Palmukasvit

Tuntomerkit

Juuren anatomiaa: juurissa ei ole oikeita pituuskasvuvyöhykkeitä, ja niissä on säteittäisesti pidentyneitä ilmakammioita.
Varren anatomiaa: siiviläputkissa on yksinkertaiset siivilälevyt. Keskuslieriön keton eli endodermin soluissa on O:n muotoiset paksunnokset. Päällysketon eli epidermin soluseinien selluloosakuidut ovat sikin sokin. Piidioksidikappaleet ovat pyöreitä.
Lehden anatomiaa: Epidermisolut ovat suorakaiteen muotoisia, samoin sen alaiset solut, mutta ne ovat pidentyneet. Ilmarakojen apusolut jakautuvat vinosti. Kuitujänteitä on mesofyllissä ja päällyskettoon liittyneinä. Poikittaissuonien tupet ovat kuituisia.
Lisääntymiselimet: Kasvit ovat yksikotisia (hede- ja emikukat samassa kasviyksilössä). Kukinto on sijainniltaan lehtihankainen, ja sen tyvellä on kaksikölinen esilehti. Osakukinnot ovat viuhkomaisia ja niissäkin on lateraaliset esilehdet, eli osakukinnot ovat cincinnuksia. Hedekukassa on periaatteessa kolmilukuinen hetiö, mutta heteitä saattaa olla paljon. Heteenponsi kiinnittyy palhoon tyvestään. Hedekukassa on emiön jäänne (pistillodi). Emikukat ovat joutoheteellisiä, ja niissä on yhdestä neljään, joskus jopa kymmenen aluksi erillistä emilehteä. Ne voivat kasvaa yhteen. Siemenaiheessa on kaksi kalvoa, sydämen laitasolukko, massiivinen kalatsan yläpuolinen solukko ja siitereiästä kehittynyt alkiorakon imuelin (haustorio). Kussakin hedelmässä on ainakin yksi, toisinaan jopa kymmenen pyöreää siementä. Siemenkuoren uloimmat solukerrokset ovat tavallisesti paksuuntuneet, ja siemenessä on hemiselluloosapitoinen ravintovarasto (endospermi), josta alkio ottaa ravintonsa siitereiästä eli mikropylestä syntyneen imuelimen avulla. Sirkkalehti ei ole yhteyttävä ja sirkkajuuri on vahva ja haarautuva.
Palmukasvien fytokemiaan kuuluvat flavonoidisulfaatit, joita on runsaasti.

Evoluutio

Myöhäisliitukautisissa Gondwana-mantereen trooppisten osien jättämissä kerrostumissa palmukasvien siitepölyä, lehtiä ja puuta on runsaasti myös Afrikassa ja Intiassa, missä palmuja on nykyään suhteellisen vähän. Siitepölyä on myös eoseenikauden kerrostumissa noin 54 miljoonan vuoden takaa. Oligoseenikauteen mennessä ilmasto kylmeni ja muuttui epäsuotuisammaksi palmukasveille. On arveltu, että palmukasvit ovat monimuotoistuneet tasaiseen tahtiin niiden ilmaannuttua maapallolle liitukaudella noin 100 miljoonaa vuotta sitten. Missä on niiden fossiileja, siellä on ollut trooppisia sademetsiä tai niiden kaltaisia elinympäristöjä. Ensimmäiset palmut lienevät olleet suokasveja, kuten ovat nykyiset palmujen evoluutiopuun tyven haarat: rottinkipalmut (Calamus), nipapalmu (Nypa fruticans) ja Mauritia-suku. Noin 77 miljoonaa vuotta vanhat Teksasista löydetyt lehti-, varsi- ja hedelmäfossiilit on tunnistettu nykyäänkin elossa olevaan palmettojen sukuun (Sabal) kuuluviksi. Niiden hedelmät ovat voineet olla tuolloin kasvinsyöjähirmuliskojen ravintoa.
Seychellienpalmu (Lodoicea-suku) kasvaa ainoastaan Seychellien saaristossa, vaikka sen hedelmät leviävät laajalti meren välityksellä. Saariston ja Intian välinen maayhteys katkesi non 63,4 miljoonaa vuotta sitten, joten ko. palmulaji on yhtä vanha tai saapunut saaristoon myöhemmin jollain keinoin jostain muualta. Nipapalmujen suvulla näyttää olleen lähes yleismaailmallinen levinneisyys tertiäärikauden alkuaikoina, sillä sen fossiileja on löytynyt mm. Tasmaniasta, Englannista ja eri puolilta Uutta mannerta. Länsi-Malesialaisen Eugeissona-suvun (tai hyvin samankaltaista) siitepölyä on löydetty kaikkialta tropiikista. Ranskassa on varhaisoligoseenisia ja myöhäismioseenisia puufossiileja, jotka kuuluvat eräille Coryphoideae-alaheimon lajeille; ne ovat nykyään amerikkalaisia. Uuden-Seelannin eteläisimpien osien eoseenikallioista löytyy Calamoideae-alaheimon lehti- ja hedelmäfossiileja; lähimmät nykyään elävät alaheimon edustajat kasvavat Itä-Australiassa. Palmukasvien nykyinen levinneisyys näyttäisiä selittyvän paremmin levittäytymisellä (dispersaali) kuin vastinlajien eli lähisukuisten lajien sijoittumisella eri alueille (vikarianssi). Saaristoalueilla palmukasvit ovat voineet hypellä saarelta toiselle kuten eräät myrttikasvit (Myrtaceae), begoniat (heimo Begoniaceae) ja saippuamarjakasvit (Sapotaceae).
Palmuja esiintyy vähän Afrikan mantereella, enemmän sitä vastoin Madagaskarissa. Erityisen huomionarvoinen on tässä suhteessa kolmiopalmujen suku (Dypsis) ja sen lähisuvut. Madagaskarilaiset lajit ovat piikittömiä toisin kuin afrikkalaiset, mikä johtuu mahdollisesti suurten kasvinsyöjien puuttumisesta Madagaskarissa. Afrikassa palmujen monimuotoisuus alkoi vähetä eoseenikauden lopulla noin 34 miljoonaa vuotta sitten, mikä johtunee siitä, että palmukasvien monimuotoisuus lisääntyi muilla alueilla, ja ilmaston muuttumisesta epäedullisemmaksi Afrikassa. Amerikassa ja Indo-Malesian alueella sen sijaan on säilynyt vakaammin suhteellisen lämpimiä ja kosteita alueita, joita palmukasvit suosivat, sekä myös ympäristöjen epäyhtenäisyyttä.
Paleontologit käyttävät palmufossiileja ilmaston osoittajina sen perusteella, että nykyään(kin) palmut kasvavat tietynlaisessa ilmastotyypissä, jossa kylmimmät lämpötilat eivät laske –10 °C, ja vuoden keskilämpötila on yli 10 °C. Palmut ovat yksisirkkaiskasveiksi suhteellisen kookkaita ja niillä on suhteellisen suuret siemenet, mikä liittyy kosteiden ja lämpimien olojen suosintaan. Palmukasvit voivat olla hyvin huomiota herättävä osuus kasvillisuuden keskellä. Nipapalmu hallitsee eräitä mangroverämeitä suosimalla vähäsuolaisempia olosuhteita kuin monet muut mangrovekasvit; niinpä sitä kasvaa jokien rantavesissä vuorovesivyöhykkeelle asti. Nipapalmulla on erikoisia sopeutumia juuriston hapensaannin turvaamiseksi. Calamoideae-alaheimon palmut ovat tärkeitä liaaniosakkaita Kaakkois-Aasian sademetsissä. Amazonin sademetsissä palmukasvit ovat huomattava osuus puustosta, vaikka lajimäärä ei niissä olekaan suuri.
Palmukasvit ovat yksisirkkaisten suurin puuvartisryhmä. Niillä on putkilokasvien pitkäikaisimmät puu- ja nilasolukot, joiden keinoa pysyä toimintakykyisinä ei tunneta. Palmun tyven kuljetussolukkojen on pysyttävä toimintakykyisinä kasvin koko jopa monta sataa vuotta kestävän eliniän, silla sekundaarista kasvua ei ole. Palmujen pidentyessä niiden spiraalimaisesti järjestyneet kuljetussolukot suoristuvat ja syyt kasvavat paksuutta ja lujittavat runkoa. Sekä juurten että varren perussolukot voivat pysyä jonkin aikaa erilaistumattomina, mutta niissä tapahtuu jonkin verran solujen jakaantumista ja/tai niiden laajentumista, jolloin varteen muodostuu onteloita. Näin varsi pitenee ja paksuuntuu; ilmiötä nimitetään diffuusiksi sekundaariseksi paksuuskasvuksi. Ainakin joillakin palmulajeilla on myös yksisirkkaisille ominaista sekundaarista paksuuskasvua. Putkilot voivat olla palmuilla hyvin pitkiä, joten ne ovat alttiita ilmakuplien syntymiselle (embolismille). Eräillä Calamoideae-alaheimon lajeilla ne voivat olla puolen millimetrin levyisiä ja lähes neljän metrin pituisia; ne ulottuvat jopa 18 nivelvälin yli. Tapaa, jolla ne selviytyvät ilmakuplista ei tunneta.
Palmukasvit ovat pääasiassa hyönteispölytteisiä, ja pölyttäjinä toimivat kovakuoriaiset (mm. eräät kärsäkkäät), mesipistiäiset ja kärpäset. Joissakin, enimmäkseen medettömissä kukissa on todettu kemiallisten reaktioiden aikaansaamaa lämmöntuotantoa (termogeneesi), ja kääpiöpalmu (Chamaerops humilis) houkuttelee kärsäkkäitä lehdistään haihduttamilla yhdisteillä. Kovakuoriaiset saattavat munia hedekukintoihin; vuoripalmuilla (Chamaedorea) ja niiden sukulaisilla on kukissaan oksalaattikiteitä, jotka estävät hyönteisiä käyttämästä niitä ravintonaan. Palmukasvien evoluutiossa on tapahtunut siemenen koon lisääntymistä. Se saattaa liittyä puuvartisuuteen. Pääasiassa eläimet toimivat niiden levittäjinä, joskin merivirrat voivat toimittaa samaa virkaa (esim. kookospalmu, Cocos nucifera).