植物
多细胞真核生物的一大类群,具有细胞壁,能通过叶绿素进行光合作用 / 維基百科,自由的 encyclopedia
植物(英語:plant)是植物界(Plantae)各種多細胞真核生物的統稱。其定義範圍在歷史上多有變動,在林奈時代之前,除了現今大眾所熟知的植物類群外,原核生物、真菌及藻類等生物因不具備移動性或因能進行光合作用等與植物類似的特性,也被劃分進植物界內[2]。而根據恩斯特·海克爾、羅伯特·魏泰克、琳·馬古利斯、湯瑪斯·卡弗利爾-史密斯等生物學家的進一步研究,原核生物、真菌和部分藻類先後被排除出植物界[3][4][5]。在近年來的系統發育和分類學研究中,一個常被採用的定義是1981年湯瑪斯·卡弗利爾-史密斯定義的植物界(Plantae Caval.-Sm. 1981)[5],將原始色素體生物視為與植物等同的概念[6][7];另一常見的觀點則由赫伯特·科普蘭在1956年定義、只包含綠色植物(Viridiplantae)的植物界(Plantae H.F.Copel., 1956)[8][9][10][11]。
植物界 | |
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從上到下,從左到右: 輪藻、一種雜交薔薇、百歲蘭; | |
科學分類 | |
域: | 真核域 Eukaryota |
演化支: | 多貌生物 Diaphoretickes |
演化支: | 原始色素體生物 Archaeplastida |
界: | 植物界 Plantae H.F.Copel., 1956 |
演化支 | |
異名 | |
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據估計,植物界現存大約有450000個物種[12],通俗意義上的高等植物(有胚植物)主要分苔蘚植物和多孢植物(主要是維管植物)兩大類,前者包括蘚類植物、地錢門和角苔門三個類群,約有12000個物種;後者根據邱園的統計,直至2017年有381910個物種被描述和命名,其中369000種被子植物、1110種裸子植物、1300種石松類植物、10500種鏈束植物(狹義上的蕨類植物)[13]。與此同時,也不斷有新的物種被發現,例如在2016年,有1730種有胚植物被發現和命名[13]。有絲分裂和減數分裂是植物細胞主要的增殖方式,但無絲分裂在植物生長和發育中也有重要作用[14]:63。有性生殖和世代交替是植物的重要特徵,但無性繁殖也是重要的繁殖方式[14]:169。
植物演化自在古生代奧陶紀晚期適應了內陸河岸帶乾燥環境的淡水綠藻,其與綠藻和紅藻的共同祖先(原始色素體生物)早在中元古代就通過與藍綠菌發出內共生獲得了具有葉綠素的色素體(葉綠體)[4],並因此具備了吸收日光中的紅藍光譜分解水分子和二氧化碳生產碳水化合物和氧氣的光合作用能力。絕大多數植物從祖先那裡繼承了這一結構及能力[4],但也有少數植物之後退化喪失了葉綠體和光合作用的能力轉為依賴寄生或腐生的異營生物[14]:458。早期植物與真菌一起在志留紀和泥盆紀早期成功在陸地上定殖並形成了以濕地為主的陸地生態系統,徹底取代了水生的綠藻成為地球上主要的光合自營生物,為各種早期陸生動物的演化提供了條件,並使得大氣含氧量首次超過了20%,其固碳能力也在日後成為影響大氣溫室效應和地球氣候變化的一個重要推手。在泥盆紀晚期和石炭紀,陸地植物演化出了木質素並繼續向陸地深處繁衍輻射形成了茂密的煤炭森林(日後在岩層中形成了現今的煤礦),其根系對岩石的不斷侵蝕產生了成土作用導致地球表面的土壤圈的形成,並加速了礦物質從陸地向水體的流失,很可能部分導致了重創水域生態系統的泥盆紀末大滅絕。
作為食物網基層的生產者,產氧光合作用是植物主要的營養和生物能來源,也是地球生物圈物質循環和能量流動的重要環節,是大部分生態系統(特別是陸地生態系統)賴以生存的基礎[15][14]:122。許多植物也在人類的生產生活中充當著食物、藥材、建築材料、紡織原材料等生存活動賴以維繫的自然資源,發揮著重要的經濟作用[13]。以植物為研究對象的自然科學分科被稱為植物學,是生物學的重要分支[14]:2,也是環境科學的關鍵組成部分,同時更是人類農業和林業等第一產業得以持續發展的理論基礎。