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植物生物

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植物生物
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王国の定義

植物界には、小さなコケから巨大な木まで、さまざまなサイズの生物が含まれます。この莫大なバリエーションにもかかわらず、すべての植物は多細胞性で真核生物です(つまり、各細胞は染色体を含む膜結合核を持っています)。それらは一般に色素(クロロフィルaとbおよびカロチノイド)を有し、これらは光合成によって太陽光のエネルギーを化学エネルギーに変換する際に中心的な役割を果たす。したがって、ほとんどの植物は、栄養の必要性(独立栄養)に依存せず、余分な食物をデンプンの高分子の形で保存します。独立栄養性ではない比較的少数の植物は色素を失い、栄養素を他の生物に依存しています。植物は非運動性の生物ですが、いくつかは鞭状の鞭毛によって推進される運動性細胞(配偶子)を生成します。植物細胞は、炭水化物セルロースで構成される多少硬い細胞壁に囲まれており、隣接する細胞は、細胞壁を横断する原形質連絡と呼ばれる細胞質の微視的な鎖によって相互に接続されています。多くの植物は、分裂組織と呼ばれる細胞分裂の局所領域で無制限に成長する能力を持っています。植物は、動物とは異なり、微生物の活動を通じて、または肥料の工業生産を通じて植物で利用可能になる硝酸塩やアンモニアなどの元素窒素(N)と元素硫黄(S)の無機形態を使用できます。したがって、それらは生き残るために(窒素が主成分である)タンパク質の外部供給源を必要としない。

植物の生活史には2つの相または世代が含まれ、その1つは二倍体(細胞の核は2組の染色体を含む)であり、もう1つは一倍体(1組の染色体を含む)です。二倍体の世代は胞子体として知られており、文字通り胞子を生産する植物を意味します。配偶体と呼ばれる一倍体世代は、性細胞または配偶子を生成します。したがって、植物の完全なライフサイクルは世代交代を伴います。植物の胞子体と配偶体の世代は、構造的にまったく異なります。

植物を構成するものの概念は、時間とともに大幅に変化しました。たとえば、かつて藻類と一般に呼ばれていた光合成水生生物は、かつて植物界のメンバーと見なされていました。緑藻、褐藻、紅藻などのさまざまな主要藻類グループは、植物に特徴的な1つまたは複数の機能が不足しているため、プロティスタ王国に配置されています。菌類として知られている生物も、胞子によって繁殖し、細胞壁を持っているため、かつて植物と見なされていました。しかし、菌類はクロロフィルを均一に欠いており、それらは従属栄養であり、植物と化学的に区別されます。したがって、彼らは別の王国、菌類に配置されます。

王国の定義では、すべての非植物生物を完全に除外したり、すべての植物を含めたりすることはありません。たとえば、光合成によって食物を生産せず、他の生きている植物に寄生する植物があります。一部の動物は、移動性の欠如(たとえば、スポンジ)または植物のような成長形態(たとえば、一部のサンゴとコケムシ)の存在などの植物のような特性を持っていますが、一般に、そのような動物は、ここで引用した植物の他の特性を欠いています。

そのような違いにもかかわらず、植物はすべての生物に共通する以下の特徴を共有しています。彼らの細胞は複雑な代謝反応を起こし、その結果、化学エネルギー、栄養素、新しい構造要素が生成されます。彼らは自己保存的な方法で内部および外部の刺激に応答します。彼らは、遺伝情報をそれらに似ている子孫に渡すことによって繁殖します。それらは、自然選択のプロセスにより、地質学的時間スケール(数億年)にわたって、さまざまな形態と生活史戦略に進化してきました。

初期の植物は間違いなく水生緑藻の祖先から進化し(色素沈着、細胞壁の化学、生化学、および細胞分裂の方法の類似性によって証明されています)、さまざまな植物グループがさまざまな程度で陸上生物に適応しています。陸上植物は、乾燥、温度の急激な変化、サポート、植物の各セルへの栄養素の利用可能性、植物と大気との間のガス交換の調節、繁殖の成功など、深刻な環境の脅威や困難に直面しています。このように、土地の存在への多くの適応が植物界で進化し、さまざまな主要な植物グループに反映されています。一例は、植物体を覆うワックス状のカバー(キューティクル)の開発であり、過剰な水分の損失を防ぎます。特殊な組織と細胞(血管組織)により、初期の陸上植物は水分と栄養素を吸収して体の遠方の部分に輸送し、最終的には茎、葉、根と呼ばれる器官で構成されるより複雑な体を発達させることができました。植物リグニンの進化と植物の細胞壁への取り込みは、強さとサポートを提供しました。生活史の詳細は、植物が陸生の生活様式に適応していることを反映していることが多く、特定のグループを特徴付ける可能性があります。例えば、最も高度に進化した植物は種子によって繁殖し、最も進んだ植物(被子植物)では、花と呼ばれる生殖器官が形成されます。

非維管束植物