Rastline
večcelični evkarionti iz kraljestva Plantae From Wikipedia, the free encyclopedia
Rastlíne (znanstveno ime Plantae) so eno izmed kraljestev živih bitij in spadajo med evkarionte. Za rastline je značilno, da pridobivajo energijo za rast in delovanje organizma iz sončne svetlobe s pomočjo procesa fotosinteze, ki poteka v kloroplastih, poleg tega imajo njihove celice celične stene, grajene iz celuloze. Izjema so zajedavske rastline, ki so izgubile gene za klorofil in fotosintezo ter pridobivajo energijo iz drugih rastlin ali gliv. Večina rastlin je mnogoceličnih, razen nekaterih zelenih alg.
| Rastline Časovni razpon: Mezoproterozoik–danes | |
|---|---|
_version_2.png) | |
| Znanstvena klasifikacija | |
| Klad: | Diaphoretickes |
| Klad: | CAM (klad cam) |
| Klad: | Archaeplastida (arheplastidi) |
| Kraljestvo: | Plantae (rastline) H. F. Copel., 1956 |
| Debla | |
|
Glej besedilo | |
| Sinonimi | |
| |
Zgodovinsko gledano je kraljestvo rastlin, tako kot v Aristotelovi biologiji, zajemalo vsa živa bitja, ki niso bila živali, vključno z algami in glivami. Kasnejše taksonomije so kraljestva opredelile podrobneje, zato danes glive in nekatere alge ne spadajo več med rastline. Glede na definicijo v tem članku rastline tvorijo klad Viridiplantae (zelene rastline), ki ga sestavljajo zelene alge in embriofiti (kopenske rastline), kot so rogovnjaki, jetrenjaki, mahovi, lisičjaki, praprotnice, iglavci in druge golosemenke ter cvetnice. Če rastline določamo na podlagi genetskih značilnosti, te poleg zelenih rastlin vključujejo tudi rdeče alge in glavkofiti, ki skupaj tvorijo klad Archaeplastida.
Opisanih je približno 380.000 vrst rastlin, od tega jih večina, približno 260.000, tvori semena. Rastline so lahko zelo majhne, sestavljene iz ene same celice ali zelo velike kot najvišja drevesa. Zelene rastline proizvedejo velik del kisika, ki ga dihamo; sladkorji, ki jih ustvarijo, so vir energije za večino ekosistemov. Številni drugi organizmi, vključno z živalmi, se prehranjujejo neposredno z rastlinami ali pa so odvisne od organizmov, ki so odvisni od rastlinske hrane.
Žita, sadje in zelenjava so osnovna človeška hrana, ki jo ljudje pridelujejo že tisočletja. Ljudje uporabljajo rastline tudi za številne druge namene, kot so gradbeni material, okraševanje, pisalne pripomočke in v veliki meri za zdravila. Z rastlinami se znanstveno ukvarja botanika, ki je veja biologije.
Definicija
Taksonomska zgodovina
V preteklosti so vsa živa bitja razvrščali v dve skupini: rastline in živali. To delitev je uvedel Aristotel (384–322 pr. n. št.), ki je v svoji biologiji razlikoval med bitji,[5] glede na vrsto njihove »duše« – živali naj bi imele »čutečo dušo«, rastline pa le »vegetativno dušo«.[6] Aristotelov učenec Teofrast je nadaljeval njegovo delo na področju taksonomije in klasifikacije rastlin.[7] Veliko kasneje je Linnaeus (1707–1778) postavil temelje sodobnega znanstvenega klasifikacijskega sistema, vendar je ohranil delitev na dve kraljestvi. Rastlinsko kraljestvo je poimenoval Vegetabilia.[7]
Alternativni koncepti
Ko za določeno skupino organizmov ali taksonov uporabljamo ime Plantae ali rastlina, se to običajno nanaša na enega izmed štirih možnih konceptov. Ti koncepti so:
| Ime(na) | Obseg | Organizacija | Opis |
|---|---|---|---|
| Kopenske rastline, znane tudi kot Embryophyta (embriofiti). | Plantae sensu strictissimo | Mnogoceličarji | Rastline v najožjem pomenu vključujejo jetrenjake, rogovnjake, mahove in višje rastline, kot tudi fosilne rastline, podobne današnjim preživelim skupinam (npr.: Metaphyta Whittaker, 1969,[8] Plantae Margulis, 1971[9]). |
| Zelene rastline, znane tudi kot Viridiplantae, Viridiphyta, Chlorobionta ali Chloroplastida | Plantae sensu stricto | Nekaj enoceličarjev, nekaj mnogoceličarjev | Rastline v ožjem pomenu vključujejo zelene alge in kopenske rastline, ki so iz njih izšle, vključno z parožnicami (Charales). Razmerja med rastlinskimi skupinami še niso v celoti razjasnjena, zato se tudi njihova poimenovanja precej razlikujejo. Klad Viridiplantae obsega organizme, ki imajo celulozo v celičnih stenah, vsebujejo klorofil a in b ter imajo plastide, obdane z dvema membranama, ki omogočajo fotosintezo in shranjevanje škroba. Ta klad je glavni subjekt tega članka (npr. Plantae Copeland, 1956[10]). |
| Archaeplastida, znan tudi kot Plastida ali Primoplantae | Plantae sensu lato | Nekaj enoceličarjev, nekaj mnogoceličarjev | Rastline v širšem pomenu vključujejo zgoraj navedene zelene rastline ter rdeče alge (Rhodophyta) in glavkofite (Glaucophyta), ki shranjujejo floridejski škrob zunaj plastidov, v citoplazmi. Ta klad zajema vse organizme, ki so pred davnimi časi pridobili primarne kloroplaste neposredno s fagocitozo cianobakterij (npr. Plantae Cavalier-Smith, 1981[11]). |
| Stare definicije rastlin (zastarelo) | Plantae sensu amplo | Nekaj enoceličarjev, nekaj mnogoceličarjev | Rastline v najširšem pomenu so v starejših, danes zastarelih klasifikacijah vključevale tudi nesorodne skupine alge, glive in bakterije (npr. Plantae ali Vegetabilia Linnaeus 1751,[12] Plantae Haeckel 1866,[13] Metaphyta Haeckel, 1894,[14] Plantae Whittaker, 1969[8]). |
Evolucija
Raznovrstnost
Obstaja približno 382.000 priznanih vrst rastlin,[15] od katerih velika večina, približno 283.000, proizvaja semena.[16] Spodnja tabela prikazuje ocene števila vrst različnih oddelkih zelenih rastlin (Viridiplantae). Približno 85–90 % vseh rastlin je kritosemenk (cvetnic). Več projektov trenutno poskuša zbrati zapise o vseh rastlinskih vrstah v spletnih zbirkah podatkov, kot je World Flora Online.[15][17]
Velikost rastlin sega od enoceličnih organizmov, kot so dezmidi (od 10 mikrometrov (μm) premera) in pikozoje (manj kot 3 µm premera),[18][19] do največjih dreves (megaflora), kot je obalna sekvoja (visoka do 120 m) in kritosemenka Eucalyptus regnans (visoka do 100 m).[20]
So najrazličnejših oblik in imajo zelo raznovrstne življenjske navade. Tako na primer med rastline uvrščamo na vlažne življenjske razmere prilagojene mahove iz skupine jetrnjakov, pa tudi kaktuse, ki so sposobni preživeti puščavsko sušo in vročino. Med rastlinami najdemo koruzo in druge zelnate vrste, ki končajo svoj življenjski krog v enem samem letu, in orjaška mamutovčeva drevesa, ki živijo tisoče let. Prav zaradi velike pestrosti oblik so se lahko rastline prilagodile in preživele v različnih okoljih ter naselile skoraj vsa območja našega planeta.
| Neformalna skupina | Ime oddelka | Domače ime | Št. živečih vrst |
|---|---|---|---|
| Zelene alge | Chlorophyta | zelene alge (chlorophytes) | 3800–4300[21][22] |
| Charophyta | zelene alge (e.g. lepotke & parožnice) | 2800–6000[23][24] | |
| Bryophyte | Marchantiophyta | jetrenjaki | 6000–8000[25] |
| Anthocerotophyta | rogovnjaki | 100–200[26] | |
| Bryophyta | mahovi | 12000[27] | |
| Pteridophyte | Lycopodiophyta | lisičjaki | 1200[28] |
| Pteridophyta | praprotnice | 11000[28] | |
| Spermatophyte (semenke) | Cycadophyta | sagovci | 160[29] |
| Ginkgophyta | ginkgo | 1[30] | |
| Pinophyta | iglavci | 630[28] | |
| Gnetophyta | gnetofiti | 70 [28] | |
| Magnoliophyta | cvetnice | 258650[31] |
Poimenovanje rastlin urejata Mednarodni kodeks nomenklature za alge, glive in rastline[32] in Mednarodni kodeks nomenklature gojenih rastlin.[33]
Evolucijska zgodovina
Predniki kopenskih rastlin so se razvili v vodi. Pred približno 1,2 milijarde let so se na kopnem pojavile preproste alge, vendar so se prve kopenske rastline pojavile šele v ordoviciju, pred približno 450 milijoni let. Te rastline so imele raven organizacije podobno današnjim mahovom.[34][35] Vendar pa fosili organizmov s sploščeno steljko v predkambrijskih kamninah nakazujejo, da so večcelični sladkovodni evkarionti obstajali že pred več kot milijardo let.[36]
Primitivne kopenske rastline so se začele hitreje razvijati v poznem silurju, pred približno 420 milijoni let. Med fosili iz tega časa najdemo briofite, lisičjakovce in praproti.[37] Njihova zgradba je dobro ohranjena v fosilih iz zgodnjega devonskega fosilnega depozita iz Rhynie chert. Te zgodnje rastline so se ohranile tako, da so okamenele v rožencu, ki je nastal v vulkanskih vročih vrelcih, bogatih s kremenom.[38]
Do konca devona so rastline razvile skoraj vse osnovne značilnosti, ki jih poznamo danes, vključno s koreninami, listi in sekundarnim lesom v drevesih, kot je Archaeopteris.[39][40] V karbonu so se razvili gozdovi v močvirjih, kjer so prevladovali lisičjakovci in preslice, ki so lahko dosegali velikost dreves. Pojavile so se zgodnje golosemenke, prve semenke.[41] Permsko-triasno izumrtje je močno spremenilo ekosisteme.[42] To je morda bil začetek razvoja cvetočih rastlin v triasu (pred približno 200 milijoni let).[43][44][45] Iglavci so se širili od poznega triasa naprej in so v juri postali prevladujoč del flore.[46][47]
.jpg)
Filogenija
Leta 2019 so znanstveniki predlagali filogenetsko drvo, ki temelji na genomih in transkriptomih 1153 rastlinskih vrst.[48] Uvrstitev skupin alg podpirajo filogenetske analize, ki temeljijo na sekvenciranih genomih vrst iz družin Mesostigmatophyceae in Chlorokybophyceae. Ta analiza obravnava tako »klorofitne alge« in »streptofitne alge« kot parafiletski skupini (navpične črte poleg diagrama filogenetskega drevesa), saj so kopenske rastline evolucijsko izšle iz teh skupin.[49][50] Razvrstitev Bryophyta podpirajo tako Puttick et al. 2018,[51] kot tudi novejše filogenetske analize, ki vključujejo sekvencirane genome rogovnjakov.[52][53]
| Archaeplastida |
|
"klorofitne alge" "streptofitne alge" | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.jpg){kind=small}
.jpg){kind=small}
.jpg){kind=small}
_1022.jpg){kind=small}
.jpg)
_graft_clone_collection_in_Röykkä_Finland.jpg){kind=small}
Fiziologija rastlin
Rastlinske celice
Rastlinske celice imajo posebne lastnosti, ki jih druge evkariontske celice (kot so živalske) nimajo. Med te lastnosti sodijo velika, z vodo napolnjena osrednja vakuola, kloroplasti in močna prožna celična stena, ki je izven celične membrane. Kloroplasti so nastali iz nekdanje simbioze med nefotosintetsko celico in fotosintetskimi cianobakterijami. Celična stena, ki je večinoma zgrajena iz celuloze, omogoča rastlinski celici, da se napolni z vodo, ne da bi počila. Vakuola rastlinski celici omogoča, da spreminja svojo velikost, medtem ko količina citoplazme ostaja enaka.[54]
Zgradba rastlin
Večina rastlin je mnogoceličnih. Rastlinske celice se diferencirajo v različne tipe celic, ki tvorijo tkiva, kot je prevajalno tkivo s specializiranim ksilemom in floemom v listnih žilah in steblih, ter organe z različnimi fiziološkimi funkcijami. Korenine absorbirajo vodo in minerale, stebla zagotavljajo oporo ter prenašajo vodo in sintetizirane molekule, listi omogočajo fotosintezo, cvetovi pa so namenjeni razmnoževanju.[55]
Listi so za rastline nekakšne tovarne za predelavo hrane. V listnih celicah so majcena telesa, imenovana kloroplasti, kjer se s postopkom fotosinteza prideluje hrana. Kloroplasti vsebujejo zeleno snov, imenovano klorofil, ki daje rastlinam zelen videz. Rastline za fotosintezo potrebujejo vodo in ogljikov dioksid. Voda se dovaja po steblu v liste skozi osrednjo žilo in žilice. Odprtine na površju listov – listne reže, omogočajo izhlapevanje vode in sprejemanje ali sproščanje kisika. Listi rastlin so oblikovani zelo različno.
Cvetovi vsebujejo razmnoževalne organe rastline, dele, s katerimi bo pridelala semena, iz katerih bodo potem vzniknile nove rastline. Razmnoževalne organe obdajajo in varujejo venčni in čašni listi. Venčni listi so pogosto živo obarvani in dehteči, da privabljajo žuželke, ptice in druge živali, ki imajo pomembno vlogo pri razmnoževanju rastlin.
Steblo nosi liste in dovaja vodo iz korenin po njem se pretaka voda in hrana. Vsebuje sveženje cevk, ki jim pravimo žilno tkivo. Ločimo dve vrsti cevk: ksilemske (vodovodne) za dovajanje vode in floemske (sitaste)za dovajanje raztopljenih hranljivih snovi. Rastlina raste od končnega popka na vrhu vsakega stebla.
Korenine zasidrajo rastlino v zemlji ter iz prsti srkajo vodo in raztopljene mineralne snovi. Tako kot steblo so sestavljene iz žilnega tkiva. Prekrivajo jih tanki laski, skozi katere prihaja voda v korenine, nekatere rastline, kot na primer korenje, redkvica in repa, imajo le glavno korenino, v kateri shranjujejo hranljive snovi. Obdajajo jo manjše sekundarne korenine. Druge rastline imajo številne tanke, vlaknate korenine.
Fotosinteza
Fotosinteza je proces, s katerim zelene rastline pridelujejo hrano v svojih listih. Med fotosintezo se voda in ogljikov dioksid spreminjata v saharozo in kisik. Saharoza je hrana rastlin. Rastline ne potrebujejo vsega kisika, ki ga uporablja med fotosintezopridelajo med fotosintezo, tako da se ga nekaj sprošča v ozračje.[56][57][58] Fotosintezo poganja energija sonca. Klorofil, ki je zelena snov v listih rastlin, vsrkava energijo sončne svetlobe in jo spreminja v kemično energijo, ki se lahko. Kemijska enačba za fotosintezo je:[59]
![{\displaystyle {\ce {6CO2{}+6H2O{}->[{\text{svetloba}}]C6H12O6{}+6O2{}}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/679a66e6cd6f7e54086b82f8bdd7fae5f1dcfbe0)
Rastline potrebujejo vodo za fotosintezo in tudi kot nadomestek za tekočino, izgubljeno s transpiracijo. Če rastlinske celice nimajo dovolj vode, rastlina oveni. Rastline črpajo vodo iz prsti, voda pa vsebuje tudi mineralne snovi, ki jih rastline potrebujejo za rast.
Rastline, ki so sekundarno prevzele parazitski način življenja, lahko izgubijo gene, vključene v fotosintezo in proizvodnjo klorofila.[60]
Tropizem
Rastline so občutljive za različne dražljaje. Načinu, kako se rastline obračajo ali rastejo proti dražljajem (ali proč od njih), pravimo tropizem.[61]
Glede na tip dražljaja poznamo več vrst tropizmov. Nekateri izmed njih so:
- aerotropizem - rast rastlin proti ali stran od vetra[62] ali rast podzemnih organov rastline proti dobro prezračenemu predelu tal[63]
- fototropízem - rast rastlin proti enostranskemu viru svetlobe[64]
- hidrotropizem - rast korenin proti bolj mokrim predelom tal[65][66]
- gravitropizem - rast glavne korenine usmerjena proti viru težnosti, poganjkov pa stran od vira.[67][68]
Rast in obnova
Rast rastline je določena z medsebojnim vplivom njenega genoma ter fizičnega in biotskega okolja.[69] Dejavniki fizičnega ali abiotskega okolja vključujejo temperaturo, vodo, svetlobo, ogljikov dioksid in hranila v tleh.[70] Biotski dejavniki, ki vplivajo na rast rastlin, so gostota rasti, paša, koristne simbiotske bakterije in glive ter napadi žuželk ali rastlinske bolezni.[71]
Zmrzal in dehidracija lahko poškodujeta ali ubijeta rastline. Nekatere rastline imajo v citoplazmi proteine proti zmrzali, proteine vročinskega šoka in sladkorje, ki jim omogočajo prenašanje teh obremenitev.[72] Rastline so nenehno izpostavljene različnim fizičnim in biotskim stresom, ki povzročajo poškodbe DNK, vendar lahko večino teh poškodb prenesejo in popravijo.[73]
Razmnoževanje rastlin
Rastline se razmnožujejo, da ustvarijo potomce, bodisi spolno, ki pri čemer sodelujejo gamete, bodisi nespolno z običajno rastjo. Mnoge rastline uporabljajo oba mehanizma.[74]
Spolno razmnoževanje
Pri spolnem razmnoževanju imajo rastline zapletene življenjske cikle, ki vključujejo menjavo generacij. Ena generacija je sporofit, je diploiden (z 2 nizoma kromosomov) in tvori naslednjo generacijo, gametofit, ki je haploiden (z enim nizom kromosomov). Nekatere rastline se razmnožujejo tudi nespolno s sporami. Pri nekaterih necvetočih rastlinah, kot so mahovi, večino vidnega dela rastline predstavlja spolni gametofit,[75] medtem ko pri semenkah (golosemenkah in cvetnicah) večino vidne rastline tvori sporofit, gametofit pa je zelo majhen. Cvetoče rastline se spolno razmnožujejo s cvetovi, ki vsebujejo moške in ženske dele. Ti so lahko v istem (hermafroditnem) cvetu, v različnih cvetovih iste rastline ali na različnih rastlinah. Prašniki proizvajajo pelod, ki proizvajajo moške spolne celice. Te vstopijo v semensko zasnovo, da oplodijo jajčno celico ženskega gametofita. Oploditev poteka znotraj plodnih listov ali plodnic ki se razvijejo v plodove s semeni. Plodovi se lahko razširjajo kot celota ali pa se odprejo in sprostijo posamezna semena.[76]
Razvoj semena
Cvetovi vsebujejo razmnoževalne organe, se pravi dele, ki razvijajo moške in ženske celice. Delom, ki vsebujejo moške celice, pravimo prašniki, tistim, ki vsebujejo ženske celice, pa plodni listi. Nekatere rastline imajo le po en plodni list v vsakem cvetu. Druge, kot na primer zlatica, jih imajo več. Znotraj vsakega plodnega lista je plodnica, ki vsebuje eno ali več plodnih zasnov, to je ženskih celic, vsak plodni list ima lepljiv vrh, ki mu pravimo brazda. V prašnikih nastaja na tisoče manjših zrn, ki jim pravimo pelod, in vsako zrno vsebuje moško celico. Peclji prašnikov se imenujejo prašne niti, vrhovi pa prašnice. V prašnicah so pelodne vrečice, v katerih nastaja cvetni prah, ko je ta nared, se vrečice razpočijo.
Oprašitev
Za nastanek semena mora pelod potovati od prašnikov do brazde drugega cveta istega tipa. Temu pravimo oprašitev. Pelod od cveta do cveta lahko prenašajo žuželke, netopirji, ptice ali veter. Žuželke obiskujejo cvetove, da zbirajo nektar, sladko tekočino, ki nastaja na dnu venčnih listov. Ko pristanejo na cvetu, se pelod prilepi nanje. Ko obiščejo naslednji cvet, se pelod otre na brazdi, se pravi na vrhu plodnega lista. Za cvetove, ki jih oprašijo žuželke, so bolj ali manj značilni živobarvni venčni listi in vonj, ki žuželke privlači. Venčni listi imajo pogosto vzorce, ki usmerjajo žuželke k nektarju, in jim pravimo medeni vodniki. Cvetovi, ki jih opraši veter, na primer cvetovi evkalipta, imajo venčne liste in ne izločajo nektarja ali vonja. Njihov pelod je droben in gladek in prašniki visijo zunaj cvetov, tako da pelod zlahka odpihne že rahel veter.
Oploditev
Ko zrnce peloda pristane na brazdi, razvije cev navzdol, skozi plodni list do semenskih zasnov, tako da se lahko združita moška in ženska celica. Temu pravimo oploditev, združenim celicam pa zigota. Po oploditvi plodnica zraste in se razvije v plod. Oblikujejo se semena. Rastlina ne potrebuje več svojih preostalih cvetnih delov, tako da ti ovenijo in odmrejo. Vsako seme vsebuje kalček, ki se bo razvil v novo rastlinico, in hrano, imenovano endosperm, ki zagotavlja energijo za rast nove rastline.
Nespolno razmnoževanje
Nekatere rastline se razmnožujejo brez semen. Razmnožujejo se nespolno z različnimi strukturami, ki lahko zrastejo v nove rastline. Najenostavnejša oblika tega je pri mahovih in jetrnikih, ki se lahko razdelijo na manjše dele, pri čemer lahko vsak del zraste v novo rastlino. Podoben način razmnoževanja se uporablja pri cvetnicah s potaknjenci. Nekatere rastline razvijejo pritlike, ki omogočajo rastlinam, da se širijo po površini in tvorijo klone. Številne rastline ustvarijo tudi posebne podzemne strukture za shranjevanje hrane, kot so gomolji ali čebulice, iz katerih lahko zrastejo nove rastline.[77]
Nekatere necvetoče rastline, kot so številni jetrniki, mahovi in nekatere vrste preslic, pa tudi nekatere cvetnice, razvijejo majhne skupke celic, imenovane geme (zarodni brstič), ki se lahko ločijo od matične rastline in začnejo rasti samostojno.[78][79]
Odpornost proti škodljivim organizmom
Rastline napadajo številni škodljivi organizmi. V večini primerov rastlina škodljivemu organizmu ne nudi ustreznih življenjskih razmer za razmnoževanje in razvoj, ker ne zagotavlja esencialnih hranil, ima strukturne bariere in proizvaja toksične komponente ali pa ima razvite obrambne mehanizme s katerimi omeji napad patogenov. Rastline uporabljajo receptorje za prepoznavanje vzorcev s katerimi prepoznajo patogene kot so bakterije, ki povzročajo bolezni rastlin. Ko zaznajo patogen, sprožijo obrambni odziv. Prve take rastlinske receptorje so identificirali pri rižu[80] in pri navadnem repnjakovcu (Arabidopsis thaliana).[81]
Genomika
Rastline imajo med vsemi organizmi ene največjih genomov.[82] Največji rastlinski genom po številu genov ima pšenica (Triticum aestivum), saj vsebuje približno 94.000 genov,[83] kar je skoraj petkrat več kot človeški genom. Prvi sekvencirani rastlinski genom je bil genom navadnega repnjakovca (Arabidopsis thaliana), ki vsebuje približno 25.500 genov.[84] Če upoštevamo samo zaporedje DNK, ima najmanjši znani genom mesojeda mešinka (Utricularia gibba) s 82 milijoni baznih parov (Mb), vendar kljub temu še vedno vsebuje 28.500 genov.[85] Največji genom pa ima navadna smreka (Picea abies), ki vključuje več kot 19,6 milijard baznih parov (Gb) in približno 28.300 genov.[86]
Ekologija
Razširjenost
Rastline so razširjene skoraj po vsem svetu. Čeprav živijo v številnih biomih, ki jih je mogoče razdeliti na številne ekoregije,[87] so se le najodpornejše rastline antarktične flore, ki jih sestavljajo alge, mahovi, jetrniki, lišaji in samo dve cvetnici, ekstremnim razmeram na tem južnem kontinentu.[88]
Rastline so pogosto prevladujoči fizični in strukturni element habitatov, v katerih rastejo. Številni zemeljski biomi na Zemlji so poimenovani po vrsti vegetacije, saj so rastline tam glavni organizmi, kot so travišča, savane in tropski deževni gozdovi.[89]
Primarni proizvajalci
Fotosinteza, ki jo izvajajo kopenske rastline in alge, je glavni vir energije in organskih snovi v skoraj vseh ekosistemih. Sprva so fotosintezo opravljale cianobakterije, kasneje pa fotosintetski evkarionti, kar je močno spremenilo sestavo zgodnje Zemljine atmosfere, ki je bila sprva brez kisika. Zaradi tega procesa danes atmosfera vsebuje 21% kisika. Živali in večina drugih organizmov so aerobni in za preživetje potrebujejo kisik; medtem ko so anaerobni organizmi omejeni na redka okolja brez kisika. Rastline so primarni proizvajalci v večini kopenskih ekosistemov in tvorijo osnovo prehranjevalne verige v teh ekosistemih.[90] Rastline sestavljajo približno 80% svetovne biomase, kar znaša okoli 450 gigaton ogljika.[91]
Ekološki odnosi
Številne živali so se razvijale sočasno z rastlinami. Cvetnice so razvile sindrom opraševanja, ki spodbujajo njihovo razmnoževanje. Mnoge živali, kot so žuželke in ptice, so opraševalci, obiskujejo cvetove in pri tem nenamerno prenašajo pelod, v zameno pa dobijo hrano v obliki peloda nektarja.[92]
Mnoge živali raznašajo semena, ki so temu prilagojena. Razvili so se različni mehanizmi razširjanja. Nekateri plodovi imajo hranljivo zunanjost, ki privablja živali, medtem ko so semena prilagojena preživetju v prebavnem traktu. Nekatera semena imajo kaveljčke, s katerimi se oprimejo kožuha sesalcev.[93] Mirmekofiti so rastline, ki so se razvijale sočasno z mravljami. Rastlina mravljam nudi zavetje in včasih tudi hrano, v zameno pa jo mravlje branijo pred rastlinojedci in konkurenco drugih rastlin. Odpadki mravelj služijo kot organsko gnojilo.[94]
Večina rastlinskih vrst ima v koreninskem sistemu glive, s katerimi tvorijo vzajemno simbiozo, znani kot mikoriza. Glive rastlinam pomagajo pri pridobivanju vode in mineralnih snovi iz tal, rastline pa jim v zameno zagotavljajo ogljikove hidrate, ki jih proizvedejo s fotosintezo.[95] Nekatere rastline služijo kot dom za endofitne glive, ki ščitijo rastlino pred rastlinojedci z izločanjem toksinov. Ena izmed teh je gliva Neotyphodium coenophialum v trstikasti bilnici (Festuca arundinacea) in ima v ameriški živinoreji status škodljivca.[96]
Številne stročnice v gomoljih svojih korenin gostijo bakterije rizobij, ki vežejo dušik iz zraka in ga pretvarjajo v obliko, ki jo rastlina lahko uporabi. V zameno rastline bakterijam zagotavljajo sladkorje.[97] Tako vezan dušik postane dostopen tudi drugim rastlinam, kar je pomembno za kmetijstvo. Na primer, kmetje pogosto uporabljajo kolobarjenje – najprej posejejo stročnice, kot so fižol, nato pa žita, kot je pšenica.. Na ta način zmanjšajo potrebo po dodajanju dušikovih gnojil in izboljšajo rodovitnost tal.[98]
Približno 1% rastlin je zajedavskih. Med njimi so polzajedavske rastline, kot je bela omela, ki od gostiteljske rastline črpa le del hranil, vendar ima še vedno fotosintetske liste. Po drugi strani pa popolne zajedavke, kot so pojalniki (Orobanche) in lusnec (Lathraea), ki vsa hranila pridobivajo prek povezav s koreninami drugih rastlin in zato nimajo klorofila. Polni zajedavci so lahko zelo škodljivi za svoje rastlinske gostitelje.[99]
Rastline, ki rastejo na drugih rastlinah, običajno na drevesih, vendar jih ne zajedajo, imenujemo epifiti. Ti lahko ustvarjajo različne drevesne ekosisteme. Čeprav neposredno ne škodujejo gostiteljski rastlini, jo lahko posredno ovirajo, na primer s prestrezanjem svetlobe. Hemiepifiti začnejo kot epifiti, nato pa razvijejo lastne korenine, sčasoma prerastejo gostitelja in ga ubijejo. Med epifite sodijo številne kukavičevke, ananasovke, praproti in mahovi.[100] Nekatere ananasovke zbirajo vodo, ki lahko podpirajo zapletene vodne prehranjevalne mreže.[101]
Približno 630 vrst rastlin je mesojedih, kot sta muholovka (Dionaea muscipula) in rosika (Drosera). Te rastline ujamejo majhne živali in jih prebavijo, da pridobijo mineralna hranila, zlasti dušik in fosfor.[102]
Čebela nabira pelod (na nogi ima oranžno košaro za pelod)
Razširjanje semen z živalmi: semena s kaveljčki navadna sretena (Geum urbanum), ki se oprimejo kožuha živali
Stročnice z gomolji, ki vsebujejo simbiotične bakterije rizobij, ki vežejo dušik iz zraka.
List rosike z lepljivimi dlačicami, ki se zvija, da ujame in prebavi muho.
_(cropped).jpg)
.jpg)
.jpg)
Tekmovanje za skupne vire
Tekmovanje za skupne vire zmanjšuje rast rastlin.[103][104] Ti viri vključujejo sončno svetlobo, vodo in hranila. Svetloba je ključna za fotosintezo,[103] zato rastline uporabljajo svoje liste, da zasenčijo druge rastline in hitro rastejo, da povečajo svojo izpostavljenost svetlobi.[103] Voda je prav tako nujna za fotosintezo; korenine tekmujejo za čim večji vnos vode iz tal.[105] Nekatere rastline imajo globoke korenine, s katerimi dosežejo podzemno vodo, druge pa imajo plitvejše in daljše korenine, da zajamejo deževnico.[105] Minerali so pomembni za rast in razvoj rastlin.[106] Običajna hranila, za katera rastline tekmujejo, so dušik, fosfor in kalij.[107]
Pomen za ljudi
Hrana
Gojenje rastlin je temelj kmetijstva, ki je imelo ključno vlogo v zgodovini civilizacij.[108] Cvetoče rastline nam služijo kot hrana neposredno ali kot krma v živinoreji. V širšem smislu kmetijstvo vključuje različna področja: agronomija se ukvarja s poljščinami, vrtnarstvo pridelavo zelenjave in sadja, ter gozdarstvo s pridelavo lesa, tako s cvetočimi drevesi kot s iglavci.[109][110] Za prehrano se je uporabljalo približno 7.000 rastlinskih vrst, vendar danes večino hrane pridobivamo le iz 30 vrst. Med glavnimi osnovnimi živili so žita, kot sta riž in pšenica, škrobnate korenovke in gomolji, kot sta kasava in krompir, ter stročnice, kot sta grah in fižol. Rastlinska olja, kot sta olivno in palmovo olje, zagotavljajo lipide, sadje in zelenjava pa vitamine in minerale.[111] Med pomembne pridelke sodijo tudi kava, čaj in kakav, saj njihovi izdelki s kofeinom delujejo kot blaga poživila.[112] Preučevanje uporabe rastlin v človeški družbi se imenuje ekonomska botanika ali etnobotanika.[113]
Zdravila
.jpg)
Zdravilne rastline so primarni vir organskih spojin, tako zaradi njihovih zdravilnih in fizioloških učinkov kot tudi zaradi industrijske sinteze številnih organskih kemikalij.[114] Iz rastlin pridobivamo na stotine zdravil in narkotikov. Nekatera so tradicionalna zdravila, ki se uporabljajo v zeliščarstvu[115][116], nekatera pa so kemične snovi odkrite v rastlinah, nato prečiščene in uporabljene v sodobni medicini. Sodobna zdravila, pridobljena iz rastlin, vključujejo aspirin, taksol, morfin, kinin, reserpin, kolhicin, digitalis in vinkristin. Med rastline, ki se uporabljajo v zeliščarstvu, sodijo ginko, slamnik, beli vratič in šentjanževko. Pomembno farmacevtsko delo farmakopeja, De materia medica, ki ga je med letoma 50 in 70 n. št. napisal Dioskorid, opisuje približno 600 zdravilnih rastlin in je ostal v uporabi v Evropi in na Bližnjem vzhodu do okoli leta 1600 ter velja za predhodnika vseh sodobnih farmakopej.[117][118][119]
Neživilski izdelki
Industrijske rastline so pomemben vir surovin za proizvodnjo različnih izdelkov.[120] Neživilski izdelki vključujejo dišavna olja, naravna barvila, pigmente, voske, smole, tanine, alkaloide, jantar in pluto. Iz rastlin pridobivamo tudi izdelke kot so mila, šampone, parfume, kozmetiko, barve, lake, terpentin, kavčuk, lateks, maziva, linolej, plastiko, črnila in smole. Obnovljiva goriva iz rastlin vključujejo drva, šoto in druga biogoriva.[121][122] Fosilna goriva, kot so premog, nafta in zemeljski plin, so skozi geološka obdobja nastala iz ostankov vodnih organizmov, vključno s fitoplanktonom.[123] Številna nahajališča premoga izvirajo iz karbonskega obdobja Zemljine zgodovine. Kopenske rastline tvorijo tudi kerogen tipa III, ki je vir zemeljskega plina.[124][125]
Rastline zagotavljajo materiale za gradnjo bivališč in izdelavo oblačil. Les se uporablja za gradnjo zgradb, čolnov in pohištva ter za manjše predmete, kot so glasbila in športna oprema. Predeluje se tudi v celulozo za izdelavo papirja in kartona.[126] Tkanine so pogosto narejene iz bombaža, lanu, bele koprive ali sintetičnih vlaken, kot je viskoza, pridobljena iz rastlinske celuloze. Sukanciza šivanje so večinoma narejeni iz iz bombaža.[127]
Okrasne rastline
Na tisoče rastlinskih vrst gojimo zaradi njihove lepote, zagotavljanja sence, uravnavanje temperature, zmanjševanja vetra in hrupa, zagotavljanja zasebnosti in preprečevanja erozije tal. Rastline so osnova turistične industrije, ki vključuje obiske vrtov, narodnih parkov, gozdov in festivale, kot je praznik cvetočih češenj na Japonskem[128].
Rastline lahko gojimo v zaprtih prostorih kot sobne rastline ali v posebnih zgradbah, kot so rastlinjaki. Obstajajo tudi umetniške oblike urejanja rastlin, kot so bonsaj, ikebana ter aranžiranje rezanega ali suhega cvetja. Okrasne rastline so včasih celo vplivale na zgodovino, kot med tulipomanijo – obdobjem velikega povpraševanja po tulipanih.[129]
V znanosti
_shown_in_her_laboratory_in_1947.jpg)
Tradicionalno se znanost o rastlinah imenuje botanika.[130] Temeljne biološke raziskave so pogosto uporabljale rastline kot modelne organizme. V genetiki je Gregor Mendel s križanjem graha odkril osnovnih zakonitost dedovanja[131], proučevanje kromosomov koruze pa je Barbari McClintock omogočila, da je dokazala njihovo povezavo z dednimi lastnostmi.[132] Rastlina Arabidopsis thaliana se v laboratorijih uporablja kot modelni organizem za razumevanje, kako geni nadzorujejo rast in razvoj rastlinskih struktur.[133] Drevesne letnice služijo za določanje starosti v arheologiji in beležijo preteklih podnebne spremembe.[134] Preučevanje rastlinskih fosilov ali paleobotanika omogoča razumevanje evolucije rastlin, premikov celin in podnebnih sprememb v preteklosti. Rastlinski fosili pomagajo tudi pri določanju starosti kamnin.[135]
V mitologiji, religiji in kulturi
Rastline, vključno z drevesi, se pojavljajo v mitologiji, religiji in literaturi.[136][137][138] V številnih indoevropskih, sibirskih in indijanskih religijah se pojavlja motiv svetovnega drevesa prikazan kot ogromno drevo, ki raste na Zemlji, podpira nebo in s koreninami sega v podzemlje. Pogosto se prikazuje tudi kot kozmično drevo ali drevo z orlom in kačo.[139][140] Oblike svetovnega drevesa vključujejo arhetipsko drevo življenja, ki je povezano z evrazijskim konceptom svetega drevesa.[141] Drug razširjen starodavni motiv, ki ga najdemo na primer v Iranu, je drevo življenja obdano s parom soočenih živali.[142]
Rože se pogosto uporabljajo kot spominska obeležja, darila in za praznovanje rojstva, smrti, poroke in prazniki. Cvetlični aranžmaji se lahko uporabljajo za pošiljanje skritih sporočil.[143] Rastline, zlasti cvetice, so pogosta tema mnogih slikarskih umetnin.[144][145]
Negativni učinki
Pleveli so rastline, ki so nezaželene zaradi komercialnih ali estetskih razlogov in rastejo v urejenih okoljih, kot so polja in vrtovi.[147] Ljudje so številne rastline razširili izven njihovih naravnih habitatov. Nekatere od teh rastlin so postale invazivne, saj škodujejo obstoječim ekosistemom z izpodrivanjem domorodnih vrst.[148]
Nekatere rastline, ki proizvajajo cvetni prah, vključno s travami, povzročajo alergijske reakcije pri ljudeh, ki trpijo za senenim nahodom.[149] Mnoge rastline proizvajajo toksine, da se zaščitijo pred rastlinojedci. Glavne vrste rastlinskih toksinov vključujejo alkaloide, terpenoide in fenole.[150] Ti so lahko škodljivi za ljudi in živino, bodisi ob zaužitju[151][152] ali, kot pri strupenem bršljanu, ob stiku.[153] Nekatere rastline negativno vplivajo na druge rastline, saj preprečujejo rast sadik ali rast bližnjih rastlin s sproščanjem alopatskih kemikalij.[154]
Glej tudi
- rastlinsko kraljestvo
- poenostavljeni rastlinski sistem
- osnovna rastlinska živila v gospodinjstvu
Sklici
Zunanje povezave
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.