|
Plantes
Les plantes (Plantae) són organismes pluricel·lulars autòtrofs (productors primaris). Les plantes obtenen l'energia que necessiten per viure mitjançant el procés bioquímic de la fotosíntesi. Inclouen organismes familiars com ara arbres, herbes, matolls, lianes, falgueres, molses i les algues verdes. S'estima que actualment existeixen unes 350.000 espècies de plantes, i es defineixen com a espermatòfits, briòfits, falgueres i falgueres afins. El 2004 se n'havien identificat unes 287.655 espècies, de les quals 258.650 fan flor i 18.000 són briòfits. Fora dels contextos de formació científica, el terme «plantes» implica una associació d'organismes amb certs trets comuns: són multicel·lulars, contenen cel·lulosa, i realitzen la fotosíntesi.[2][3] Concepte de plantaActualment s'anomenen plantes aquells organismes, individus o espècies, que formen part del regne Plantae. La circumscripció actual del regne Plantae, la definició del que ara abasta, és diferent de la seva circumscripció en el passat, i molt diferent de la de l'antic i abandonat regne vegetal, que incloïa les algues i alguns cianobacteris (inclosos en el domini Eubacteria). Concepció tradicional del regne PlantaeInicialment, la diversitat dels éssers vius va ser categoritzada de manera que tots els organismes formaven part exclusivament de dos regnes: el dels animals (Animalia) i el de les plantes (Plantae). Fins a finals del segle xix, eren els dos únics regnes en els quals s'agrupaven els éssers vius, i cada grup nou era catalogat bé com un animal, bé com una planta. És per això que van ser classificats com a plantes una diversitat de grups, actualment ubicats en altres regnes, perquè conjuntament tenien l'única característica comuna de no ingerir aliments. Quan es trobava un organisme dubtós, si fagocitava o ingeria aliments l'anomenaven «animal» i, si era un organisme autotròfic o sapròfit, era una planta. Així van ser considerats com a plantes els cianobacteris, els fongs, tots els tàxons agrupats sota el nom d'algues,[4][5] i les plantes terrestres. Encara poden observar-se aquests grups ubicats dins del regne Plantae en els antics sistemes de classificació, com el d'Adolf Engler (1892). Si bé avui la classificació de Plantae és més acotada, encara s'estudien tots aquests grups dins el camp de la botànica. Es pot dir que la botànica estudia tot el que tradicionalment ha estat considerat un vegetal. Encara avui és freqüent en la literatura de divulgació, i fins i tot en llibres de text, l'ús de planta com a sinònim de vegetal, la qual cosa dificulta al lector la comprensió de la diversitat tal com actualment la ciència la concep. Concepció actualAl segle xx, havent recopilat noves dades, es començà a postular que ni tots els organismes autotròfics, ni tots els heterotròfics que fagociten o ingereixen aliment tenien un respectiu antecessor comú, perquè aquestes formes de vida s'havien generat moltes vegades entre els éssers vius. L'ús de tècniques més avançades, com el perfeccionament del microscopi òptic, el sorgiment de la microscòpia electrònica i l'ús de tècniques bioquímiques per a la identificació d'organismes van generar la necessitat de modificar el nombre de regnes, per agrupar organismes que ja no eren tan semblants segons el coneixement del moment. D'aquesta manera va ser acceptada ràpidament l'existència de cinc regnes.[4] Dels tradicionals regnes Animalia i Plantae es van anar escindint tres grups més, tres nous regnes:
També molts autors coincidien que calia agrupar tots els regnes excepte el Monera, dins el supraregne Eukarya, ja que les diferències entre els procariotes i els eucariotes són molt més grans que entre els diferents regnes d'eucariotes. Per tant, els primers grups a ser desterrats del regne Plantae van ser els cianobacteris i els fongs, que van ser derivats a altres regnes, i també alguns organismes que eren fotosintètics però unicel·lulars van ser ubicats en el regne Protista. A causa de les dificultats per estudiar els protistes, i la manca d'anàlisis genètiques que donessin idea dels seus possibles parentius, Protista va ser creat principalment com a calaix de sastre, per ubicar en algun lloc els organismes que no se sabia quin parentiu tenien amb la resta, i no tant perquè es cregués que tinguessin un antecessor comú. Plantes terrestres i alguesLlavors, va quedar com a part del regne Plantae el que comunament coneixem com a plantes terrestres i algues. Definir al regne Plantae per les seves característiques es va tornar més fàcil: pertanyen al regne Plantae tots els organismes eucariotes multicel·lulars que obtenen l'energia per créixer i realitzar les seves activitats de la llum del Sol, energia que prenen pel procés de fotosíntesi, procés que passa en els seus cloroplasts amb ajuda d'algun tipus de clorofil·la. Això no és obstacle perquè algunes d'elles, secundàriament, hagin evolucionat cap a una adaptació al saprofitisme, a l'hemiparasitisme o al parasitisme (normalment mancades de clorofil·la i fulles). Evolució dels sistemes de classificació i dels regnes
FilogènesiFilogènesi proposada per a les plantes[6] que segueix l'esquema amb modificacions dels pteridòfits de Smith et al.[7] Les prasinofícies podrien ser un grup basal parafilètic de totes les plantes verdes.
Història del tàxonDes de temps de Carl von Linné fins ara que el terme Plantae s'ha aplicat a molts clades al llarg de la història, incloent-hi els embriòfits (més restrictiu), els arqueplàstids (més inclusiu) i altres sense valor filogenètic que incloïen tot tipus d'algues i fins i tot fongs i bacteris fotosintètics. Per especificar aquest clade es va crear els noms de viridiplantes (Viridiplantae) i clorobionts (Chlorobionta), però no ha quallat i la tendència és d'anomenar plantes a aquest clade i posar altres noms als altres grups, o bé directament desestimar-los per parafilètics. Plantes verdes o Viridiplantae Per la seva similar morfologia, molt aviat els botànics agruparen les "plantes terrestres" en el clade dels embriòfits (el nom significa ‘plantes amb embrió’). AlguesEntre les algues, només es podien establir grups per característiques distintives més o menys evidents, entre les quals el color va prendre importància: les algues de color verd eren les algues verdes, les de color vermell eren les algues vermelles, les de color bru eren les algues brunes. Agrupar les algues pel color no és tan arbitrari com sembla, ja que el color d'una planta és el resultat de la presència o absència de diferents compostos químics en ella, que molt probablement van ser heretats d'un avantpassat comú. Altres grups anomenats "algues" amb característiques més o menys evidents eren les diatomees i els dinoflagelats. Però les "algues" tenen una quantitat de formes de vida d'allò més diverses, com també adaptacions i característiques fisiològiques molt diferents, per la qual cosa les seves relacions de parentiu amb els embriòfits (plantes terrestres) i entre si encara es mantenen en la foscor. Amb les millores en el microscopi òptic, i més tard l'adveniment del microscopi electrònic de rastreig, es va obrir un món nou davant els ulls dels botànics, que mai havia estat vist abans. Quan aquestes eines van ser utilitzades per a conèixer les característiques de les cèl·lules de les plantes, se'n van descobrir noves relacions de parentiu. A les característiques cel·lulars se les anomena "ultraestructura", i en general involucren les característiques del cloroplast, de la divisió cel·lular, i dels gàmetes mòbils o espermatozous. Una anàlisi detallada de la ultraestructura de les cèl·lules durant la divisió cel·lular i dels espermatozous de les plantes va revelar, ja al llarg de la dècada del 1960, que el grup d'algues conegut com a "algues verdes" estava més emparentat amb les "plantes terrestres" que amb la resta de les "algues". Llavors va anar naixent la idea entre els botànics que les "algues verdes" i les "plantes terrestres" compartien un antecessor comú. A aquest grup avui se l'anomena Viridiplantae, o grup de les "plantes verdes". Els dos grups d'algues verdes són els parents més propers de les plantes terrestres (embriòfits). El primer d'aquests grups són els caròfits, a partir dels quals es van desenvolupar els embriòfits.[8][9][10] Origen i evolucióAparicióLes plantes varen ser dels primers éssers vius que aparegueren a la Terra. Descendeixen dels eucariotes autotròfics apareguts en l'eonotema (eó) del Proterozoic. Els seus primers representants no van ser vasculars. Per contra, tenien estructures poc diferenciades i depenien de l'aigua completament per a la seva vida. L'evolució de les algues les porta a desenvolupar les primeres fulles. Immediatament, en el període silurià començaren a desenvolupar-se les primeres plantes terrestres independents de les ja evolucionades algues dels nostres dies. Plantes terrestresLes plantes terrestres es van desenvolupar a l'aire lliure per primera vegada encara des del seu antic ordre. Cobrien roques properes a llacs i rius. A mesura que necessitaven menys aigua per a la seva subsistència van començar a créixer i a prendre forma. Per primera vegada van tenir espores diferenciades i arrels fixes que donaven nutrients a la planta. Amb 5 cm, segons s'estima, van començar a tenir la seva evolució i a tenir parts especialitzades en la fotosíntesi: les fulles. Mentre algunes van quedar sent algues de les roques, altres van viure a terra ferma en llocs humits. Per a la seva supervivència va ser necessari que reduïssin la mida, se les va anomenar briòfits o molses. Un altre grup es va desenvolupar, al contrari, amb gran mida i van definir una reproducció, hàbitat d'ombra i participació en l'ecosistema. El paper de les falgueres n'és potser el més important, són les desafiadores de les regles i adaptacions del món vegetal. Durant el carbonífer van aparèixer derivades d'un altre grup de grans plantes les gimnospermes. Des de llavors l'evolució de les plantes es veu marcada fonamentalment en la reproducció. De l'espora a la florLes coníferes, per una reproducció més sofisticada i sense necessitat de gens d'humitat, es van convertir en el juràssic, al costat de les falgueres, en les plantes dominants. Encara que les angiospermes ja havien aparegut, el seu desenvolupament es trobava incomplet. Uns 70 milions d'anys després es van adaptar amb la reproducció sexual més sofisticada dins de les plantes: la flor. Atraient insectes, són pol·linitzades per on els gàmetes masculins caiguts dels peduncles de l'estam passen pel tub fins a l'ovari, on fecunda l'òvul. La flor es transforma i arriba a ser un fruit. Per la seva suculència és consumit per herbívors, i les llavors preparades per germinar cauen a terra. Després de l'eocè, les plantes amb flors van colonitzar el planeta. Caràcters diferencialsSe'n poden descriure aquestes característiques diferencials:
Les plantes són eucariotes que es van desenvolupar a partir d'algues verdes del grup Chlorophyta durant el paleozoic; aquestes algues van colonitzar les zones emergides, gràcies a una sèrie d'adaptacions a la xerofíl·lia que va originar el grup dels embriòfits. Els embriòfits presenten alternança de generacions heterofàsica i heteromorfa, són plantes adaptades a la vida terrestre amb òrgans apendiculars, també anomenats cormobionts.
Les plantes vasculars inclouen, com a subgrup, els espermatòfits o plantes amb llavors, que es va diversificar al final del paleozoic. En aquests organismes el gametòfit està completament reduït i l'esporòfit comença la seva vida confinat en una estructura especial: la llavor.
Aquests grups també es denominen gimnospermes, excepte les plantes amb flors, que s'anomenen angiospermes. Aquest és el grup més nombrós de plantes, va aparèixer durant el Juràssic i ha arribat a ser-ne el dominant. Genètica vegetalLes cèl·lules de les plantes tenen confinat el material genètic (ADN) en tres llocs diferents. La immensa majoria del genoma és als cromosomes, al nucli cel·lular. Tanmateix, les plantes tenen ADN en alguns orgànuls als mitocondris i als cloroplasts. Els mitocondris i els cloroplasts (orgànuls amb membrana inclosos al citoplasma) es repliquen de forma independent del nucli cel·lular. Quan la cèl·lula es divideix, durant la cariocinesi, alguns van a un dels descendents i els altres a l'altre, de manera que mai quedi una cèl·lula sense mitocondris o cloroplasts. El nucli de les cèl·lules de les plantes conté genoma de tipus eucariota: igual que en els animals, l'ADN està ordenat en cromosomes i cada cromosoma és una sola molècula d'ADN lineal. En canvi, els mitocondris i els cloroplasts tenen genoma de tipus bacterià: tenen una molècula d'ADN circular per plastidis, igual que els seus ancestres, que eren bacteris. La mida de l'ADN és molt més gran en el nucli que en els orgànuls: en el nucli és tan gran que es mesura en megabases; en els mitocondris, en canvi, és d'unes 200 a 2.500 kilobases, en els cloroplasts és d'unes 130 a 160 kilobases.[11] La forma d'heretar l'ADN també difereix entre el que succeeix al nucli i als orgànuls: mentre que l'ADN del nucli s'hereta de manera biparental (com l'ADN del nucli dels animals), l'ADN dels mitocondris i el dels cloroplasts s'hereta per part d'un sol dels pares, en general per part de la mare, igual que els mitocondris dels animals. Això és degut al fet que en general els orgànuls que seran transmesos a la generació següent són els que estan ubicats a l'òvul. CreixementMecanismeEl mecanisme del creixement de les plantes encara no es coneix completament. El grup de recerca científica de l'Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP), centre mixt de la Universitat Politècnica de València i el Consell Superior d'Investigacions Científiques CSIC, va esbrinar, l'any 2011, el mecanisme que regula el creixement de les plantes d'acord amb l'hora del dia.[12][13] Les plantes no creixen de manera contínua al llarg de tot el dia, sinó que concentren el creixement preferentment al final de la nit i al principi del dia, i després dediquen la resta del temps a realitzar fotosíntesi i redistribuir els recursos energètics que generen. El patró rítmic de creixement diari depèn del funcionament d'un rellotge intern del qual disposen totes les cèl·lules vegetals, i ja era conegut que unes hormones, les giberel·lines, són indispensables perquè les cèl·lules vegetals s'expandeixin. Tanmateix, fins a la investigació de l'IBMCP no se sabia com s'acoblaven el rellotge i les giberel·lines per generar un fort patró de creixement. Ocorre que el rellotge dins les cèl·lules determina que la presència dels receptors de giberel·lines intracel·lular oscil·li rítmicament, amb mínims durant el dia, i màxims de nit. D'aquesta manera les plantes són més sensibles a les giberel·lines al final de la nit, s'activa la ruta de senyalament just aleshores, i és en aquest moment quan creixen les plantes. Si es treballa amb plantes mutants en les quals la ruta de senyalament de giberel·lines roman activa de manera permanent, aquests mutants creixen contínuament durant tot el dia, i la mida final de les plantes també és més gran. Això es podria aplicar en la pràctica per tenir un control sobre el creixement de les plantes sobretot en agricultura i jardineria. L'acoblament entre el rellotge inatracel·lular i la sensibilitat a les giberel·lines no sols determina el creixement sinó també altres processos de resposta de la planta a estímuls ambientals, incloent l'estrès abiòtic. Classificació del creixementUna classificació relacionada n'és la de les formes vitals de Raunkjaer, que classifica les plantes segons com se situen les gemmes persistents durant l'època de l'any més desfavorable i com es protegeixen. També se sol classificar el creixement vegetal, segons la pervivència del peu, en:
Les plantes més simples, com les algues unicel·lulars, tenen vides individuals curtes (dies o setmanes) i la mida de les seves poblacions varia estacionalment. Tanmateix les algues que creixen fixades al substrat solen tenir una pervivència anual. ComunicacióLes plantes estan integrades dintre de comunitats complexes, a les quals els permet poder comunicar-se entre elles per així aconseguir defensar-se, sobreviure o assegurar un nombre de mitjans pel seu creixement. Per poder compensar el que estan fixades al sòl i la manca d’òrgans especialitzats, les plantes han obtingut per selecció natural sistemes de comunicació basats en fenòmens al·lelopàtics positius, és a dir, han creat mecanismes amb els quals poden produir compostos bioquímics que poden tenir un gran pes en la supervivència, creixement i reproducció d’altres éssers vius veïns, permetent-los sobreviure de les adversitats que pateixen. Per l’aireMitjançant components orgànics volàtils (COV), quan la planta és agredida, aquests components seran deslliurats a l’aire, mètode de transport per poder arribar a les plantes del voltant i avisar-les, creant una comunicació entre elles. Les molècules utilitzades són metabòlits secundaris que sintetitza la planta per al seu funcionament fisiològic i que es troben guardades en reservoris cel·lulars. Aquests COV poden ser de diferents maneres, i es diferencien per la seva composició i la seva estructura. La diversitat dels COV és deguda a que per cada tipus d’atac, hi ha un tipus concret de COV. També hi ha uns concrets que només poden alliberar certes espècies de plantes, fent que les altres del voltant, si no són de la mateixa família, no tindran els receptors adequats per poder aconseguir i entendre aquests. Pel subsòlAquest mètode té lloc a la rizosfera, és a dir, la zona on les arrels fan la seva funció. Per a aquesta comunicació, és necessari l’ús dels mediadors biològics, els fongs. Les plantes i els fongs creen una cooperació subterrània que es diu xarxa de micorrices, permetent que mitjançant aquesta, totes les plantes d’un mateix bosc puguin comunicar-se entre elles, podent cobrir distàncies de quilòmetres quadrats. Aleshores, utilitzant aquest fenomen les plantes poden reconèixer i percebre’s entre sí fent ús del desplaçament de senyals i compostos entre les hifes i les arrels. Així, els compostos fan la funció de neurotransmissors que es mouen a través de la “sinapsis” entre les parets cel·lulars de les arrels i les hifes dels fongs. Quan les plantes estan en una situació de sequera o se’ls tallen les tiges, sorgeix un so, produït per les cavitacions quan petites bombolles d’aire són creades i creen una explosió en el xilema.[14] Les plantes solen comunicar-se quan estan en perill, i per això, la informació que més es transmet són les relacionades amb malalties o insectes que les poden estar atacant, ja que solen ser les amenaces més comuns per a elles. Quan les plantes reben aquesta informació, una de les seves tàctiques és alliberar més COV per avisar a les altres plantes, fent que un nombre més gran d’elles estigui preparat per al perill. També poden alliberar un altre tipus de COV que atrau a depredadors carnívors i paràsits, els quals faran de defensa de les plantes davant dels herbívors que les amenaçaven. Quan una planta és atacada i allibera els COV, en veritat no està avisant a les altres, sinó a les parts del seu cos que no han estat afectades perquè es preparin, i aleshores, les altres s’assabenten per casualitat. També s’utilitzen aquests mitjans de comunicació per lluitar pel terreny del subsòl. Les arrels de les plantes sintetitzen el COV i el deixen anar a la rizosfera, els quals tenen la missió d’explorar la zona per a detectar la presència de les plantes del voltant, amb l'objectiu d’atacar-les o evitar-les.[15] Regles per anomenar les plantesDavant la necessitat de donar un nom clar a cada espècie vegetal no és factible l'ús dels noms vulgars o vernaculars, la qual cosa no significa que aquests hagin de ser oblidats. Els noms vulgars tenen l'inconvenient de variar considerablement d'una regió a una altra o que espècies botàniques diferents tinguin la mateixa designació. D'altra banda, hi ha multitud d'espècies que no es coneixen per cap nom vulgar. Per això, a l'hora d'anomenar les plantes s'han de seguir una sèrie de regles acordades per la comunitat científica en el Codi Internacional de Nomenclatura Botànica, que regula també la nomenclatura d'altres éssers vius considerats anteriorment plantes, com algues i fongs. A continuació se n'indiquen les regles principals:
De vegades, després del nom científic, apareixen les partícules "ex" o "in" entre l'abreviatura de dos autors (ex. Rosa micrantha ex Sm.). En el primer cas, vol dir que el segon autor concedeix l'autoria del nom al primer, però que la veritable autoria botànica correspon al segon, és a dir, el primer va suggerir el nom i el segon el va publicar vàlidament. En el segon cas, el veritable autor és el primer, però ho fa en una obra o article de revista que correspon al segon, per la qual cosa és convenient que en quedi citat a tall de recordatori. Quan cal traslladar una espècie d'un gènere a un altre, se citarà el nom del primer autor entre parèntesis abans de l'autor que ha traslladat l'espècie. Així, per exemple, l'espècie Valeriana rubra descrita per Linneu (=L.) va ser traslladada al gènere Centranthus per Agustin Pyramus de Candolle (=DC.), per la qual cosa el seu nom va quedar com Centranthus ruber (L.) DC. També és freqüent utilitzar en els noms una sèrie de signes i abreviatures, entre les quals cal destacar els següents:
Per als cultivars s'utilitza l'abreviatura "cv." o les cometes simples (ex. Citrullus lanatus cv. Crimson Sweet o Citrullus lanatus' Crimson Sweet '). Ús de les plantesL'etnobotànica estudia l'aprofitament humà de les plantes. Constitueixen la base de l'alimentació directament per als vegetarians i indirectament per a la resta, ja que molts animals són herbívors. Les verdures, fruites, llegums i hortalisses són aliments d'origen vegetal, és a dir, son la principal font de proteïna vegetal de la dieta humana. El sucre i l'oli, elements bàsics de la cuina, són productes d'origen vegetal. La fusta d'arbres i arbusts s'usa per a construir cases, mobles i estris diversos. Les flors tenen una finalitat decorativa en la majoria de cultures. Les plantes remeieres, d'altra banda, són els medicaments més utilitzats arreu del món i gran part de la medicina i la farmàcia empren principis vegetals. Parts de les plantes
Referències
Bibliografia
Vegeu també
Enllaços externs
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.svg){kind=icon}
.svg)