Rostliny

Rostliny(Plantae) jeříše(případně šířeji vymezenásuperskupinaArchaeplastida)eukaryotickýcha převážněfotosyntetizujícíchorganismů. Odhaduje se, že se na Zemi vyskytuje asi 350 000 druhů rostlin. Zatím bylo popsáno asi 290 000 druhů, z nichž asi 260 000 tvořísemenné rostliny, 15 000mechorostya zbytek zejménakapraďorostyazelené řasy.
Typickým znakem rostlin jsouplastidys dvoujednotkovou membránou, vzniklé primární endosymbiózou eukaryotní buňky aprokaryotnícyanobakterie(sinice).Mitochondriemívají ploché kristy,centriolyvětšinou chybějí. Je vyvinutábuněčná stěna, která obsahujecelulózu, zásobní látkou jsou různé formyškrobu. Většina rostlin získává energii procesem zvanýmfotosyntéza, při němž se energie zeslunečního zářenívyužívá k výroběorganických láteks vysokým obsahemenergie. V procesu fotosyntézy rostliny pohlcujíoxid uhličitýa produkujíkyslík.
Podle používanýchfotosyntetických barvivse rostliny dělí na dvě skupiny:Glaukofytyaruduchymajíchlorofylafykobilinystejně jakosinice,zeleným řasám a rostlinámfykobiliny chybějí. Glaukofyty jsou zvláštní tím, že u nich jeendosymbiózase sinicí teprve v počátcích – nemají pravé plastidy, alecyanely, které stojí někde na půl cesty mezi plastidem a cyanobakterií, a mají zachovaloupeptidoglykanovoubuněčnou stěnu. U nově objevených skupinPicozoaaRhodephidia(řazených do Archaeplastida, ale zpravidla ne doPlantae) k fotosyntéze nedochází vůbec a živí se predací bakterií a jednobuněčných eukaryot.
Ačkoli seřasyobjevily na souši před více než miliardou let (ale už i komplexnějšíeukaryota),rostliny osídlily Zem přibližně před necelou půl miliardou let.Nejstarší z fosilního záznamu známé suchozemské rostliny jsou mechorosty, které se objevily v období prvohorníhoordoviku, zhruba před 460 miliony let.
Tento článek pojednává o rostlinách v tradičním slova smyslu. Rostlinami se zde rozumíparafyletický taxonPlantae, který (na rozdíl odmonofyletickésuperskupinyArchaeplastida) nezahrnujeheterotrofníliniePicozoaaRhodelphidia.
Lidé se zabývali rostlinami již od pradávna. Bylo důležité znát působení rostlin na lidský organismus (léčivé byliny, jedovaté rostliny aj.). Znalosti o rostlinách byly zásadní i pro rozvoj zemědělství, který nastal přibližně před 12 tisíci lety.Zmínky o různých typech rostlin se objevují ve staroindickýchvédách,rostlinami se zabývá i antické díloHistoria plantarumze 4. století př. n. l., jehož autorTheofrastosje někdy považován za otce botaniky.Ve středověku se rozvíjela botanika v arabském světě: ke známějším patří např.Al-DinawaričiAl-Nabati. S novověkem přicházejí do botaniky zcela nové pohledy a metody.Robert Hookeobjevilrostlinné buňkyvkorku, o sto let pozdějiCarl von Linnérozdělil rostliny vSystema naturaena 25tříd.
Buňkyse řadí mezi poměrně typickéeukaryotické buňky, ale mají i mnoho vlastních charakteristických rysů. Typická je zejména přítomnostíplastidů, centrálnívakuoly, celulózovébuněčné stěny, obvykle i mezibuněčných spojů –plazmodezmat. Velikost sahá od 1μmu zelené řasyOstreococcusaž po více než metr u zelených řasCaulerpa.Uvyšších rostlinpak z buněk podobného tvaru a funkce vznikajírostlinná pletivaa různévegetativníagenerativníorgány.
U většiny rostlinných skupin se vyvinulamnohobuněčnost. Některé rostliny (zpravidla vodnířasy) jsoujednobuněčné.
Jednobuněčné a necévnaté mnohobuněčné rostliny jsou označovány jako stélkaté. Jejich tělo se nazývástélka. Ta je buď nečleněná, nebo pouze částečně diferencovaná. Morfologicky a funkčně rozlišené části stélky však nelze považovat za orgány (např.fyloidyarhizoidyumechorostů).
Tělo tzv.cévnatých rostlinse nazývákormus. Kormus je členěn na specializované rostlinné orgány, které jsou tvořeny soubory pletiv. Orgány se podle funkce dělí do dvou základních skupin:
Až na výjimky jsou rostliny tzv.fotoautotrofní(fototrofieznamená, že rostliny jako zdroj energie používajísluneční záření;autotrofieznamená, že vytvářejí vlastníorganické látkyz látek anorganických). Středem zájmu je u rostlinfotosyntéza, základnískladnýproces, díky němuž se do rostlinných těl zabudováváuhlíkv podobě organických sloučenin, a to za pomoci energie ze slunečního záření. Rostliny nejsou jediné organizmy, které fotosyntetizují – jejich plastidy mají původ ve fotosyntetizujících sinicích a zároveň plastidy některých dalších eukaryot vznikly sekundárně pohlcením již fotosyntetizující jednobuněčné rostliny.
Fotosyntéza u rostlin probíhá v tzv.chloroplastech; umožňují ji zejména zelená barviva (chlorofyly) a na ně navazujícífotosystémy. V nich dochází ke světelné fázi fotosyntézy. Následující (temnostní) fáze již světlo nevyžaduje; jejím principem jeCalvinův cyklus, případněHatch-Slackův cyklusu určitých skupin rostlin.
Rostliny přijímají ze svého okolí obvykle především vodu,oxid uhličitýaorganické látky(někdy i atmosférickýdusík, vizbiologická fixace dusíku). Jako u ostatních organizmů asi 90% celkové hmotnosti sušiny rostlinných těl představují atomyuhlíkuakyslíku. Následujevodík,dusík,draslíkavápník, u dalších prvků se již obsah pohybuje v desetinách procent a méně. Mezi jednotlivými rostlinami však existují poměrně značné rozdíly; např.slanomilné rostlinyhromadísodík,hořčíkachlor, aby kompenzovaly vysoký obsah solí v půdě.
Příjem minerální látek z okolí (u vyšších rostlin téměř výhradně z půdy) je následovánasimilací, tedy zabudováním jednotlivých látek do organických sloučenin. Dusík je například zdusičnanůzabudován doaminokyselinči jejichamidů.Síranyse zase v rostlinách redukují a vážou se do sirných aminokyselin (cystein,methionin).
Zásobními látkami rostlin bývají zejménatriacylglyceroly(tedytuky), α-glukany(tzv.škrob) a různé zásobní bílkoviny.
JižLinnérozlišoval říši rostliny (tehdyVegetabilia).Nejjednodušší dělení rostlin rozeznávánižší rostliny(Thallobionta), jejichž tělem jestélka(thallus), avyšší rostliny(Cormobionta), jejichž tělo se skládá z orgánů (kromě primitivních skupin, jako jsoumechorosty). V současnosti se tyto pojmy již používají zřídka. Termín „nižší rostliny“ totiž zahrnoval druhy, které nejsou příliš příbuzné.
Dnes se v systematice hledí převážně nafylogenetickoupříbuznost. Existují však různá pojetí rostlin a někdy se všechny nižší rostliny řadí k říšiProtista. Tato říše však rovněž není přirozená (monofyletická), a proto byli protisté rozděleni na množství říší. Rostliny v užším slova smyslu tak představují buď jen tzv.vyšší rostliny, nebo vyšší rostliny společně szelenými řasami(zelené rostliny,ViridiplantaečiChloroplastida),ruduchami(Rhodophyta) a skupinouGlaucophyta,ke kterým je však nutno zahrnout kvůlifylogenetické přirozenostii dvě nově objevené nepočetné skupinyheterotrofníchjednobuněčných organismů, a toRhodelphidiase zanikajícím plastidem neschopným fotosyntézyaPicozoa(dřívePicobiliphyta), kteří plastidy nemají vůbec.Pro rostlinnousuperskupinuv pojetíViridiplantae+Glaucophyta+Rhodophyta+Rhodelphidia+Picozoase používá mezinárodní označeníArchaeplastida, reflektující její společný původ v primární endosymbióze sinice a vzniku prvotního plastidu.
Kpodříšivyšší rostlinyse řadí několik rostlinnýchoddělení, považovaných zapřirozenétaxony. Počet oddělení se uvádí v různých publikacích různý, ale přibližný počet je 13–14. Do současné doby však přežilo jen asi 11 oddělení. Jsou to:játrovky(Hepatophyta),hlevíky(Anthocerophyta),mechy(Bryophytav užším smyslu),plavuně(Lycopodiophyta),přesličky(Equisetophyta),kapradiny(Polypodiophyta),cykasorosty(Cycadophyta),jinany(Ginkgophyta),jehličnany(Pinophyta),liánovce(Gnetophyta) akrytosemenné(Magnoliophyta).
Je komplikované zachytit na malém prostoru vývoj rostlin, neboť je tento pomyslný strom plný drobných odštěpujících se větví. Proto je nutné do jisté míry zjednodušovat skutečnost. Základní verzefylogenetického stromupodle dnešních názorů vypadá přibližně takto:
Velká rozmanitost rostlin poněkud znesnadňuje jakékoliv zobecnění, což platí i vgeneticeagenomice. Množství DNA obsažené v buňce se obvykle udává jakopočet C, kde C je množství přítomné vpohlavních buňkáchrostlin. Pohybuje se v širokém rozmezí: např.huseníček rolní(Arabidopsis thaliana) má pouhých 125 Mbp (milionů párůbází), zatímcořebčíkFritillaria assyriacamá asi tisíckrát více. Velikost genomu sice příliš nevypovídá o množství genů, přesto je to zajímavé číslo, neboť se zdá, že nad určité množství DNA v jádře jsou již všechny rostlinytrvalky. Existují i další korelace, ale jako druhý příklad může být uvedena skutečnost, že rostliny s větším obsahem DNA jsou odolnějšíradioaktivnímu záření.
Početchromozomůse rovněž pohybuje v širokém pásmu hodnot.RozchodníkSedum suaveolensmá vdiploidní(2n) buňce 640 chromozomů, rostlinaMachaeranthera gracilismá pouhé 4. Vysoké počty jsou známy i ukapradin. Rostliny mívají jedinoucentromeru, některé však jich mají více, a proto je na jednom chromozomu i vícekinetochorů, na něž se upínádělicí vřeténko. Dalším typickým znakem jepolyploidie, tzn. obsah více než dvou identických kopií genomu v každé tělní buňce. Znamená to, že rostliny někdy v evoluční historii zkopírují veškerý svůj genom a DNA je nyní přítomna v několikanásobně vyšším množství. Známí jsou například tetraploidi (4n), kteří mají dvakrát více DNA v buňkách než jejich diploidní předci.
Počet genů se obvykle u rostlin příliš neodvíjí od toho, kolik mají v buňkách DNA. Modelová rostlinahuseníček rolníjich má asi 25 000, tedy srovnatelně s člověkem, a počty genů u ostatních rostlin zřejmě nebudou nijak radikálně odlišné. Mnoho genů má tato rostlina v několika kopiích (z nichž každá je již během času přizpůsobená ke své vlastní funkci) a tyto kopie vytvářejí množstvígenových rodin.
Rostliny neobsahují DNA jen ve svém jádře, ale určité množství představuje i tzv.plastidová DNAvplastidechamitochondriální DNAvmitochondriích.
Rostliny stojí na počátkupotravního řetězcea produkují díkyfotosyntézeorganickou hmotuakyslík, a tím umožňují život dalším živýmorganismům. Kořeny rostlin zadržují vodu a zpevňujípůdu, čímž bráníerozi.
Nenahraditelný význam pro biosféru mají díky unikátní schopnosti zadržovat a řízeně uvolňovat vodu. Ničení rostlinných porostů má prokazatelně následek v lokálním snížení vzdušné vlhkosti a množství srážek.
Rostliny jsou symbiotické organismy pro živočichy, poskytují biogenní prvky, regenerují vzduch a slouží jako prostředí k životu organismů.
Rostliny spolupůsobí při tvorběklimatu, zlepšujímikroklima, podílejí se na půdotvorném procesu, ovlivňují míru zadržování vody v krajině, snižujíprašnost,hlučnosta působí esteticky (parkyvčetnězámeckých parků,stromořadípodél cest,zahrada,pokojové rostlinyaj.)
Rostliny jsou základní složkou živočišné stravy včetně lidské. Člověk se živí jednak rostlinami, jednak masem živočichů závislých na rostlinách potravně a prostředím k životu.
K výživě člověk využíváobilniny(pšenice,žito,ječmen,oves,kukuřice,rýže,proso,čirokaj.), plodiny jakobrambory,maniok,batáty,jamy,oka (plodina)a dalšízeleninu, dáleluštěniny(hrách,sója,čočka,fazole,podzemnice,cizrna),olejniny(viz níže) a jiné byliny,ovoce,ořechyakoření.
Z rostlin se vyrábějí nápoje (káva, čaj, kakao, dalšínealkoholické nápoje,alkoholické nápoje). Zcukrové třtinyacukrové řepyse získávácukr; zdrojem cukru jsou takédatle,čirok,javor cukrový,břízaaj.; rostliny jsou zdrojem sladidlaXylitol. Olej k výroběolejů a margarínůči k jiným účelům se získává zoliv,slunečnice,sóji,řepky,bavlníku,lnu,podzemnice olejné,sezamu,skočce,kokosovníku ořechoplodého,palmy olejné,světlice (saflor),máku,konopí,lničky,brukve (řepice),ředkve,tykve,hořčice,rokety,katránu(Crambe abyssinica),tabáku,kukuřiceaj.
Dřevovyužívá člověk ke stavbě budov, k izolovánícelulózya výroběpapíruatextilií, k výroběnábytku, nástrojů, sportovního nářadí, hudebních nástrojů a předmětů denní potřeby. Ze dřeva získává pryskyřici, přírodní kaučuk aj. Zbavlny,lnuaviskózových vlákense vyrábějí textilie. Některé rostliny slouží kvýrobě léčiva jiných terapeutických prostředků, hygienických, čisticích a kosmetických prostředků,drog,jedůpesticidůči např. technických olejů, další k získávání vosku (katrán habešskýaj.),stearinuaparafínu,gumyaj. Spalováním lze rostliny využít k výrobětepelnéčielektrické energie(dřevní odpad,slámaaj.), případně k výroběbiolihu, který slouží coby palivo vespalovacích motorech. Z rostlin pocházejí takéfosilní palivauhlíaropa.
V tomto článku byl použitpřekladtextu z článkuPlantsna anglické Wikipedii.