ihre medizinischen als auch für ihre physiologischen Wirkungen und für die Industrie Synthese einer Vielzahl von organischen Chemikalien.^[105] Viele hundert Medikamente stammen aus Pflanzen, beide traditionellen Medikamente in Kräuterismus^[106][107] und chemische Substanzen, die aus Pflanzen gereinigt oder zuerst in ihnen identifiziert wurden, manchmal durch Ethnobotanische suchen und dann synthetisiert Für den Einsatz in der modernen Medizin. Moderne Medikamente, die aus Pflanzen abgeleitet werden, umfassen Aspirin, Taxol, Morphium, Chinin, Reserpin, Colchicine, Digitalis und Vincristine. Pflanzen, die im Kräuterteil verwendet werden enthalten Ginkgo, Echinacea, Fieber, und Saint John's Würze. Das Pharmacopoeia von Dioscorides, De Materia MedicaDie Beschreibung rund 600 Heilanlagen wurde zwischen 50 und 70 n. Chr. Geschrieben und blieb in Europa und im Nahen Osten bis etwa 1600 n. Chr. Gebraucht. Es war der Vorläufer aller modernen Pharmacopoeias.^{[108][109][110]}

Nicht -Food -Produkte

Pflanzen, die als industrielle Kulturen angebaut wurden, sind die Quelle einer Vielzahl von Produkten, die bei der Herstellung verwendet werden, manchmal so intensiv, dass die Umweltschäden gefährdet werden.^[111] Nicht -Food -Produkte umfassen essentielle Öle, Natürliche Farbstoffe, Pigmente, Wachse, Harze, Tannine, Alkaloide, Bernstein und Kork. Produkte, die aus Pflanzen abgeleitet sind, umfassen Seifen, Shampoos, Parfums, Kosmetika, Farbe, Lack, Terpentin, Gummi, Gummi, Latex, Schmiermittel, Linoleum, Kunststoff, Tinten und Zahnfleisch. Erneuerbare Kraftstoffe aus Pflanzen umfassen Brennholz, Torf und andere Biokraftstoffe.^[112][113] Das fossile Brennstoffe Kohle, Petroleum und Erdgas werden aus den Überresten von Wasserorganismen abgeleitet, einschließlich Phytoplankton in Geologische Zeit.^[114]

Strukturelle Ressourcen und Fasern aus Pflanzen werden zum Bau von Wohnungen und zur Herstellung von Kleidung verwendet. Holz wird nicht nur für Gebäude, Boote und Möbel verwendet, sondern auch für kleinere Gegenstände wie z. Musikinstrumente und Sportausrüstung. Holz ist gepolkt Papier und Karton herstellen.^[115] Stoff wird oft aus hergestellt aus Baumwolle, Flachs, Ramie oder synthetische Fasern wie z. Rayon und Acetat abgeleitet aus der Pflanze Zellulose. Faden Wird verwendet, um Stoff zu nähen, kommt ebenfalls weitgehend von Baumwolle.^[116]

Ästhetische Verwendung

Tausende von Pflanzenarten werden für ästhetische Zwecke kultiviert und Schatten bereitgestellt, die Temperaturen modifizieren, den Wind reduzieren, das Geräusch nachlassen, Privatsphäre liefern und die Bodenerosion verhindern. Pflanzen sind die Grundlage für eine Tourismusbranche in Höhe von mehreren Milliarden Dollar pro Jahr, zu der die Reise zu Reisen gehört Historische Gärten, Nationalparks, Regenwald, Wälder mit farbenfrohen Herbstblättern und Festivals wie z. Japans^[117] und Amerikas Kirschblütenfestivals.^[118]

Während ein paar Gardens sind mit Nahrungspflanzen gepflanzt, viele werden für ästhetische, ornamentale oder Naturschutzzwecke gepflanzt. Arboretums und botanische Gärten sind öffentliche Sammlungen lebender Pflanzen. In privaten Gärten im Freien, Rasengräser, Schattenbäume, Zierbäume, Sträucher, Weinreben, krautige Stauden und Bettwäschepflanzen werden verwendet. Gärten können die Pflanzen in einem naturalistischen Zustand kultivieren oder wie bei ihrem Wachstum skulpturen Topiary oder Spalier. Gartenarbeit ist die beliebteste Freizeitaktivität in den USA und die Arbeit mit Pflanzen oder Gartenbautherapie ist vorteilhaft für die Rehabilitation von Menschen mit Behinderungen.

Pflanzen können auch angebaut oder im Innenräumen als im Innenraum gehalten werden Zimmerpflanzenoder in spezialisierten Gebäuden wie z. Gewächshäuser die für die Pflege und den Anbau lebender Pflanzen ausgelegt sind. Venusfliegenfalle, empfindliche Pflanze und Auferstehungsanlage sind Beispiele für Pflanzen, die als Neuheiten verkauft werden. Es gibt auch Kunstformen Bonsai, Ikebanaund die Anordnung von geschnittenen oder getrockneten Blüten. Zierpflanzen haben manchmal den Verlauf der Geschichte verändert, wie in Tulipomanie.^[119]

Architektonische Entwürfe, die Pflanzen ähneln, erscheinen in den Hauptstädten von Antike Ägypter Säulen, die geschnitzt wurden, um entweder dem zu ähneln Ägyptischer weißer Lotus oder der Papyrus.^[120] Bilder von Pflanzen werden häufig in Malerei und Fotografie sowie in Textilien, Geld, Briefmarken, Flaggen und Wappen verwendet.

Wissenschaftliche und kulturelle Zwecke

Grundlegende biologische Forschung wurde häufig mit Pflanzen durchgeführt. Im Genetik, die Zucht von Erbsenpflanzen erlaubt Gregor Mendel die grundlegenden Gesetze für die Erbschaft abzuleiten,^[121] und Prüfung von Chromosomen in Mais erlaubt Barbara McClintock ihre Verbindung zu ererbten Merkmalen demonstrieren.^[122] Die Pflanze Arabidopsis thaliana wird in Laboratorien als verwendet Modellorganismus zu verstehen wie Gene Kontrolle des Wachstums und der Entwicklung von Pflanzenstrukturen.^[123] NASA sagt voraus, dass Raumstationen oder Weltraumkolonien eines Tages auf Pflanzen angewiesen sind Lebenserhaltung.^[124]

Alte Bäume werden verehrt und viele sind berühmt. Baumringe selbst sind eine wichtige Methode zur Archäologie und dienen als Aufzeichnung früherer Klimazonen.^[125]

Pflanzen finden prominent in Mythologie, Religion und Literatur.^{[126][127][128]} Sie werden als verwendet als National und staatliche Embleme, einschließlich Staatsbäume und State Blumen. Pflanzen werden häufig als Denkmäler, Geschenke und zu besonderen Anlässen wie Geburten, Todesfällen, Hochzeiten und Feiertagen verwendet. Die Anordnung von Blumen kann verwendet werden, um versteckt zu senden Mitteilungen.

Negative Auswirkungen

Unkraut sind kommerzielle oder ästhetisch unerwünschte Pflanzen in verwalteten Umgebungen wie z. Farmen, Stadtgebieten, Gardens, Rasenflächen, und Parks. Menschen haben Pflanzen über ihre Heimatbereiche hinaus verbreitet und einige dieser eingeführten Pflanzen werden angreifend, Schaden vorhandenen Ökosystemen durch Verdrängungen einheimischer Arten und manchmal zu ernstem Unkraut des Anbaus.

Pflanzen können Tiere, einschließlich Menschen, Schaden zufügen. Pflanzen, die produzieren Windblasenpollen rufen allergische Reaktionen bei Menschen an, die unter leiden Heuschnupfen. Eine Vielzahl von Pflanzen ist giftig. Toxalbumine sind pflanzliche Gifte für die meisten Säugetiere tödlich und wirken als schwerwiegende Verbrauchsabschreckung. Mehrere Pflanzen verursachen Hautreizungen, wenn sie berührt werden, wie z. Giftiger Efeu. Bestimmte Pflanzen enthalten Psychopharmaka Chemikalien, die extrahiert und aufgenommen oder geräuchert werden, einschließlich Nikotin aus Tabak, Cannabinoide aus Cannabis sativa, Kokain aus Erythroxylon Coca und Opium aus Schlafmohn. Rauchen verursacht Gesundheit oder sogar Tod Schäden, während einige Medikamente auch schädlich oder tödlich für Menschen sein können.^[129][130] Sowohl illegale als auch rechtliche Drogen, die aus Pflanzen stammen, können negative Auswirkungen auf die Wirtschaft haben und die Produktivität der Arbeitnehmer und die Strafverfolgungskosten beeinflussen.^[131][132]

Siehe auch

Verweise

Weitere Lektüre

Allgemein

• Evans, L.T. (1998). Fütterung der zehn Milliarden Pflanzen und Bevölkerung Wachstum. Cambridge University Press. Taschenbuch, 247 Seiten. ISBN0-521-64685-5.
• Kenrick, Paul & Crane, Peter R. (1997). Der Ursprung und die frühe Diversifizierung von Landpflanzen: Eine kladistische Studie. Washington, D.C.: Smithsonian Institution Press. ISBN1-56098-730-8.
• Raven, Peter H.; Evert, Ray F.; & Eichhorn, Susan E. (2005). Biologie von Pflanzen (7. Aufl.). New York: W.H. Freeman und Gesellschaft. ISBN0-7167-1007-2.
• Taylor, Thomas N. & Taylor, Edith L. (1993). Die Biologie und Entwicklung fossiler Pflanzen. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall. ISBN0-13-651589-4.
• Trewavas A (2003). "Aspekte der pflanzlichen Intelligenz". Annalen der Botanik. 92 (1): 1–20. doi:10.1093/AOB/MCG101. PMC 4243628. PMID 12740212.

Artenschätzungen und Zählungen

• Internationale Union für Erhaltung der Natur und natürlichen Ressourcen (IUCN) Artenüberlebenskommission (2004). IUCN Red List Die IUCN -rote Liste der bedrohten Arten.
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Externe Links

• Jones, T.M.; Reid, C.S.; Urbatsch, L.E. "Visuelle Untersuchung von Divisionspflanzen". {{}}: Journal zitieren erfordert |journal= (Hilfe) (erfordert Microsoft Silverlight)
• Chaw, S.-M.; et al. (1997). "Molekulare Phylogenie von vorhandenen Gymnospermen und Samenpflanzenentwicklung: Analyse von nuklearen 18S -rRNA -Sequenzen" (PDF). Mol. Biol. Evol. 14 (1): 56–68. doi:10.1093/oxfordjournals.molbev.A025702. PMID 9000754. Archiviert von das Original (PDF) am 24. Januar 2005.
• Index Nominum Algarum
• Interaktive Cronquist -Klassifizierung
• Pflanzenressourcen des tropischen Afrikas
• Baum des Lebens

Datenbanken für botanische und vegetation

• Datenbank in afrikanischer Pflanzen Initiative
• Australien
• Chilenische Pflanzen bei Chilebosque
• E-Floras (Flora von China, Flora von Nordamerika und anderen)
• Flora Europaea
• Flora aus Mitteleuropa (auf Deutsch)
• Flora Nordamerikas
• Liste der japanischen Wildpflanzen online
• Treffen Sie den Pflanzen-Nationalen tropischen botanischen Garten
• Lady Bird Johnson Wildflower Center - Native Plant Information Network an der University of Texas, Austin
• Die Pflanzenliste
• Landwirtschaftsdeparment der Vereinigten Staaten von Amerika nicht auf kontinentale US -Arten beschränkt