植物


植物 （正體）

如何讀生物分類框
    植物
化石时期： 寒武纪 - 现在，详见文中
植物
植物
科学分类
域： 真核生物域
界： 植物界 Plantae
Haeckel, 1866[1]
门

绿藻植物（也可归类于原生生物界）

有胚植物

† 丝状植物

植物是生命的主要形态之一，并包含了如树木、灌木、藤类、青草、蕨类、地衣及绿藻等熟悉的生物。种子植物、苔藓植物、蕨类植物和蕨类相关等植物，据估计现存大约有 350000个物种。直至2004年，其中的287655个物种已被确认，有258650种开花植物和15000种苔藓植物。 绿色植物大部份的能源是经由光合作用从太阳光中得到的。

目录

定义

亚里斯多德将生物区分成植物（通常是不移动的）和动物（时常会移动去获取食物）两种。在林奈系统里，则被分为了植物界和动物界两界。后来，人们渐渐了解过原本定义的植物界中包含了数个不相关的类群，并将真菌和数种藻类移至新的界去。然而，对于植物仍然有许多种看法，不论是在专业上的，还是在一般大众的眼中来看。而也确实，若试图要完美地将「植物」放至单一个分类里是会发生问题的，因为对于大多数的人而言，「植物」这一词对现今分类学和系统分类学所立基的种系发生学的概念之间的关连性并不是很清楚。

当使用植物界此一特定的分类时，通常会是指三种概念的其中一种。由小至大，这三个类群为：

  • 有胚植物，做为最狭义的植物范畴，下面将会有更进一步的详述。
  • 绿色植物，由有胚植物、轮藻门（如车轴藻）和绿藻门（如石莼）所组成。此一分支是本条目的主要所指。
  • 泛植物，由上述的绿色植物、红藻和灰色藻所组成。做为最广义的植物分支，其包含了大多数在远古时直接吞噬了蓝菌而得到叶绿体的真核生物。

一般在非学术的场合里，其他可以行光合作用的生物也会被称做植物，但它们无法组成一种分类，并且有些物种和真正的植物之间并无很近的关连性。大约有375000种植物，且每年都会有更多的物种在科学界里被发现到且描述。

藻类

恩斯特·海克爾所著《自然界的藝術形式》中的綠藻。
恩斯特·海克尔所着《自然界的艺术形式》中的绿藻。
主条目：藻类

藻类是由数种可以经由光合作用产生能量的不同类群生物所组成的，但大多数的藻类并不被归类在植物界里，而是被归类在原生生物界里。大多数可见的藻类都是海苔，一种类似陆生植物的多细胞藻类，一般属于绿藻、红藻或灰色藻等藻类。这些藻类和其他的藻类类群也都包含了许多种单细胞生物。

有胚植物是由绿藻（绿藻门）演化而来的；这两个类群被合称为绿色植物，植物界通常是指此一单系群。除了有部份的绿藻例外之外，其细胞壁都含有纤维素和有着叶绿素a和b的叶绿体，并且以淀粉的方式来储存食物。以没有中心粒的方式行有丝分裂，且一般具有平滑的嵴的粒线体。

绿色植物的叶绿体被围绕在两个细胞膜里面，一般据此猜测叶绿体是由被吞噬的蓝菌在细胞内共生而来的。红藻内的叶绿体也是一样的，且一般相信这两个类群有着共同的祖先（见泛植物）。相对的，大多数其他藻类的叶绿体则有被围绕在三个或四个细胞膜里面的，它们和绿色植物之间的关系并不相近，据推测，可能是由吸收或吞噬共生掉绿藻和红藻而得来的。

真菌

主条目：真菌

真菌不再被认为是植物，虽然它们之前一度被归类为植物界。不同于有胚植物和藻类，真菌不行光合作用，而是属于腐生生物－经由腐化并吸收周围物质来获取食物。真菌不是植物，但在历史上曾被认为和植物的关系相近，甚至曾被植物学家认为就是一类植物。已经有很长的一段时间确认了在演化史上，真菌和动物之间的关系比和植物之间的关系要来得相近，但它们仍然在植物学入门中有较深入的说明，而没有在动物学入门中得到必须的对待。大多数的真菌是由被称为菌丝的微型构造所构成的，这些菌丝可能或不会被划分为细胞，但会有着真核生物的细胞核。成熟的个体（如最为人熟悉的蕈）是真菌的生殖器官。它们和任何可行光合作用的类群并不相关连，但是动物的近亲。因此，真菌被划分成它们自己的一界。

多样性

据估计，现存大约有350000个植物物种，被分类为种子植物、苔藓植物、蕨类植物和蕨类相关。直至2004年，其中的287655个物种已被确认，有258650种开花植物、16000种苔藓植物、11000种蕨类植物和8000种绿藻。

植物界的多样性
非正式的类群 门 物种数量
绿藻 绿藻门 3,800 [2]
轮藻门 4,000 - 6,000 [3]
苔藓植物 地钱门 6,000 - 8,000 [4]
角苔门 100 - 200 [5]
苔藓植物门 10,000 [6]
蕨类植物 石松门 1,200 [7]
蕨类植物门 11,000 [7]
种子植物 苏铁门 160 [8]
银杏门 1 [9]
松柏门 630 [7]
买麻藤门 70 [7]
被子植物门 258,650 [10]


种系发生

由 Kenrick 和 Crane 所提出的种系发生[11]如下，其中的蕨类植物门经过 Smith et al. 的修正[12]。绿色鞭毛藻纲是所有绿色植物的外类群。

绿色鞭毛藻纲


链形植物

有胚植物

Stomatophytes

多孢植物

维管植物
真维管植物
真叶植物
Lignophytia

种子植物


前裸子植物门 †


蕨类植物门


真蕨纲


合囊蕨纲


木贼纲


松叶蕨纲


枝蕨纲 †




石松

石松门


工蕨科 †




莱尼蕨门 †




阿格劳蕨属 †


羊角蕨纲 †




苔藓植物门


角苔门




地钱门




轮藻门




绿藻门


Trebouxiophyceae (Pleurastrophyceae)


绿藻纲



石莼纲





有胚植物

主条目：有胚植物
軟樹蕨，樹蕨的一種物種。
软树蕨，树蕨的一种物种。

一般人所熟悉的多细胞陆生植物为有胚植物。其中包括拥有完整根茎叶系统的维管植物以及部份近亲，一般称之为苔藓植物，以苔藓植物门和地钱门的植物最为常见。

这类植物都有着以纤维素组成的细胞壁所包围的真核细胞，且大部份经由光合作用（利用光和二氧化碳合成食物）来取得能量。约有三百种左右的植物物种不行光合作用，而是寄生在其他行光合作用的植物物种上。有胚植物和绿藻不同，有着被非生殖组织保护着的特化生殖器官。

苔藓植物出现于古生代初期，只能生活在有一定时期里潮湿的环境之中，虽然有些物种比较耐旱。大多数的苔藓植物一生的体形都很小。它们在两个阶段之间做世代交替：被称之为配子体的单倍体阶段和被称之为孢子体的双倍体阶段。孢子体的生存期间很短，且必须生活在其母配子体上。

维管植物出现于志留纪时，且到了泥盆纪时已分歧并分散到许多种不同的陆上生态中。它们有很多种适应的型态，允许它们能够克服苔藓植物的极限。角质层能帮植物对抗干燥，而维管束则能将水份输送到整个生物身内。维管植物的孢子体一般是独立的植物个体，而配子体只做为生殖细胞短期出现。

最早的种子植物－种子蕨和荷达树（现在都已经绝种了）出现于泥盆纪晚期并于石炭纪时开始分歧，之后经过二叠纪和三叠纪而有了更多的演化。此类物种的配子体阶段完全地退化了，而其孢子体则是以通过花粉受精，长在母植物上的种子开始成长。不像其他如蕨类等维束植物一般因为以孢子繁殖而需要湿度来助其生长，一些种子植物甚至可以在极端干燥的环境下存活并繁殖后代。

早期的种子植物为裸子植物，其胚胎在受精时还水有被特殊的结构包围，花粉直接落在胚胎上头。现今留存下来的四个类群依然普遍地分布于世界各处，尤其是松柏门在某些环境中会是优势的树种。被子植物是最后出现的植物类群，于侏罗纪时由裸子植物中演化出来，并于白垩纪时迅速地分歧出许多物种。此类植物的胚胎被组织包围，因此花粉需长出一个管道来穿透种皮。在现今大多数的生态环境里，被子植物是最主要的一种类群。

化石

主条目：古植物学、植物化石和植物演化史
石化林國家公園中的石化木塊。
石化林国家公园中的石化木块。

植物的化石包括根、木、叶、种子、果实、花粉、孢子、植石和琥珀。化石陆上植物在陆地上、湖泊中、河流里以及近海内的地层都有被发现到。花粉、孢子和藻类（沟鞭藻门和疑源类）被用来界分地层岩石的顺序。残留的植物化石并不如动物化石那么普遍，然而植物化石在世界上许多地区之内，都可以有大量的发现。

最早可以被明确归类于植物界的化石是在寒武纪时的绿藻化石。这些化石像是绒枝藻目钙化了的多细胞成员。更早的前寒武纪化石中有发现像是单细胞绿藻的化石，但依然不确定是何种藻类。

有胚植物现知最古老的生痕化石源自于奥陶纪，虽然此类的化石是零碎不全的。到了志留纪才有完整个化石被保留下来，包括石松门的「刺石松」。泥盆纪之后，莱尼蕨门的详细化石在此时期被发现，此化石显示出了其植物组织的单一个细胞。泥盆纪时亦出现了被认为是最古老树木的植物「古羊齿属」，此类植物在其树干上有蕨叶，但此蕨叶不会产生孢子。

煤系地层是生存于古生代时的植物的化石的主要来源。煤炭矿是采集化石最好的场所，而且碳本身便是化石植物的残留，虽然植物化石的结构细节很少会留在碳中。在苏格兰格拉斯哥维多利亚公园中的化石森林里，有发现鳞木的树干。

松柏和开花植物的根、茎及枝干的化石可以在湖泊及海岸的中生代和新生代地层中被找到。加州红木、木兰、栎树和棕榈树等化石常被找到。

石化木普遍存在于世界的部份地区，且最常在酸性及沙漠地区中所发现，因为那些地方很容易因侵蚀作用而暴露。石化木通常都被严重地矽化（有机质被 二氧化矽取代），且生殖组织常会被保存在良好的状态。此类的样本有些会使用宝石雕琢的装置来切割及磨光。石化木的石化林已在每个大陆中被发现。

舌羊齿等种子蕨的化石广泛分布在南半球的数个大陆中，此一事实支持了阿尔弗雷德·魏格纳所提出的大陆漂移学说。

生命过程

成长

植物的大多数固态物质是从大气层中取得的。经由一个被称之为光合作用的过程，植物利用 阳光里的能源来将大气层中的二氧化碳转化成简单的糖。这些糖分被用做建材并构成植物的主要结构成份。植物主要依靠土壤做为支撑和取得水份，以及氮、磷等重要的基本养分。大部份的植物要能成功地成长，也需要大气中的氧气（做为呼吸之用）及根部周围的氧气。不过，一些特殊的维管植物如红树林可以让其根部在缺氧的环境下成长。

葉子是植物行使光合作用的主要部位。
叶子是植物行使光合作用的主要部位。

影响成长的因素

植物的基因会影响其成长，如大麦的一些选种可以快速地成长，在110天内成熟，而其他的在相同的环境下，则成长地较慢且会在155天内成熟。[13]

成长亦由环境因子所决定，如温度、水、光和土壤中的养分等。这些外部环境的任何改变都会影响到植物的成长。

其他的生物亦会影响植物的成长。

  • 植物会和其他植物竞争空间、水份、光线和养分。植物可以拥挤到没有单一个体能有正常的成长。[13]
  • 许多植物依靠鸟类和昆虫来受粉。
  • 草食动物可能会影响植被。
  • 土壤的肥沃度会被细菌及真菌的活动影响。
  • 一些细菌、真菌、病毒、线虫和昆虫会寄生在植物上。
  • 一些植物根部需要和真菌相关连以维持正常的成长。[13]

简单的植物如藻类的个体的生命很短，但其群体一般会是季节性的。其他的植物则可以依其季节性成长的样式分成如下数种：

在维管植物中，多年生植物包括常绿植物之类会一整年长着叶子的植物，以及落叶植物之类会在某些时节落下叶片。在温带和极北等气候区中，植物通常会被冬天时落下叶子；而许多的热带植物则会在干季时落叶。

植物的成长率变动得极大。一些苔藓的成长速率少于 0.001 mm/h ，而大部份的树木的成长速率则为 0.025-0.250 mm/h 。一些爬藤如葛不需要支撑的组织，成长速率可能可以达到 12.5 mm/h 。

植物依靠抗冻蛋白、热诱蛋白和糖份（一般是蔗糖）来在霜和脱水等厌迫中保护其自己。LEA蛋白会被厌迫所诱发，并保护其他蛋白质不因干燥和结冻而结成一团。[14]

生态

主条目：生态学

陆生植物和藻类所行使的光合作用几乎是所有的生态系中能源及有机物质的最初来源。光合作用根本地改变了早期地球大气的组成，使得现在有百分之21的氧气。动物和大多数其他生物是好氧的，依靠氧气生存。植物在大多数的陆地生态系中属于生产者，形成食物链的基本。许多动物依靠着植物做为其居所、以及氧气和食物的提供者。

陆生植物是水循环和数种其他物质循环的关键。一些植物和氮固定细菌共演化，使得植物成为氮循环重要的一部份。植物根部在土壤发育和防止水土流失上也扮演着很重要的角色。

分布

  这一节是一个小作品。欢迎您积极编辑或修订扩充其内容。

植物分布在全世界，随着不同气候区而有不同的数量，其中有一些甚至生长在大陆棚极北端的冻土层上。在极南端的南极上，植物亦顽强地对抗其凛冽的环境。

植物通常是它们栖所上主要的物理及结构组成。许多地球上的生态圈即以植被的类型的命名，因为植物是此些生态圈中的主要生物，如草原和森林等。

生态关系

捕蠅草－一種食蟲植物
捕蝇草－一种食虫植物

许多动物和植物共演化，例如：许多动物会帮助花授粉以交换其花蜜；许多动物会在吃掉果实且排泄出种子时帮到植物散播其种子。适蚁植物是一种和蚂蚁共演化的植物。此类植物会提供蚂蚁居所，有时还有食物。做为交换，蚂蚁则会帮助植物防卫草食性动物，且有时还会帮助其和其他植物竞争。蚂蚁的废物还可以提供给植物做有机肥料。

大部份植物的根系会和不同的真菌有互利共生的关系，称之为菌根。真菌会帮助植物从土壤中获得水份和矿物质，而植物则会提供真菌从光合作用中组成的碳水化合物。一些植物会提供内生真菌居所，而真菌则会产生毒素以保护植物不被草食性动物食用。 高羊茅中的 Neotyphodium coenophialum 即为一种内生真菌，其在美国的畜牧业造成了极严重的经济伤害。

许多种类型的寄生在植物中亦是很普遍的，从半寄生的檞寄生（只是从其寄主中得取一些养分，但依然留有光合作用的叶子）到全寄生的列当和齿鳞草（全部都经由和其他植物根部的连结来获取养分，所以没有叶绿素）。一些植物会寄生在菌根真菌上，称之为菌根异养，且因此会像是外寄生在其他植物上。

许多植物是附生植物，即长在其他植物（通常是树木）上，而没有寄生在其上头。附生植物可能被间接地伤害到其宿者，经由截取宿者本应得的矿物质和太阳光。大量附生植物的重量可能被折断树干。许多兰花、凤梨、蕨类植物和苔藓通常会是附生植物。凤梨科的附生植物会在其叶腋上累积水份而形成树上水池，一种复杂的水生食物链。[15]

少部份植物是食虫植物，如捕蝇草和毛毡苔。它们捕捉及消化小动物以获取矿物质，尤其是氮。

保护

由于人类的大规模活动，造成了许多全球性的环境问题，例如温室效应、全球变暖等，使许多植物面临绝灭的危险。国际植物遗传资源委员会（IBPGB）为此建立了国际基因库联网中心，贮存更多的植物基因。

重要性

研究植物对人类的用途的学科被称之为经济植物学或民族植物学。这两个词通常被当做同义词，但有些人认为经济植物学主要专注于对现今作用的用途，而民族植物学主要则是在研究当地住民对其本土植物的应用。人类对植物的栽种是农业的一部份，其为人类文明的基础。植物农业可分成农学、园艺学和林业。

食物

实际上，所有人类的养分来源都直接或间接地依靠着陆生植物。绝大多数的人类的养分依靠谷物，尤其是玉米、小麦和稻米，或者是其他主食如马铃薯、木薯和荚果等。其他被食用的植物部份还包括水果、蔬菜、坚果、香草、香料和食用花卉等。由植物制成的饮料包括咖啡、茶、葡萄酒、啤酒等。糖主要是由甘蔗和甜菜中得到的。食用油和植物牛油来自玉米、大豆、芥花籽油、红花、向日葵、橄榄等等。食品添加剂包括阿拉伯树胶、瓜尔胶、刺槐豆胶、淀粉和果胶等。

非食用性产品

木材被用在建筑、家具、纸张、乐器和运动用具上头。布料通常是由棉花、亚麻或其原料为纤维素的合成纤维，如嫘萦和醋酸根。来自植物的可再生燃料包括柴、泥炭和其他生质燃料。炭和石油是来自于植物的化石燃料。来自于植物的药物包括阿司匹灵、紫杉醇、吗啡、奎宁、利血平、秋水仙素、毛地黄和长春新硷等。植物中存在于上百种药草如银杏、紫锥花、解热菊和贯叶连翘等。来自于植物的农药抱括尼古丁、鱼藤酮、番木鳖硷和除虫菊精等。来自于植物的毒品包括鸦片、古柯硷和大麻等。来自于植物的毒药包括蓖麻毒素、毒参和箭毒等。植物是许多天然产品如纤维、香精油、染料、颜料、蜡、丹宁、乳胶、树脂、松香、生物硷、琥珀和软木的源料。源自于植物的产品包括肥皂、油漆、洗发精、香油、化妆品、松节油、橡胶、亮光漆、润滑油、亚麻油地毡、塑胶、墨水、口香糖和麻绳等。植物亦为大量有机化合物的工业合成中，基本化合物的主要来源。

美观用途

成千的植物物种被种植用来美化环境、提供绿荫、调整温度、降低风速、减少噪音、提供隐私和防止水土流失。人们会在室内放置切花、干燥花和室内盆栽，室外则会设置草坪、荫树、观景树、灌木、藤蔓、多年生草本植物和花坛花草植物的意像通常被使用于美术、建筑、性情、语言、照像、纺织、钱币、邮票、旗帜和臂章上头。活植物的艺术类型包括绿雕、盆景、插花和树墙等。观赏植物有时会影响到历史，如郁金香狂热。植物是每年有数十亿美元的旅游产业的基本，包括到植物园、历史园林、国家公国、郁金香花田、雨林以及有多彩秋叶的森林等地的旅行。

文化

植物也为人类的精神生活提供基础需要。每天使用的纸就是用植物制作的。一些具有芬芳物质的植物则被人类制作成香水、香精等各种化妆品。

许多乐器也是由植物制作而成。而花卉等植物更是成为装点人类生活空间的观赏植物。

参见

参考文献

  1. ^ Haeckel G（1866）．Generale Morphologie der Organismen．Berlin：Verlag von Georg Reimer，vol.1: i–xxxii, 1–574, pls I–II; vol. 2: i–clx, 1–462, pls I–VIII． 
  2. ^ Van den Hoek, C., D. G. Mann, & H. M. Jahns, 1995. Algae:An Introduction to Phycology. pages 343, 350, 392, 413, 425, 439, & 448 (Cambridge: Cambridge University Press). ISBN 0-521-30419-9
  3. ^ Van den Hoek, C., D. G. Mann, & H. M. Jahns, 1995. Algae:An Introduction to Phycology. pages 457, 463, & 476. (Cambridge: Cambridge University Press). ISBN 0-521-30419-9
  4. ^ Crandall-Stotler, Barbara. & Stotler, Raymond E., 2000. "Morphology and classification of the Marchantiophyta". page 21 in A. Jonathan Shaw & Bernard Goffinet (Eds.), Bryophyte Biology. (Cambridge: Cambridge University Press). ISBN 0-521-66097-1
  5. ^ Schuster, Rudolf M., The Hepaticae and Anthocerotae of North America, volume VI, pages 712-713. (Chicago: Field Museum of Natural History, 1992). ISBN 0-914-86821-7.
  6. ^ Buck, William R. & Bernard Goffinet, 2000. "Morphology and classification of mosses", page 71 in A. Jonathan Shaw & Bernard Goffinet (Eds.), Bryophyte Biology. (Cambridge: Cambridge University Press). ISBN 0-521-66097-1
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 Raven, Peter H., Ray F. Evert, & Susan E. Eichhorn, 2005. Biology of Plants, 7th edition. (New York: W. H. Freeman and Company). ISBN 0-7167-1007-2.
  8. ^ Gifford, Ernest M. & Adriance S. Foster, 1988. Morphology and Evolution of Vascular Plants, 3rd edition, page 358. (New York: W. H. Freeman and Company). ISBN 0-7167-1946-0.
  9. ^ Taylor, Thomas N. & Edith L. Taylor, 1993. The Biology and Evolution of Fossil Plants, page 636. (New Jersey: Prentice-Hall). ISBN 0-13-651589-4.
  10. ^ lnternational Union for Conservation of Nature and Natural Resources, 2006. IUCN Red List of Threatened Species:Summary Statistics
  11. ^ Kenrick, Paul & Peter R. Crane. 1997. The Origin and Early Diversification of Land Plants: A Cladistic Study. (Washington, D.C.: Smithsonian Institution Press). ISBN 1-56098-730-8.
  12. ^ Smith, Alan R., Kathleen M. Pryer, E. Schuettpelz, P. Korall, H. Schneider, & Paul G. Wolf. (2006). "A classification for extant ferns". Taxon 55(3): 705-731.
  13. ^ 13.0 13.1 13.2 Robbins, W.W., Weier, T.E., et al, Botany:Plant Science, 3rd edition , Wiley International, New York, 1965.
  14. ^ Goyal, K., Walton, L. J., & Tunnacliffe, A.（2005年）．“LEA proteins prevent protein aggregation due to water stress”．Biochemical Journal．388（Part 1）：151 – 157．PMID 15631617．
  15. ^ Bromeliad Phytotelmata[1]

外部连结

维基共享资源中相关的多媒体资源：
植物
维基物种中的分类信息：
植物
维基词典上的词义解释：
植物

植物学与植物数据库

查 • 论 • 编 • 历
自然的组成元素
地球 地球历史 · 地球科学 · 地球结构 · 板块构造论 · 地球地质史 · 地质学
天气 气候 · 地球大气层
生命 生物圈 · 生命起源 · 微生物 · 植物 · 真菌 · 动物相 · 动物 · 生物学 · 生命进化史
环境 荒野 · 生态学 · 生态系统
宇宙 物质 · 能量 · 外太空
分类 · 主题页


! __







Why are we here?
All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License
This page is cache of Wikipedia. History