উদ্ভিদবিজ্ঞান

উদ্ভিদবিজ্ঞান বা উদ্ভিদ-জীববিদ্যা হচ্ছে জীববিজ্ঞানের একটি শাখা যা জীবন্ত উদ্ভিদের বিষয়ে বৈজ্ঞানিক নিরীক্ষণ সংক্রান্ত কাজ করে থাকে। ঐতিহ্যগতভাবে, উদ্ভিদবিজ্ঞান ছত্রাক, শৈবাল এবং ভাইরাস নিয়েও কাজ করে । বৈজ্ঞানিক পরিমন্ডলের দিক থেকে বিচার করলে, উদ্ভিদবিজ্ঞান অনেকগুলো পরিমন্ডলে বিস্তৃত; যেমন- গঠন, বৃদ্ধি, প্রজনন, বিপাক, ক্রমোন্নয়ন, রোগ, রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং বিবর্তনগত সম্পর্ক। শ্রেণীকরণের ভিত্তিতে প্রাপ্ত গুচ্ছগুলোর প্রেক্ষিতে এই বিষয়গুলো আলোচিত হয়। বিজ্ঞানের প্রাচীন শাখাগুলোর একটি হল উদ্ভিদবিজ্ঞান। মানুষ যখন প্রাথমিক পর্যায়ে খাওয়ার উপযোগী, ঔষধগুণ সম্পন্ন এবং বিষাক্ত উদ্ভিদ চিহ্নিত করতে শুরু করে, তখন থেকেই উদ্ভিদবিজ্ঞানের সূচনা। বর্তমান সময়ে উদ্ভিদবিজ্ঞানীরা ৫৫০,০০০ এরও বেশি প্রজাতির জীবন্ত প্রাণ নিয়ে গবেষণা করে চলেছেন।
জীববিজ্ঞানের অন্যান্য শাখাগুলোর মতই, উদ্ভিদজীবনকেও বিভিন্ন দৃষ্টিকোণ থেকে নিরীক্ষা করা যেতে পারে; যেমন- অণুজীববিজ্ঞান, জীনতাত্ত্বিক বা জৈব রাসায়নিক ইত্যাদি। এই নিরীক্ষা চলে বিভিন্ন বিষয়, যেমন- কোষের অভ্যন্তরস্থ অংশসমূহ, কোষ, টিস্যু/কোষকলা, অঙ্গ, একক, উদ্ভিদের সংখ্যা, গোষ্ঠী ইত্যাদির নিরিখে। এমন প্রতিটি বিষয় নিয়ে কাজ করার সময়, একজন উদ্ভিদবিদ বেশ কিছু পর্যায়ে অবদান রাখতে পারেন; যেমন- উদ্ভিদের শ্রেণীকরণ, অন্তর্গঠন, বহিঃকাঠামো, কার্যপ্রণালী ইত্যাদি।
উদ্ভিদবিদ্যা ভেষজবিদ্যা থেকে উদ্ভূত হয়েছে যা হলোসম্ভাব্য ঔষধি গুণাবলীর জন্য উদ্ভিদের অধ্যয়ন এবং ব্যবহার। উদ্ভিদবিদ্যার প্রাথমিক নথিভুক্ত ইতিহাসে অনেক প্রাচীন লেখা এবং উদ্ভিদের শ্রেণীবিভাগ অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। প্রাচীন উদ্ভিৎ সম্পর্কিত কাজের উদাহরণ পাওয়া গেছে ভারতের প্রাচীন গ্রন্থে যা ১১০০ খ্রিস্টপূর্বাব্দের আগে রচিত , প্রাচীন মিশর, প্রত্নতাত্ত্বিক আভেস্তান রচনায়, এবং চীন থেকে প্রাপ্ত ২২১ খ্রিস্টপূর্বাব্দের পূর্ববর্তী রচনাগুলিতে।
আধুনিক উদ্ভিদবিদ্যা প্রাচীন গ্রীসে বিশেষভাবে থিওফ্রাস্টাস ( আনু. ৩৭১ –২৮৭ BCE) ( অ্যারিস্টটলের একজন ছাত্র )এর থেকে অনুপ্রাণিত যিনি অনেকগুলি নীতি উদ্ভাবন ও বর্ণনা করেছিলেন এবং বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়ে ব্যাপকভাবে "উদ্ভিদবিদ্যার জনক" হিসাবে বিবেচিত হন। তার প্রধান কাজ, উদ্ভিদের অনুসন্ধান এবং উদ্ভিদের কারণসমূহ, প্রায় সতেরো শতাব্দী পরে মধ্যযুগ পর্যন্ত লিখিত হওয়া উদ্ভিদবিজ্ঞানের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অবদান।
প্রাচীন গ্রীসের আরেকটি কাজ যা উদ্ভিদবিদ্যায় প্রাথমিক প্রভাব ফেলেছিল তা হল De materia medica, প্রথম শতাব্দীর মাঝামাঝি গ্রীক চিকিত্সক এবং ফার্মাকোলজিস্ট পেডানিয়াস ডায়োসকোরাইডস দ্বারা লিখিত প্রাথমিক ভেষজ ওষুধ সম্পর্কে একটি পাঁচ-খণ্ডের বিশ্বকোষ। De materia medica ১,৫০০ বছরের অধিক সময় ধরে পাঠ্য ছিল। মধ্যযুগীয় মুসলিম বিশ্বের গুরুত্বপূর্ণ অবদানের মধ্যে রয়েছে ইবনে ওয়াহশিয়ার নাবাতেন এগ্রিকালচার, আবু হানিফা দিনাওয়ারির (৮২৮-৮৯৬) গাছপালার পুস্তক, এবং ইবনে বাসালের মৃত্তিকার শ্রেণিবিন্যাস। ১৩ শতকের গোড়ার দিকে, আবু আল-আব্বাস আল-নাবাতি এবং ইবন আল-বাইতার (মৃত্যু ১২৪৮) পদ্ধতিগত ভাবে এবং বৈজ্ঞানিক পদ্ধতিতে উদ্ভিদবিদ্যার উপর লেখালিখি করেছেন।
১৬ শতকের মাঝামাঝি, ইতালীয় কয়েকটি বিশ্ববিদ্যালয়ে বোটানিক্যাল গার্ডেন স্থাপিত হয়েছিল। ১৫৪৫ সালের পাডুয়া বোটানিক্যাল গার্ডেনটিকে সাধারণত প্রথম বলে মনে করা হয় যা এখনও তার আসল অবস্থানে রয়েছে। এই উদ্যানগুলি পূর্বের "ভৌত উদ্যানগুলির ব্যবহারিক মূল্যকে অব্যাহত রেখেছিল", প্রায়শই ধর্মীয় মঠের সাথে যুক্ত থাকত, যেখানে সম্ভাব্য ঔষধি ব্যবহারের জন্য গাছপালা চাষ করা হত। তারা একটি শিক্ষার বিষয় হিসাবে উদ্ভিদবিদ্যার বৃদ্ধিকে সমর্থন করেছিল। বাগানে জন্মানো গাছপালা নিয়ে বক্তৃতা দেওয়া হতো। বোটানিক্যাল গার্ডেন অনেক পরে উত্তর ইউরোপে আসে; ইংল্যান্ডের প্রথমটি ছিল ১৬২১ সালে স্থাপিত অক্সফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের উদ্ভিদ বাগান
জার্মান চিকিৎসক লিওনহার্ট ফুচস (১৫০১-১৫৬৬) ধর্মতত্ত্ববিদ অটো ব্রুনফেলস (১৪৮৯-১৫৩৪) এবং চিকিৎসক হিয়ারনিমাস বক (১৪৯৮-১৫৫৪) (হায়ারনিমাস ট্র্যাগাস নামেও পরিচিত) "উদ্ভিদবিদ্যার তিনজন জার্মান পিতা"নামে পরিচিত ছিলেন। Fuchs এবং Brunfels তাদের নিজস্ব মৌলিক পর্যবেক্ষণ করতে পূর্ববর্তী কাজ অনুলিপি করার ঐতিহ্য থেকে দূরে সরেন । বক উদ্ভিদ শ্রেণীবিভাগের নিজস্ব পদ্ধতি তৈরি করেছিলেন।
চিকিৎসক ভ্যালেরিয়াস কর্ডাস ১৫৪৪ সালে বোটানিক্যাল এবং ফার্মাকোলজিক্যালভাবে গুরুত্বপূর্ণ (herbal Historia Plantarum) এবং ১৫৪৬ সালে দীর্ঘস্থায়ী গুরুত্বের ফার্মাকোপিয়া, the Dispensatorium রচনা করেন প্রকৃতিবিদ কনরাড ভন গেসনার (1516-1565) এবং ভেষজবিদ জন জেরার্ড (1545- আনু. 1611 ) প্রকাশ করেন ভেষজ উদ্ভিদের অনুমিত ঔষধি ব্যবহার সম্পর্কে। প্রকৃতিবিদ উলিস আলড্রোভান্ডি (১৫২২-১৬০৫) কে প্রাকৃতিক ইতিহাসের জনক হিসাবে বিবেচনা করা হয়, যার মধ্যে উদ্ভিদের অধ্যয়ন অন্তর্ভুক্ত ছিল। ১৬৬৫ সালে, একটি প্রাথমিক অনুবীক্ষণ যন্ত্র ব্যবহার করে, বহুবিদ্যাবিশারদ রবার্ট হুক কর্কের কোষ (cell শব্দটি তিনি তৈরি করেছিলেন) আবিষ্কার করেন । অল্প সময়ের পরে তিনিই জীবন্ত উদ্ভিদের কলা আবিষ্কার করেন।
অষ্টাদশ শতাব্দীতে , উদ্ভিদ শনাক্তকরণের পদ্ধতি গুলি দ্বিমুখী কীগুলির সাথে তুলনীয় বিকশিত হয়েছিল, যেখানে অক্ষরগুলির জোড়ার মধ্যে পছন্দের একটি সিরিজ তৈরি করে অজ্ঞাত উদ্ভিদগুলিকে শ্রেণীবিন্যাস গোষ্ঠীতে (যেমন গোষ্ঠী , গণ এবং প্রজাতি) স্থাপন করা হয়। অক্ষরগুলির পছন্দ এবং ক্রম কৃত্রিমভাবে শনাক্তকরণের জন্য ডিজাইন করা কীগুলি হতে পারে ( ডায়াগনস্টিক কীগুলি ) বা সিনপটিক কীগুলিতে ট্যাক্সার প্রাকৃতিক বা ফিলেটিক ক্রমগুলির সাথে আরও ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। 18 শতকের মধ্যে, নতুন আবিষ্কৃত দেশগুলি এবং বিশ্বব্যাপী ইউরোপীয় উপনিবেশগুলি থেকে ক্রমবর্ধমান সংখ্যায় অধ্যয়নের জন্য নতুন গাছগুলি ইউরোপে পৌঁছেছিল। ১৭৬৩ সালে, কার্ল লিনিয়াস তার প্রজাতি প্ল্যান্টারাম প্রকাশ করেন, উদ্ভিদ প্রজাতির একটি শ্রেণিবিন্যাস যা আধুনিক বোটানিকাল নামকরণের জন্য রেফারেন্স পয়েন্ট হিসাবে রয়ে গেছে। ইহা দ্বিপদ নামকরণের পদ্ধতি প্রতিষ্ঠা করে যেখানে প্রথম নামটি গণের প্রতিনিধিত্ব করে এবং দ্বিতীয়টি মধ্যে প্রজাতিকে চিহ্নিত করে। শনাক্তকরণের উদ্দেশ্যে, লিনিয়াসের সিস্টেমা সেক্সুয়াল উদ্ভিদকে তাদের পুরুষ যৌন অঙ্গের সংখ্যা অনুসারে 24টি গ্রুপে শ্রেণীবদ্ধ করেছে । ২৪ তম গ্রুপ, ক্রিপ্টোগামিয়া, লুকানো প্রজনন অংশ, শ্যাওলা, লিভারওয়ার্ট, ফার্ন, শৈবাল এবং ছত্রাক সহ সমস্ত উদ্ভিদ অন্তর্ভুক্ত করে।
উদ্ভিদবিদ্যা একসময় মূলত উচ্চ শ্রেণীর মহিলাদের শখ ছিল। এই মহিলারা বৈজ্ঞানিক নির্ভুলতার সাথে সারা বিশ্ব থেকে ফুল এবং গাছপালা সংগ্রহ করতেন এবং আঁকতেন। এই অঙ্কনগুলি অনেক প্রজাতি রেকর্ড করতে ব্যবহৃত হয়েছিল যা অন্য পরিবেশে পরিবহন বা রক্ষণাবেক্ষণ করা সেই সময়কালে সম্ভব ছিল না। মারিয়ান নর্থ ৯০০ টিরও বেশি প্রজাতিকে জলরঙ এবং তৈলচিত্র দিয়ে অত্যন্ত বিশদে চিত্রিত করেছেন। তার কাজ এবং অন্যান্য অনেক নারীর উদ্ভিদবিদ্যার কাজ ছিল বিস্তৃত দর্শকমন্ডলীর কাছে উদ্ভিদবিদ্যাকে জনপ্রিয় করার সূচনা।
উদ্ভিদের শারীরস্থান, রূপবিদ্যা এবং জীবনচক্রের জ্ঞান বৃদ্ধির ফলে বোঝা যায় লিনিয়াসের কৃত্রিম যৌন ব্যবস্থার চেয়ে উদ্ভিদের মধ্যে প্রাকৃতিক সম্পর্ক বেশি। অ্যাডানসন (১৭৬৩), ডি জুসিয়েউ (১৭৮৯), এবং ক্যান্ডোল (১৮১৯) সকলেই শ্রেণীবিভাগের বিভিন্ন বিকল্প প্রাকৃতিক পদ্ধতির প্রস্তাব করেছিলেন যেগুলি বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের বিস্তৃত পরিসর ব্যবহার করে উদ্ভিদকে গোষ্ঠীবদ্ধ করে শ্রেণীবিভাগ করত। এই পদ্ধতিগুলি ব্যাপকভাবে অনুসরণ করা হয়েছিল। ক্যান্ডোলীয় ব্যবস্থা তার রূপগত জটিলতার অগ্রগতির ধারণাকে প্রতিফলিত করে। পরবর্তীকালে বেন্থাম ও হুকার ব্যবস্থা, যা ১৯ শতকের মাঝামাঝি পর্যন্ত প্রভাবশালী ছিল, ক্যান্ডোলের পদ্ধতির দ্বারা প্রভাবিত হয়েছিল। ১৮৫৯ সালে ডারউইনের অরিজিন অফ স্পেসিস- এর প্রকাশনা এবং তার সাধারণ বংশের ধারণার জন্য ক্যান্ডোলিয়ান সিস্টেমে পরিবর্তনের প্রয়োজন ছিল যাতে বিবর্তনীয় সম্পর্কগুলিকে নিছক রূপগত মিল থেকে আলাদা করে প্রতিফলিত করা হয়।
প্রথম "আধুনিক" পাঠ্যপুস্তক, ম্যাথিয়াস শ্লেইডেনের Grundzüge der Wissenschaftlichen Botanik এর উপস্থিতিতে উদ্ভিদবিদ্যা ব্যাপকভাবে উদ্দীপিত হয়ে'ছিল।১৮৪৯ সালে Principles of Scientific Botany নামে বইটি ইংরেজিতে পুনঃপ্রকাশিত হয়। শ্লেইডেন ছিলেন একজন মাইক্রোস্কোপিস্ট এবং একজন প্রাথমিক উদ্ভিদ-শারীরতত্ত্ববিদ যিনি থিওডর শোয়ান এবং রুডলফ ফিরখোর সাথে কোষ তত্ত্বের সহ-প্রতিষ্ঠা করেছিলেন এবং ১৮৩১ সালে রবার্ট ব্রাউনএর বর্ণিত কোষের নিউক্লিয়াসের তাৎপর্য উপলব্ধি করা প্রথম ব্যক্তিদের মধ্যে ছিলেন । ১৮৫৫ সালে, অ্যাডলফ ফিক ফিক-এর নিয়ম প্রণয়ন করেছিলেন যা জৈবিক ব্যবস্থায় আণবিক বিস্তারের হার গণনা করতে সক্ষম হয়েছিল।
গ্রেগর মেন্ডেল (১৮২৩-১৮৮৪) উদ্ভূত বংশগতির জিন-ক্রোমোজোম তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে অগাস্ট ওয়েইসম্যান (১৮৩৪-১৯১৪) প্রমাণ করেন যে উত্তরাধিকার শুধুমাত্র গ্যামেটের মাধ্যমেই ঘটে। উত্তরাধিকারসূত্রে প্রাপ্ত অক্ষর বৈশিষ্ট্যগুলিকে অন্য কোনও কোশ বহন করতে পারে না। উদ্ভিদ শারীরস্থানের উপর ক্যাথরিন এসাউ (১৮৯৮-১৯৯৭) এর কাজ এখনও আধুনিক উদ্ভিদবিদ্যার অন্যতম প্রধান ভিত্তি। তার বই প্ল্যান্ট অ্যানাটমি অ্যান্ড অ্যানাটমি অফ সিড প্ল্যান্টস অর্ধ শতাব্দীরও বেশি সময় ধরে মূল উদ্ভিদ কাঠামোগত জীববিজ্ঞানের পাঠ্য।
উদ্ভিদ বাস্তুবিদ্যার অধ্যয়ন ১৯ শতকের শেষের দিকে ইউজেনিয়াস ওয়ার্মিং -এর মতো উদ্ভিদবিদদের দ্বারা অগ্রগামী হয়েছিল, যিনি অনুমান তৈরি করেছিলেন যে উদ্ভিদরা সম্প্রদায় গঠন করে।তার পরামর্শদাতা এবং উত্তরসূরি ক্রিস্টেন সি. রাউঙ্কিয়ের তৈরি উদ্ভিদ জীবনের রূপ বর্ণনা করার সিস্টেম আজও ব্যবহার করা হয়। নাতিশীতোষ্ণ বিস্তৃত পাতার বনের মতো উদ্ভিদ সম্প্রদায়ের গঠন পরিবেশগত উত্তরাধিকার প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পরিবর্তিত হওয়ার ধারণাটি হেনরি চ্যান্ডলার কাউলস, আর্থার ট্যানসলে এবং ফ্রেডেরিক ক্লেমেন্টস দ্বারা আলোচিত হয়েছিল। ক্লেমেন্টসকে কৃতিত্ব দেওয়া হয় ক্লাইম্যাক্স ভেজিটেশনের ধারণার জন্য যা সবচেয়ে জটিল গাছপালা হিসাবে একটি পরিবেশ সমর্থন করতে পারে । ট্যানসলে জীববিজ্ঞানে বাস্তুতন্ত্রের ধারণাটি চালু করেছিলেন। আলফোনস ডি ক্যান্ডোলের বিস্তৃত পূর্ববর্তী কাজের উপর ভিত্তি করে নিকোলাই ভ্যাভিলভ (১৮৮৭-১৯৪৩) জৈব ভূগোল, উৎপত্তি কেন্দ্র এবং অর্থনৈতিক উদ্ভিদের বিবর্তনীয় ইতিহাসের বিবরণ তৈরি করেছিলেন।
বিশেষ করে ১৯৬০-এর দশকের মাঝামাঝি থেকে উদ্ভিদের শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়াগুলির পদার্থবিদ্যা বোঝার ক্ষেত্রে অগ্রগতি হয় যেমন ট্রান্সপিরেশন (উদ্ভিদের টিস্যুগুলির মধ্যে জলের পরিবহন), পাতার পৃষ্ঠ থেকে জলের বাষ্পীভবনের হারের তাপমাত্রা নির্ভরতা এবং জলের বাষ্প এবং কার্বন ডাই অক্সাইডেরআণবিক প্রসারণ, স্টোমাটাল অ্যাপারচারের মাধ্যমে ইত্যাদি। এই উন্নয়নগুলি, স্টোমাটাল অ্যাপারচারের আকার পরিমাপের জন্য নতুন পদ্ধতির সাথে , এবং সালোকসংশ্লেষণের হার উদ্ভিদ এবং বায়ুমণ্ডলের মধ্যে গ্যাস বিনিময় হারের সুনির্দিষ্ট বিবরণ দিতে সক্ষম হয়েছে। রোনাল্ড ফিশারের পরিসংখ্যানগত বিশ্লেষণে উদ্ভাবন, রোথামস্টেড এক্সপেরিমেন্টাল স্টেশনের ফ্র্যাঙ্ক ইয়েটস এবং অন্যান্যদের গবেষণা যুক্তিযুক্ত পরীক্ষামূলক নকশা এবং তথ্য বিশ্লেষণের সুবিধা করে দিয়েছে। ১৯৪৮ সালে কেনেথ ভি. থিম্যান দ্বারা অক্সিন উদ্ভিদ হরমোন আবিষ্কার এবং সনাক্ত করেন । এটি বাহ্যিকভাবে প্রয়োগ করা রাসায়নিক দ্বারা উদ্ভিদের বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম করে। ফ্রেডেরিক ক্যাম্পিয়ন স্টুয়ার্ড উদ্ভিদ হরমোন দ্বারা নিয়ন্ত্রিত মাইক্রোপ্রোপ্যাগেশন এবং উদ্ভিদ টিস্যু কালচারের পথপ্রদর্শক। সিন্থেটিক অক্সিন 2,4-ডিক্লোরোফেনোক্সাইসেটিক অ্যাসিড বা 2,4-ডি ছিল প্রথম বাণিজ্যিক কৃত্রিম কীটনাশক গুলির মধ্যে একটি।
উদ্ভিদ জৈব রসায়নে বিংশ শতকের উল্ল্যেখযোগ্য উন্নয়নগুলি হলো স্পেকট্রোস্কোপি, ক্রোমাটোগ্রাফি এবং ইলেক্ট্রোফোরেসিস । আণবিক জীববিজ্ঞান, জিনোমিক্স, প্রোটিওমিক্স এবং মেটাবোলোমিক্স সম্পর্কিত আণবিক-স্কেল জৈবিক পদ্ধতির উত্থানের সাথে, উদ্ভিদের জিনোম এবং জৈব রসায়ন, শারীরবৃত্তবিদ্যা, রূপবিদ্যা এবং উদ্ভিদের আচরণের বেশিরভাগ দিকগুলির মধ্যে সম্পর্ক বিস্তারিত পরীক্ষামূলক বিশ্লেষণের বিষয় হতে পারে। ১৯০২ সালে গটলিব হ্যাবারল্যান্ড এর্ট ধারনাটিতে মূলত বলা হয়েছিল যে সমস্ত উদ্ভিদ কোষ টোটিপোটেন্ট এবং ভিট্রোতে বেড়ে উঠতে পারে শেষ পর্যন্ত জেনেটিক ইঞ্জিনিয়ারিং ব্যবহার করে পরীক্ষামূলকভাবে একটি নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যের জন্য দায়ী এক বা একাধিক জিনকে বাদ দিতে বা যুক্ত করতে সক্ষম করে। এই প্রযুক্তিগুলি কীটনাশক, অ্যান্টিবায়োটিক বা অন্যান্য ফার্মাসিউটিক্যালস সংশ্লেষণের পাশাপাশি উন্নত ফলনের মতো বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য ডিজাইন করা জেনেটিকালি পরিবর্তিত ফসলের ব্যবহারিক প্রয়োগের জন্য বায়োরিঅ্যাক্টরে জন্মানো উদ্ভিদ বা উদ্ভিদ কোষের কালচারের জৈবপ্রযুক্তিগত ব্যবহারকে সম্ভব করে।
আধুনিক রূপবিদ্যা মূল, কান্ড (কৌলোম), পাতা (ফাইলোম) এবং ট্রাইকোমের প্রধান রূপগত বিভাগের মধ্যে একটি ধারাবাহিকতাকে স্বীকৃতি দেয়। এছাড়াও, এটি কাঠামোগত গতিশীলতার উপর জোর দেয়। আধুনিক পদ্ধতিবিদ্যার লক্ষ্য উদ্ভিদের মধ্যে ফাইলোজেনেটিক সম্পর্ক আবিষ্কার করা। আধুনিক আণবিক ফাইলোজেনেটিক্স তথ্য হিসাবে ডিএনএ সিকোয়েন্সের উপর নির্ভর করে ও রূপগত বৈশিষ্ট্যগুলিকে উপেক্ষা করে। সপুষ্পক উদ্ভিদের বেশিরভাগ পরিবারের ডিএনএ অনুক্রমের আণবিক বিশ্লেষণ অ্যাঞ্জিওস্পার্ম ফাইলোজেনি গ্রুপকে ১৯৯৮ সালে সপুষ্পক উদ্ভিদের একটি ফাইলোজেনি প্রকাশ করতে সক্ষম করে, যা গুপ্তবীজী উদ্ভিদ পরিবার এবং প্রজাতির বিষয়ে অনেক প্রশ্নের উত্তর দেয়। ডিএনএ বারকোডিং দ্বারা উদ্ভিদ প্রজাতি সনাক্তকরণের জন্য একটি ব্যবহারিক পদ্ধতির তাত্ত্বিক সম্ভাবনা বর্তমানে গবেষণার বিষয়।
উদ্ভিদের অধ্যয়ন অত্যাবশ্যক কারণ উদ্ভিদ অক্সিজেন এবং খাদ্য তৈরি করে যা মানুষ এবং অন্যান্য জীবকে প্রয়োজনীয় শক্তি সরবরাহ করে। উদ্ভিদ, শৈবাল এবং সায়ানোব্যাকটেরিয়া হল জীবজগতের প্রধান গোষ্ঠী যারা সালোকসংশ্লেষণ করে। এই প্রক্রিয়ায় সূর্যালোকের শক্তি ব্যবহার করে জল এবং কার্বন ডাই অক্সাইড শর্করাতে রূপান্তর হয় যা রাসায়নিক শক্তি এবং জৈব অণু উভয়েরই উৎস হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে।শর্করা কোষের কাঠামোগত উপাদানগুলিতে ব্যবহৃত হয়। সালোকসংশ্লেষণের একটি উপজাত হিসাবে, উদ্ভিদ বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেন ত্যাগ করে, একটি গ্যাস যা প্রায় সমস্ত জীবের কোষীয় শ্বসনের জন্য প্রয়োজনীয়। উপরন্তু, এরা বিশ্বব্যাপী কার্বন এবং জল চক্রে প্রভাবশালী এবং উদ্ভিদের শিকড় মাটিকে আবদ্ধ করে এবং স্থিতিশীল করে, মাটির ক্ষয় রোধ করে। গাছপালা মানব সমাজের ভবিষ্যতের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ কারণ তারা মানুষের জন্য খাদ্য, অক্সিজেন, জৈব রাসায়নিক এবং পণ্য সরবরাহ করে, পাশাপাশি মাটি তৈরি এবং সংরক্ষণ করে।
ঐতিহাসিকভাবে, সমস্ত জীবন্ত বস্তুকে প্রাণী বা উদ্ভিদ হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হতো এবং উদ্ভিদবিদ্যা প্রাণী হিসাবে বিবেচিত নয় এমন সমস্ত জীবের অধ্যয়নকে কভার করত। উদ্ভিদবিদরা উদ্ভিদের অর্গানেল, কোষ, টিস্যু, সমগ্র উদ্ভিদ, উদ্ভিদের জনসংখ্যা এবং উদ্ভিদ সম্প্রদায়ের মধ্যে অভ্যন্তরীণ কাজ এবং প্রক্রিয়া উভয়ই পরীক্ষা করে। এই স্তরগুলির প্রতিটিতে, একজন উদ্ভিদবিজ্ঞানী উদ্ভিদ জীবনের শ্রেণীবিভাগ ( শ্রেণীবিন্যাস ), ফাইলোজেনি এবং বিবর্তন, গঠন ( শারীরস্থান এবং রূপবিদ্যা ), বা ফাংশন ( শারীরবৃত্তি ) নিয়ে পড়াশোনা করতে পারেন।
"উদ্ভিদ"-এর কঠোরতম সংজ্ঞায় শুধুমাত্র "ভূমি গাছপালা" বা ভ্রূণোফাইট অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে বীজ উদ্ভিদ (জিমনস্পার্ম, পাইন এবং ফুলের উদ্ভিদ সহ) এবং ফার্ন, ক্লাবমোসস, লিভারওয়ার্টস, হর্নওয়ার্টস এবং শ্যাওলা সহ মুক্ত-স্পোরিং ক্রিপ্টোগাম । Embryophyt হল বহুকোষী ইউক্যারিওটস যা সালোকসংশ্লেষণের মাধ্যমে সূর্যালোক থেকে শক্তি পায়। হ্যাপ্লয়েড এবং ডিপ্লয়েড পর্যায়গুলির সাথে তাদের জীবনচক্র চলে। যৌন হ্যাপ্লয়েড পর্যায়, যা গেমটোফাইট নামেও পরিচিত, তার জীবনের এই অংশে তার টিস্যুতে বিকাশমান ডিপ্লয়েড ভ্রূণ স্পোরোফাইটকে লালন-পালন করে, এমনকি বীজ উদ্ভিদেও, যেখানে গ্যামেটোফাইট নিজেই সেই সময় তার স্পোরোফাইট দ্বারা লালিত হচ্ছে। জীবের অন্যান্য গোষ্ঠী যা পূর্বে উদ্ভিদবিদদের দ্বারা অধ্যয়ন করা হতো এখন হয় না তার মধ্যে রয়েছে ব্যাকটেরিয়া (এখন ব্যাকটেরিয়াবিজ্ঞানে অধ্যয়ন করা হয়), ছত্রাক ( ছত্রাকবিজ্ঞান ) - সহ লাইকেন -ফর্মিং ছত্রাক ( লাইকেনোলজি ), নন- ক্লোরোফাইট শৈবাল ( ফাইকোলজি ), এবং ভাইরাস ( ভাইরাসবিদ্যা )। যাইহোক, উদ্ভিদবিদদের দ্বারা এখনও এই গোষ্ঠীগুলির প্রতি মনোযোগ দেওয়া হয়, এবং ছত্রাক (লাইকেন সহ) এবং সালোকসংশ্লেষী প্রোটিস্টগুলি সাধারণত প্রাথমিক উদ্ভিদবিদ্যা কোর্সে অন্তর্ভুক্ত থাকে।
প্রাগৈতিহাসিক উদ্ভিদবিদরা উদ্ভিদের বিবর্তনীয় ইতিহাস সম্পর্কে তথ্য প্রদানের জন্য জীবাশ্মএ প্রাপ্ত প্রাচীন উদ্ভিদ অধ্যয়ন করে। সায়ানোব্যাকটেরিয়া, পৃথিবীর প্রথম অক্সিজেন-মুক্তকারী সালোকসংশ্লেষী জীব, প্রাথমিক ইউক্যারিওটের সাথে একটি অন্তঃমিথোজীবী সম্পর্কে প্রবেশ করে উদ্ভিদের পূর্বপ্রজন্মের জন্ম দিয়েছে বলে মনে করা হয়, যা শেষে উদ্ভিদ কোষে ক্লোরোপ্লাস্টে পরিণত হয়। এই নতুন সালোকসংশ্লেষী উদ্ভিদ (তাদের শৈবাল আত্মীয়দের সাথে) সায়ানোব্যাকটেরিয়া দ্বারা শুরু হওয়া বায়ুমণ্ডলীতে অক্সিজেনের বৃদ্ধিকে ত্বরান্বিত করেছে, প্রাচীন অক্সিজেন-মুক্ত, হ্রাসকারী, বায়ুমণ্ডলকে এমন একটিতে পরিবর্তন করেছে যেখানে ২০০ কোটি বছরেরও বেশি সময় ধরে প্রচুর পরিমাণে মুক্ত অক্সিজেন রয়েছে।
একবিংশ শতাব্দীর গুরুত্বপূর্ণ উদ্ভিদসংক্রান্ত প্রশ্নগুলির মধ্যে রয়েছে জীবনের মৌলিক উপাদানগুলির বৈশ্বিক সাইক্লিং-এ প্রাথমিক উৎপাদক হিসাবে উদ্ভিদের ভূমিকা: শক্তি, কার্বন, অক্সিজেন, নাইট্রোজেন এবং জল এবং আমাদের উদ্ভিদের স্টুয়ার্ডশিপ বিশ্বব্যাপী পরিবেশগত সমস্যাগুলির সমাধান করতে সাহায্য করতে পারে এমন বিষয়গুলি হলো সম্পদ ব্যবস্থাপনা, সংরক্ষণ, মানুষের খাদ্য নিরাপত্তা, জৈবিকভাবে আক্রমণকারী জীব, কার্বন সিকোয়েস্টেশন, জলবায়ু পরিবর্তন ইত্যাদি ।
কার্যত সমস্ত প্রধান খাদ্য হয় সরাসরি উদ্ভিদের প্রাথমিক উৎপাদন থেকে, অথবা পরোক্ষভাবে প্রাণীদের কাছ থেকে আসে যারা এগুলো খায়। গাছপালা এবং অন্যান্য সালোকসংশ্লেষণকারী জীবগুলি বেশিরভাগ খাদ্য শৃঙ্খলের গোড়ায় থাকে কারণ তারা সূর্য থেকে শক্তি এবং মাটি এবং বায়ুমণ্ডল থেকে পুষ্টি ব্যবহার করে, তাদের এমন একটি আকারে রূপান্তর করে যা প্রাণীদের দ্বারা ব্যবহার করা যেতে পারে।
উদ্ভিদবিদরা অধ্যয়ন করে যে কীভাবে উদ্ভিদ খাদ্য তৈরি করে এবং কীভাবে ফলন বৃদ্ধি করা যায়, উদাহরণস্বরূপ উদ্ভিদ প্রজননের মাধ্যমে, তাদের কাজকে বিশ্বকে খাওয়ানো এবং ভবিষ্যত প্রজন্মের জন্য খাদ্য নিরাপত্তা প্রদানের জন্য মানবতার ক্ষমতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ করে তোলে। উদ্ভিদবিদরা আগাছা নিয়েও অধ্যয়ন করেন, যা কৃষিতে একটি উল্লেখযোগ্য সমস্যা । নৃউদ্ভিদবিদ্যা হল গাছপালা এবং মানুষের মধ্যে সম্পর্কের অধ্যয়ন। ঐতিহাসিক উদ্ভিদ-মানুষের সম্পর্কের তদন্তে প্রয়োগ করা হলে নৃতাত্ত্বিকবিদ্যাকে আর্কিওবোটানি বা প্রাগৈতিহাসিক নৃউদ্ভিদবিদ্যা হিসাবে উল্লেখ করা যেতে পারে। অখাদ্য উদ্ভিদ থেকে ভোজ্য উদ্ভিদ শনাক্ত করার ক্ষেত্রে কানাডার আদিবাসীদের মধ্যে কিছু প্রাচীনতম উদ্ভিদ-মানুষের সম্পর্ক তৈরি হয়েছিল। উদ্ভিদের সাথে আদিবাসীদের এই সম্পর্ক নৃউদ্ভিদবিদদের দ্বারা রেকর্ড করা হয়েছিল।
উদ্ভিদ বায়োকেমিস্ট্রি হল উদ্ভিদের ব্যবহার করা রাসায়নিক প্রক্রিয়ার অধ্যয়ন। এই প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে কিছু তাদের প্রাথমিক বিপাক ক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয় যেমন সালোকসংশ্লেষী ক্যালভিন চক্র এবং ক্রাসুলাসিয়ান অ্যাসিড বিপাক । অন্যগুলি উদ্ভিদের দেহ তৈরি করতে ব্যবহৃত সেলুলোজ এবং লিগনিনের মতো বিশেষ উপকরণ এবং রজনের মতো গৌণ পণ্য তৈরি করে।
উদ্ভিদ এবং শৈবালের কোষে অবস্থিত অনন্য অঙ্গানু হলো ক্লোরোপ্লাস্ট । ক্লোরোপ্লাস্ট সায়ানোব্যাকটেরিয়া থেকে উদ্ভূত বলে মনে করা হয়, যা প্রাচীন উদ্ভিদ এবং শৈবাল পূর্বপ্রজন্মের সাথে অন্তঃমিথোজীবী সম্পর্ক তৈরি করেছিল। ক্লোরোপ্লাস্ট এবং সায়ানোব্যাকটেরিয়াতে নীল-সবুজ রঙ্গক ক্লোরোফিল a থাকে। ক্লোরোফিল a (পাশাপাশি উদ্ভিদ এবং সবুজ শৈবালে অবস্থিত ক্লোরোফিল b ) বর্ণালীর নীল-বেগুনি এবং কমলা/লাল অংশে আলো শোষণ করে এবং সবুজ আলোকে প্রতিফলিত করে প্রেরণ করে যা আমরা দেখতে পাই । লাল এবং নীল আলোর যে শক্তি এই রঙ্গকগুলি শোষণ করে তা ক্লোরোপ্লাস্টগুলি অক্সিজেনিক সালোকসংশ্লেষণের মাধ্যমে কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জল থেকে শক্তি সমৃদ্ধ কার্বন যৌগ তৈরি করতে ব্যবহার করে । এই প্রক্রিয়ার একটি উপজাত পদার্থ অক্সিজেন (O 2 )।
ক্লোরোফিল a দ্বারা ধারণ করা আলোক শক্তি প্রাথমিকভাবে ইলেকট্রন আকারে (এবং পরে প্রোটন গ্রেডিয়েন্ট আকারে) যা ATP এবং NADPH এর অণু তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় যা সাময়িকভাবে শক্তি সঞ্চয় এবং পরিবহন করে। তাদের শক্তি ৩-কার্বন সুগার গ্লিসারালডিহাইড ৩-ফসফেট (G3P) এর অণু তৈরি করতে এনজাইম রুবিস্কো দ্বারা ক্যালভিন চক্রের আলোক-স্বাধীন প্রতিক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয়। গ্লিসারালডিহাইড 3-ফসফেট হল সালোকসংশ্লেষণের প্রথম পণ্য । এই থেকেই গ্লুকোজ এবং জৈবিক উত্সের অন্যান্য প্রায় সমস্ত জৈব অণু সংশ্লেষিত হয়। কিছু গ্লুকোজ স্টার্চে রূপান্তরিত হয় যা ক্লোরোপ্লাস্টে জমা হয়। স্টার্চ হল বেশিরভাগ জমির উদ্ভিদ এবং শৈবালের বৈশিষ্ট্যগত শক্তির ভাণ্ডার। ইনুলিন, ফ্রুক্টোজের একটি পলিমার, সূর্যমুখী Asteraceae পরিবারে এই উদ্দেশ্যে ব্যবহৃত হয়। গাছের বাকি অংশে পরিবহনের জন্য কিছু গ্লুকোজ সুক্রোজে রূপান্তরিত হয়।
উদ্ভিদ এবং অন্যান্য ইউক্যারিওটরা তাদের ক্লোরোপ্লাস্টগুলিতে অনেক জৈব রাসায়নিক ভূমিকা অর্পণ করেছে, যার মধ্যে রয়েছে তাদের সমস্ত ফ্যাটি অ্যাসিড, এবং বেশিরভাগ অ্যামিনো অ্যাসিড সংশ্লেষণ করা। ক্লোরোপ্লাস্টগুলি যে ফ্যাটি অ্যাসিড তৈরি করে তা অনেক কিছুর জন্য ব্যবহৃত হয়, যেমন কোষের ঝিল্লি তৈরির জন্য উপাদান সরবরাহ করা এবং পলিমার কিউটিন তৈরি করা যা উদ্ভিদের কিউটিকলে পাওয়া যায় যা উদ্ভিদকে শুকিয়ে যাওয়া থেকে রক্ষা করে।
গাছপালা বেশ কয়েকটি অনন্য পলিমার সংশ্লেষ করে যেমন পলিস্যাকারাইড অণু সেলুলোজ, পেকটিন এবং জাইলোগ্লুকান যেখান থেকে উদ্ভিদের কোষ প্রাচীর তৈরি হয়। কিছু উদ্ভিদ লিগনিন তৈরি করে, একটি পলিমার যা জাইলেম ট্র্যাচিড এবং জাহাজের গৌণ কোষের প্রাচীরকে শক্তিশালী করতে ব্যবহৃত হয় যাতে উদ্ভিদ জলের চাপের মধ্যে তাদের মাধ্যমে জল শোষণ করলে সেগুলি ধসে না যায়। লিগনিন অন্যান্য কোষের প্রকারেও ব্যবহৃত হয় যেমন স্ক্লেরেনকাইমা ফাইবার যা উদ্ভিদের জন্য কাঠামোগত সহায়তা প্রদান করে । এটি কাঠের একটি প্রধান উপাদান। স্পোরোপোলেনিন হল একটি রাসায়নিকভাবে প্রতিরোধী পলিমার যা জীবাশ্ম রেকর্ডে স্পোর এবং গাছের পরাগগুলির বাইরের কোষের দেয়ালে পাওয়া যায় যা জীবাশ্ম রেকর্ডে প্রাথমিক জমির উদ্ভিদের স্পোর এবং বীজ উদ্ভিদের পরাগগুলির বেঁচে থাকার জন্য দায়ী। এটি অর্ডোভিসিয়ান যুগে ভূমির উদ্ভিদের বিবর্তনের সূচনার জন্য চিহ্নিতকারী হিসাবে বিবেচিত হয়। বায়ুমণ্ডলে কার্বন ডাই অক্সাইডের ঘনত্ব যখন অর্ডোভিসিয়ান এবং সিলুরিয়ান সময়কালে গাছপালা ভূমিতে আবির্ভূত হয়েছিল তা আজকের তুলনায় অনেক বেশি। ভুট্টা এবং আনারসের মতো অনেক মনোকোট এবং অ্যাস্টেরেসিয়ার মতো কিছু দ্বিবীজপত্রী উদ্ভিদ আলাদাভাবে বিকশিত হয়েছে সালোকসংশ্লেষণের জন্য ক্র্যাসুলেসিয়ান অ্যাসিড বিপাক এবং C4 কার্বন ফিক্সেশন পথ যা আলোক শ্বাসের ফলে হওয়া ক্ষতি এড়াতে আরও সাধারণ C3 কার্বন ফিক্সেশন পথে। . এই জৈব রাসায়নিক কৌশলগুলি ভূমির উদ্ভিদের জন্য অনন্য।
ফাইটোকেমিস্ট্রি হলো উদ্ভিদ জৈব রসায়নের একটি শাখা যা প্রাথমিকভাবে গৌণ বিপাকের সময় উদ্ভিদ দ্বারা উৎপাদিত রাসায়নিক পদার্থের সাথে সম্পর্কিত। এই যৌগগুলির মধ্যে কিছু বিষাক্ত পদার্থ যেমন হেমলক থেকে প্রাপ্ত অ্যালকালয়েড কোনাইন । অন্যান্য হলো পেপারমিন্ট অয়েল এবং লেবুর তেল তাদের সুগন্ধের জন্য উপযোগী, যেমন স্বাদ এবং মশলা (যেমন, ক্যাপসাইসিন ), এবং ওষুধ হিসাবে যেমন পপি ফুল থেকে আফিম । টেট্রাহাইড্রোকানাবিনল ( গাঁজার সক্রিয় উপাদান), ক্যাফেইন, মরফিন এবং নিকোটিনের মতো অনেক ঔষধি ও বিনোদনমূলক ড্রাগস সরাসরি উদ্ভিদ থেকে আসে। অন্যগুলি উদ্ভিদজাত প্রাকৃতিক পণ্যের সাধারণ ডেরিভেটিভ । উদাহরণস্বরূপ, ব্যথানাশক অ্যাসপিরিন হল স্যালিসিলিক অ্যাসিডের এসিটাইল এস্টার, যা মূলত উইলো গাছের ছাল থেকে বিচ্ছিন্ন, এবং হেরোইনের মতো বিস্তৃত আফিম ব্যথানাশক পপি ফুল থেকে প্রাপ্ত মরফিনের রাসায়নিক পরিবর্তনের মাধ্যমে পাওয়া যায়। জনপ্রিয় বিভিন্ন উদ্দীপক বা stimulant উদ্ভিদ থেকে আসে, যেমন কফি, চা এবং চকোলেট থেকে ক্যাফিন এবং তামাক থেকে নিকোটিন । বেশিরভাগ অ্যালকোহলযুক্ত পানীয় কার্বোহাইড্রেট সমৃদ্ধ উদ্ভিদজাত পণ্য যেমন বার্লি (বিয়ার), চাল ( সাকে ) এবং আঙ্গুর (ওয়াইন) এর গাঁজন বা fermentation থেকে আসে। নেটিভ আমেরিকানরা হাজার হাজার বছর ধরে অসুস্থতা বা রোগের চিকিৎসার উপায় হিসেবে বিভিন্ন গাছপালা ব্যবহার করে আসছে। উদ্ভিদ সম্পর্কে স্থানীয় আমেরিকানদের এই জ্ঞান এথনোবোটানিস্টদের দ্বারা অধ্যয়ন করা হয়েছে এবং তারপরে ফার্মাসিউটিক্যাল কোম্পানিগুলি ওষুধ আবিষ্কারের উপায় হিসাবে ব্যবহার করেছে।
চিনি, স্টার্চ, তুলা, লিনেন, শণ, কিছু ধরণের দড়ি, কাঠ এবং কণা বোর্ড, প্যাপিরাস এবং কাগজ, উদ্ভিজ্জ তেল, মোম এবং প্রাকৃতিক রাবার হল উদ্ভিদের টিস্যু বা তাদের গৌণ পণ্যগুলি থেকে তৈরি বাণিজ্যিকভাবে গুরুত্বপূর্ণ উপকরণগুলির উদাহরণ। কাঠকয়লা, কাঠের পাইরোলাইসিস দ্বারা তৈরি কার্বনের একটি বিশুদ্ধ রূপ, ধাতু- গন্ধযুক্ত জ্বালানী, ফিল্টার উপাদান এবং শোষণকারী এবং শিল্পীর উপাদান হিসাবে দীর্ঘ ইতিহাস রয়েছে এবং এটি বারুদের তিনটি উপাদানের একটি। সেলুলোজ, বহুল প্রাপ্ত জৈব পলিমার, শক্তি, জ্বালানি, উপকরণ এবং রাসায়নিক ফিডস্টকে রূপান্তরিত হতে পারে। সেলুলোজ থেকে তৈরি পণ্যগুলির মধ্যে রয়েছে রেয়ন এবং সেলোফেন, ওয়ালপেপার পেস্ট, বায়োবুটানল এবং বন্দুক তুলা । আখ, রেপসিড এবং সয়া হল এমন কিছু উদ্ভিদ যার মধ্যে উচ্চমাত্রায় গাঁজনযোগ্য চিনি বা তেল রয়েছে যা জৈব জ্বালানির উৎস হিসেবে ব্যবহৃত হয়, জীবাশ্ম জ্বালানির গুরুত্বপূর্ণ বিকল্প, যেমন বায়োডিজেল । সুইটগ্রাস যা নেটিভ আমেরিকানরা মশার এবং অন্যান্য পোকা থেকে বাঁচতে ব্যবহার করত। সুইটগ্রাসের এই বৈশিষ্ট্যগুলি পরে আমেরিকান কেমিক্যাল সোসাইটি ফাইটোল এবং কৌমারিন অণুতে পেয়েছিল।