Що називають рослинами? Загальні характеристики, основні групи, будова та факти

Рослини - це велике царство живих організмів, які зустрічаються на більшій частині суші планети Земля, а також у водних середовищах проживання. Ви бачите їх усюди. До них відносяться трава, дерева, квіти, чагарники, папороті, мох та багато інших.

Існує близько 320 000 видів рослин, з яких переважна більшість, близько 260-290 тисяч, дають насіння. Зелені рослини забезпечують значну частину світового кисню та є основою більшості екосистем Землі.

Що робить рослину рослиною? Загальні ознаки

Ось кілька головних особливостей, які роблять живий організм рослиною:

• Більшість рослин отримують своє харчування у вигляді процесу, званого фотосинтезом;
• У рослин є кутикула (надшкірка) – воскоподібний шар, який захищає їх надземні частини (стебла, листя, плоди) від висихання;
• У рослин є еукаріотичні клітини з твердими клітинними стінками;
• Рослини розмножуються спорами чи статевими клітинами;
• Зростають протягом усього свого життя;
• Як правило, ведуть нерухомий (прикріплений) спосіб життя.

Рослини є продуцентами, які виробляють органічні речовини за допомогою вуглекислого газу та енергії сонячного світла у процесі фотосинтезу.

Рослинна клітина

Клітини рослин мають жорсткі клітинні стінки, що складаються з целюлози, хлоропласти (які допомагають у фотосинтезі), ядра та великі вакуолі, заповнені водою.

Одна з найважливіших функцій більшості рослин – фотосинтез. Рослини використовують його для створення енергії безпосередньо із сонячного світла.

Види рослин

• Дерева - приклад судинних рослин
• Мохи - приклад несудинних рослин

Є багато різних видів рослин. Часто їх поділяють на дві основні групи: судинні та несудинні.

• Судинні - мають особливі тканини (судинно-волокнисті пучки), які допомагають переміщати речовини, такі як вода через тіло рослини. Більшість організмів, які ви, ймовірно, вважаєте рослинами, наприклад дерева, чагарники, трави та квіти, належать до цієї групи. Судинні рослини також поділяються на квіткові і неквіткові.
• Несудинні — це дрібніші рослини, такі як мохи, які використовують дифузію та осмос для переміщення поживних речовин через тіло рослини.

Також рослини прийнято поділяти на такі групи:

• Водорості (зелені водорості, харофити);
• Мохоподібні (печінкові мохи, антоцеротові мохи, мохоподібні)
• Судинні спорові (плауноподібні, папоротеподібні);
• Насіннєві рослини (саговнікові, гінкгоподібні, хвойні, гнітоподібні, квіткові рослини).

Основна структура рослин

Аркуш - Це орган рослини, який спеціалізується на фотосинтезі. Листя вловлює енергію сонячного світла, а також захоплює вуглекислий газ з атмосфери. Багато листя мають плоску форму, щоб уловлювати якнайбільше сонячного світла. Однак листя буває різних форм, у тому числі довгі тонкі голки, які можна знайти на хвойних рослинах.

Стебло - Це основна частина, що підтримує листя, квіти та плоди. У стебел є судинні тканини, які переміщують поживні речовини та воду через рослину, допомагаючи їй рости. Рослини часто зберігають поживні речовини у стеблах.

Корінь - осьовий, як правило, підземний частина рослин. Коріння допомагають утримувати рослину і збирають воду або мінеральні речовини із ґрунту. Деякі рослини зберігають їжу у своєму корінні. Є два основних типи коренів — це волокнисті корені та стрижневі корені. Головний корінь, як правило, має один великий стрижень, який росте дуже глибоко, тоді як волокнисті корені мають багато відгалужень, що ростуть у різних напрямках.

Цікаві факти про рослини

• Найбільш швидко зростаюча деревна рослина у світі - бамбук. Він може рости до 1 метра всього за один день!
• Помідори та авокадо вважаються фруктами.
• Гриби та бактерії не є рослинами, а виділяються в окремі царства. Раніше їх відносили рослинам.
• Існує близько 600 різних видів хижих рослин, які фактично їдять комах та дрібних тварин.
• Найбільша квітка у світі – раффлезія може досягати 1 метра в діаметрі.

Систематика рослин - особливості, системи та навіщо потрібна

Термін "таксономія" походить від др.-грец. τάξις - лад, порядок і νόμος - закон). Систематика рослин займається класифікацією рослин за певними встановленими правилами. Термін «таксономія» запровадили швейцарським ботаніком А. П. де Кандолем у його книзі «Елементарна теорія ботаніки» (Théorie élémentaire de la botanique).

Таксономію рослин можна визначити як розділ ботаніки, який займається характеристикою, ідентифікацією, класифікацією та номенклатурою рослин на основі їх схожостей та відмінностей.

Цілями систематики рослин є:

• Ідентифікація: визначення невідомого виду на основі його характеристик та шляхом порівняння з вже існуючими видами
• Характеристика: опис усіх характеристик новоствореного виду
• Класифікація: розміщення та систематизація відомих видів у різні групи або таксони відповідно до їх схожостей та відмінностей
• Номенклатура: присвоєння наукової назви відповідно до конвенції

Таксономія та систематика

Слово "систематика" походить від слова "система", що означає систематичне розташування організмів. Вона враховує еволюційні взаємини організмів. Систематика рослин має справу з взаємовідносинами між рослинами та їх еволюційним походженням. Систематика вивчає біологічну різноманітність та систематизує інформацію у класифікацію.

Організми класифікуються з урахуванням подібності, близькості чи спорідненості з-поміж них. Класифікація показує філогенетичні відносини між різними організмами та їх родовід. Подібність між особинами показує, що вони могли розвинутися від загального предка. Близькоспоріднені організми входять до групи, яка має загальний генофонд.

Організми поділяються на різні таксономічні категорії залежно від подібності та специфічних особливостей. Різні таксономічні категорії в їхньому ієрархічному порядку:

Число загальних ознак зменшується у міру того, як ми переходимо від виду до царства, де види мають фундаментальну схожість, а організми в тому ж царстві мають найменші спільні риси.

Системи систематики рослин

Найраніша система класифікації розглядала лише кілька рослинних ознак. Сучасні таксономічні дослідження складніші і враховують різні морфологічні, клітинні і молекулярні характеристики, наприклад, репродуктивні особливості, спосіб харчування, довкілля, еволюційні відносини тощо.

Існує три основні типи систем класифікації рослин:

• Штучні системи
• Природні системи
• Філогенетичні системи

Штучні системи

Штучні системи були ранніми системами, які намагалися класифікувати організми на основі декількох поверхневих ознак.

Вони відіграли важливу роль історії біологічної класифікації, оскільки це була спроба організувати живі організми. Недоліком було те, що вони не враховували морфологічні ознаки та еволюційні відносини. Вони надавали рівного значення рослинним та статевим ознакам, але це було помилкою. На вегетативні ознаки великий вплив має довкілля. У результаті близькі споріднені види систематизували відокремлено.

Аристотель класифікував рослини понад 2000 років тому на основі простих морфологічних ознак на трави, чагарники та дерева.

Теофраст у своїй книзі "Historia Plantarum" або "Дослідження рослин" (1454) спробував організувати рослини в різні групи на основі того, як вони розмножуються і як вони використовуються. Його називають «Батьком ботаніки».

Карл Лінней відомий як «Батько сучасної систематики». У своїй книзі Systema naturae або Система природи (1735) він дав ієрархічну систему класифікації природного світу на рослинне царство, тваринне царство і мінеральне царство.

Він розумів важливість квіткових ознак та класифікував рослини за кількістю тичинок, присутніх у них. Ця система також відома як статева система класифікації рослин.

Лінней продовжував додавати нові роботи до своїх публікацій. У "Species Plantarum" або "Види рослин" (1753) він дав короткий опис усіх відомих йому видів. У ньому він описав близько 7300 видів рослин.Лінней розділив рослинне царство на 24 класи за будовою, союзом, довжиною та кількістю тичинок.

У "Philosophia Botanica" або "Філософія ботаніки" він надав біномний спосіб для найменування кожного виду. Він називається біноміальним, тому що кожна назва складається з двох частин: 1) назва роду і 2) назва виду, наприклад Solanum melongena (баклажан), Solanum tuberosum (картопля), що мають один і той самий рід, але різні назви видів.

Природні системи

У системі при класифікації враховується більше ознак. Вона була заснована на природній схожості рослинних та квіткових ознак між рослинами, а також враховує різні зовнішні та внутрішні особливості, такі як будова клітини, типи ембріона та фітохімія.

Бентам та Гукер запропонували найважливішу природну систему класифікації квіткових рослин. Вони класифікували рослини на криптогами (неквітучі рослини) і фанерогами (квітучі рослини).

Це допомогло визначити відносини між різними групами рослин, але змогло виявити філогенетичні відносини з-поміж них.

Філогенетична система класифікації

Філогенетична система заснована на еволюційній послідовності та генетичних відносинах. Вона була розроблена після публікації теорії еволюції Дарвіна. Крім морфологічних характеристик, виявлених у історії копалин, розглядалися також генетичні складові. Система була широко прийнята біологами в усьому світі. Згідно з філогенетичною системою, всі організми, що належать до тих самих таксонів, походять від загального предка.

Різні вчені, а саме Енглер і Прантль, Хатчінсон, Тахтаян, Кронквіст, Рольф Дальгрен і Роберт Торн зробили свій внесок у філогенетичну систему класифікації.

Сучасні таксономічні досягнення

З появою молекулярної біології розробили безліч методів ідентифікації генетичних матеріалів. Це дозволило нам порівняти особин на різних таксономічних рівнях і вирішити труднощі їхньої класифікації, навіть якщо немає жодних викопних свідчень.

• Числова таксономія: математичний метод класифікації, при якому визначається споріднений зв'язок між різними видами визначення подібності численних характеристик. Цей спосіб став доступним для дослідників завдяки розвитку комп'ютерних технологій.
• Цитотаксономія: використання цитологічної інформації, такої як номер хромосоми, розмір форми тощо для класифікації живих організмів.
• Хемотаксономія: Використання біохімічних компонентів рослин для таксономічних досліджень. У хемотаксономії вивчаються білки, амінокислоти, нуклеїнові кислоти та пептиди, крохмальні зерна, віск, жири, олії, феноли тощо.

Значення систематики рослин

• Дає докладний огляд різних морфологічних та анатомічних структур виду рослин
• Впорядковує всю інформацію про рослини
• Вказує на філогенетичні відносини між видами та їх предками
• Дозволяє виявити будь-який невідомий вид та його місце у класифікації шляхом порівняння з відомими видами
• На основі систематики може бути проведений аналіз генетичних складових
• Використовується для наукової назви будь-якого виду, що дозволяє уникнути плутанини
• Допомагає зрозуміти біологічну різноманітність, яка присутня в тому чи іншому місці
• Забезпечує запис усіх відомих живих видів
• Широко використовується в сільському господарстві, медицині та лісовому господарстві.