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
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植物(英語:plant)是植物界(Plantae)各种多细胞真核生物的统称。其定义范围在历史上多有变动,在林奈时代之前,除了现今大众所熟知的植物类群外,原核生物、真菌及藻类等生物因不具备移动性或因能进行光合作用等与植物类似的特性,也被划分进植物界内[2]。而根据恩斯特·海克尔、罗伯特·魏泰克、琳·馬古利斯、湯瑪斯·卡弗利爾-史密斯等生物学家的进一步研究,原核生物、真菌和部分藻类先后被排除出植物界[3][4][5]。在近年来的系统发育和分类学研究中,一个常被采用的定义是1981年湯瑪斯·卡弗利爾-史密斯定义的植物界(Plantae Caval.-Sm. 1981)[5],将原始色素体生物视为与植物等同的概念[6][7];另一常见的观点则由赫伯特·科普兰在1956年定义、只包含绿色植物(Viridiplantae)的植物界(Plantae H.F.Copel., 1956)[8][9][10][11]。
植物界 | |
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从上到下,从左到右: 轮藻、一种杂交蔷薇、百岁兰; | |
科学分类 | |
域: | 真核域 Eukaryota |
演化支: | 多貌生物 Diaphoretickes |
演化支: | 原始质体生物 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],通俗意义上的高等植物(有胚植物)主要分苔藓植物和多孢植物(主要是维管植物)两大类,前者包括藓类植物、地钱门和角苔门三个类群,约有12000个物种;后者根据邱园的统计,直至2017年有381910个物种被描述和命名,其中369000种被子植物、1110种裸子植物、1300种石松类植物、10500种链束植物(狭义上的蕨类植物)[13]。与此同时,也不断有新的物种被发现,例如在2016年,有1730种有胚植物被发现和命名[13]。有丝分裂和减数分裂是植物细胞主要的增殖方式,但無絲分裂在植物生长和发育中也有重要作用[14]:63。有性生殖和世代交替是植物的重要特征,但无性繁殖也是重要的繁殖方式[14]:169。
植物演化自在古生代奥陶纪晚期适应了内陆河岸带干燥环境的淡水绿藻,其与绿藻和红藻的共同祖先(原始质体生物)早在中元古代就通过与蓝绿菌发出内共生获得了具有叶绿素的质体(叶绿体)[4],并因此具备了吸收日光中的红蓝光谱分解水分子和二氧化碳生产碳水化合物和氧气的光合作用能力。绝大多数植物从祖先那里继承了这一结构及能力[4],但也有少数植物之后退化丧失了叶绿体和光合作用的能力转为依赖寄生或腐生的异营生物[14]:458。早期植物与真菌一起在志留纪和泥盆纪早期成功在陆地上定殖并形成了以湿地为主的陆地生态系统,彻底取代了水生的绿藻成为地球上主要的光合自营生物,为各种早期陆生动物的演化提供了条件,并使得大气含氧量首次超过了20%,其固碳能力也在日后成为影响大气温室效应和地球气候变化的一个重要推手。在泥盆纪晚期和石炭纪,陆地植物演化出了木质素并继续向陆地深处繁衍辐射形成了茂密的煤炭森林(日后在岩层中形成了现今的煤矿),其根系对岩石的不断侵蚀产生了成土作用导致地球表面的土壤圈的形成,并加速了矿物质从陆地向水体的流失,很可能部分导致了重创水域生态系统的泥盆纪末大灭绝。
作为食物网基层的生产者,产氧光合作用是植物主要的营养和生物能来源,也是地球生物圈物质循环和能量流动的重要环节,是大部分生态系统(特别是陆地生态系统)赖以生存的基础[15][14]:122。许多植物也在人类的生产生活中充当着食物、药材、建筑材料、纺织原材料等生存活动赖以维系的自然资源,发挥着重要的经济作用[13]。以植物为研究对象的自然科学分科被称为植物学,是生物学的重要分支[14]:2,也是环境科学的关键组成部分,同时更是人类农业和林业等第一产业得以持续发展的理论基础。