Pflanze

Pflanzen

Pflanzen Beschreibung dieses Bildes, auch unten kommentiert Vielfalt der Pflanzen. Einstufung
Feld Eukaryoten
Unterdomäne Bikonta

Herrschaft

Plantae
Haeckel , 1866

Synonyme

Phylogenetische Klassifikation

Position:

Die Pflanze ( Plantae ) sind photosynthetische und autotrophe Organismen , die durch Pflanzenzellen gekennzeichnet sind . Sie bilden eines der Königreiche der Eukaryota . Diese Regel ist eine Gruppe monophyletic einschließlich Landpflanzen , die Grünalgen , die Rotalgen und Glaucophyta .

Die Pflanzenwissenschaft ist die Botanik , die im klassischen Sinne auch Algen und Cyanobakterien (die nicht zum Reich der Plantae gehören ) untersucht. Das alte „ Pflanzenreich  “ existiert in modernen Klassifikationen ( Cladist oder Evolutionist ) nicht mehr .

Die Anzahl der Pflanzenarten ist schwer zu bestimmen, aber es gibt (im Jahr 2015) mehr als 400.000 beschriebene Arten , von denen die überwiegende Mehrheit Blütenpflanzen sind (369.000 registrierte Arten), wobei bekannt ist, dass jedes Jahr fast 2.000 neue Arten entdeckt werden. Seit Anfang des XX - ten  Jahrhunderts verschwinden drei Pflanzenarten jedes Jahr, meist Opfer von Abholzung . Jede fünfte Pflanze ist vom Aussterben bedroht.

Einstufung

Die Pflanzen bis in die Mitte des waren XX - ten  Jahrhunderts eine der drei großen Gruppen , in denen Lebewesen traditionell geteilt wurden, ist die beiden anderen Gruppen , die von Tieren und der Pilze besser unter dem Namen bekannt Pilze . Die Einteilung geht auf die Zeit von Aristoteles ( 384 v. Chr. - 322 v. Chr. ) zurück, der zwischen Pflanzen, die sich nicht bewegen, und Tieren, die sich oft bewegen, um ihre Beute zu fangen, unterscheidet. In seiner Historia Plantarum , Theophrast beschreibt (371-288 vor Christus) fast 480 Pflanzen und ist der Erste , der eine Klassifizierung anhand von spezifischen Eigenschaften der Pflanzen vorzuschlagen und nicht auf anthropozentrische Eigenschaften. Er zieht auch mehrere in Betracht: Nach ihm können Pflanzen nach ihrer Höhe in vier Gruppen eingeteilt werden: Bäume ( Dendron , daher Dendrologie ), Sträucher ( Thamnos ), Halbsträucher ( Phruganon ) und krautige Pflanzen ( poa ), unter denen er klassifiziert Gemüse und Getreide. Der griechische Wissenschaftler hält es auch für möglich, innerhalb dieser breiten Kategorien heimische Arten und wilde Arten oder Land- und Wasserarten zu unterscheiden. Es bezeichnet die Pflanze und die Pflanze in gleicher Weise mit dem griechischen Begriff phytos (daher Phytologie ), während die Römer die lateinischen Begriffe arbores und herbae verwenden .

Während des Mittelalters tauchten botanische Verwendungen für die Begriffe planta und vegetabilis auf  : der erste bezeichnet Pflanzen nach ihrer Verwendung, d. h. nach Fragmenten, die "gepflanzt" werden, der zweite bezieht sich auf das im religiösen Vokabular verwendete Verb vegetare im Sinne stärken, beleben, wachsen lassen (aus spiritueller Sicht). Aus dem XVI th  Jahrhundert werden die beiden Begriffe wahllos oder alternativ verwendet , um zu bezeichnen , was lebendig und unbeweglich ist, im Gegensatz zu Animalia (Wohn- und mobil) und mineralia (nicht lebt und immer noch). Zu dieser Zeit begannen Botaniker , insbesondere die Brüder Jean und Gaspard Bauhin , über die Klassifizierung von Pflanzen nachzudenken. Sie versuchen, natürliche Pflanzengruppen aus ihrer Ähnlichkeit zu bestimmen, aber es ist der Botaniker Andrea Cesalpino, der die Klassifizierung von Pflanzen vorantreibt . In seinem 1583 erschienenen Buch mit dem Titel De plantis libri schlug er fünfzehn Klassen vor, die auf stabilen Kriterien beruhten, wie dem holzigen oder krautigen Charakter des Stammes ("Arbores, Fructices, Suffructices et Herbae", Bäume, Sträucher, Sträucher und Gräser), das Vorhandensein oder Fehlen von Samen, die Form der Frucht, das Vorhandensein oder Fehlen einer Hülle um sie herum, die Form der Wurzel. Diese bequeme Klassifizierung wurde zwei Jahrhunderte lang verwendet.

John Ray ( 1628 - 1705 ), englischer Naturforscher, schlägt vor, ein neues Klassifikationssystem zu etablieren, das die größtmögliche Anzahl von Merkmalen der Blume , der Frucht oder des Blattes zugrunde legt . Dann Pierre Magnol ( Jahre 1638 - Jahre 1715 ), Erfinder der Begriff Familie , aufgeführt 76 Familien von Pflanzen. Joseph Pitton de Tournefort ( Jahre 1656 - Jahre 1708 ) wurde eine Klassifikation von Pflanzen auf die Struktur der nach Blumen und eingeführt , um die Begriffe der Art und Gattung . Schließlich schuf Carl von Linné (1707-1778), Botaniker des Königs von Schweden , die Grundlage des modernen wissenschaftlichen Klassifikationssystems und kodifizierte die binomiale Nomenklatur von Pflanzen und Tieren. Diese beiden Gruppen werden zu Königreichen , Pflanzen und Tieren. Seine Einteilung der Pflanzen nach dem "Sexualsystem" (Anzahl der Staubblätter ) trennt natürliche Gruppen und behindert noch immer den Fortschritt in der Systematik. In 1763 , Michel Adanson veröffentlicht Familles des Plantes , in dem er eine natürliche Klassifikation vorgestellt , basierend auf „alle von allen Teilen der Pflanze“ (65 Pflanzen Zeichen). Diese natürliche Klassifikation wird von der de Jussieu- und der Candolle-Klassifikation fortgesetzt , die das Jussieu-System verbessert, insbesondere durch die Einführung der anatomischen Merkmale, die es ermöglichen, Gefäßpflanzen mit einem Saftkreislaufsystem von Zellpflanzen zu unterscheiden.

Eine Reihe von Arten , die früher als Pflanzen betrachtet, wie Pilze , Algen oder mehrzelligen Algen beginnen aus dieser Gruppe ausgeschlossen werden am Ende des eigenen Kategorien zu bilden XIX - ten  Jahrhundert.

Die ersten semi-phylogenetischen Klassifikationen (basierend auf einer subjektiven Alterseinschätzung der Charaktere nach einem heute aufgegebenen Postulat) stammen von der deutschen Schule ( Eichler-Klassifikation  (in) 1883, Engler-Klassifikation 1924) und die Angelsächsische Schule ( Bessey-Klassifikation  (en) 1915, Hutchinson-Klassifikation  (en) 1926).

Die modernen prämolekularen Klassifikationen der Angiospermen ( Klassifikation von Takhtajan 1943, Klassifikation von Cronquist 1957, Klassifikation von Thorne 1968, Klassifikation von Dahlgren 1975) werden regelmäßig entsprechend dem Erkenntnisfortschritt revidiert, um neue evolutionäre Hypothesen aufstellen zu können. Diese Klassifikationen ergänzen aktuelle molekular-phylogenetische Klassifikationen, insbesondere die molekular-phylogenetischen Klassifikationen in Kladen der Angiosperm Phylogeny Group . Zu Beginn des XXI ten  Jahrhunderts systematische Art und Weise auf der Grundlage einer phylogenetischen Organisation gemacht konkretere durch Hervorhebung Synapomorphien morphologisch oder biochemische.

Heute bevorzugt die französischsprachige wissenschaftliche Gemeinschaft eher den Begriff Pflanzen als den der Pflanze, gleichzeitig bezeichnen diese beiden Begriffe jedoch nicht mehr wirklich eine homogene Gruppe in phylogenetischen Klassifikationen.

Haupteigenschaften

Hauptmerkmale der Pflanzen
Pflanzenarten Haupteigenschaften
Archaeplastida Photosynthese , Chlorophyll .
o
└─o 		Rotalgen
Chlorobionta (oder grüne Organismen).
o
└─o 		Grünalgen
Landpflanzen
Anpassung an Schwerkraft , Archegonie , Pflanzenembryo.
o
└─o 		Moose
Gefäßpflanzen 		Falsche Wurzeln.
Gefäße führen Saft, Lignin , Blätter mit Rippen .
o
└─o 		Schachtelhalme , Farne ...
Samenpflanzen
Emanzipation von der aquatischen Fortpflanzung, Samen .
o
└─o 		Gymnospermen
Blühende Pflanzen
Blüten , Samenschutz bei Früchten .

Mitglieder der Pflanzengruppe

Der Biologe Marc-André Selosse hält die Definition des Begriffs Pflanze für fragwürdig und willkürlich. Wenn wir alle Eukaryoten, die zur Photosynthese befähigt sind , zusammenfassen, dann entspricht dieser „unscharfe“ Begriff einer polyphyletischen Gruppe, in der Arten vieler verschiedener evolutionärer Abstammungslinien zusammengefasst sind, die (manchmal durch Konvergenz ) ein photosynthetisches Plastid erworben haben . In einigen dieser Linien ist zudem die Tier/Pflanze-Unterscheidung dürftig. Das System der fünf Königreiche von Whittaker umfasst "  Plantae  " als vielzellige photosynthetische Eukaryoten (Metaphyten-Konzept, Design ungültig, aber noch in Lehrbüchern vorhanden). Nach einer anderen makrozentrischen Funktionskonzeption können wir diese Definition auf die grüne Linie beschränken , wie zB Landpflanzen , Grünalgen und Rotalgen , oder noch restriktiver nur Grünpflanzen einschließen , auf Landpflanzen oder gar Blütenpflanzen beschränken .

Algen

In der klassischen Klassifikation galten traditionell nur Grünalgen oder Chlorophyten als Pflanzen und bildeten daher kein Unterreich. Die Klassifizierung von anderen Algen im Pflanzenreich ist eine Einführung in die wissenschaftliche Klassifizierung im begann XIX ten  Jahrhunderts. Zuvor wurden sie variabel mit Protisten eingeordnet . Der Fortschritt der Phylogenie hat in letzter Zeit gewisse Klassen zum Verschwinden gebracht und in der Klassifikation finden morphologisch erstaunliche Vergleiche statt.

Grüne Pflanzen Bryophyten

In klassischen oder herkömmlichen Klassifizierung , der Bryophyta Unterreich ( Bryophyta lato sensu) umfasst drei Divisionen (oder Zweig) oder nicht-vaskuläre Landpflanzen: die Hepaticophytes ( Hepaticophyta ) Aufteilung  : 6,000 Arten von Leberpflanzen  ; die Abteilung der Anthocerotophyten ( Anthocerotophyta )  : 100 Arten von Anthoceroten  ; und die Teilung der Bryophyten ( Bryophyta stricto sensu)  : 9.500 Moosarten.

Landpflanzen

Das Unterreich der Tracheobionten ( Tracheobionta oder Tracheophyta ) setzt sich nach einer traditionellen Klassifikation zusammen:

  • Spermatophyten ( Spermatophyta ), phanerogame ( Samen ) Gefäßpflanzen :

    • Die Abbildungen zeigen die Dominanz der Angiospermen ( Magnoliophyta ) unter den Pflanzen heute.

    Phylogenetik

    Das nebenstehende Bild stellt einen phylogenetischen Baum lebender Pflanzen dar und zeigt folgende Elemente:

    Siehe auch die Artikel Archaeplastida (phylogenetische Klassifikation) und Chlorophyta (phylogenetische Klassifikation) .

    Physiologie

    Größen und Typen

    In der Landwirtschaft wird häufig zwischen krautigen Pflanzen und Gehölzen (die Holz bilden ) unterschieden.

    Wassertransport in Pflanzen

    Ernährung

    Im Rahmen der Theorien über die Optimierung der Ausbeutung der Bodenschätze zur Verfügung pünktlich in Zeit und Raum, die Konkurrenz , die man zwischen der beobachtet Module der gleichen Pflanze auf der Suche nach Nahrung, präsentieren Ähnlichkeiten mit Nahrungssuche Verhaltensweisen bei Tieren. Aber auf der allgemeinen Ebene weist es starke Divergenzen auf. Die Autotrophie der Pflanze macht sie unbeweglich (was ihr ermöglicht, die Pflanzenzellen durch ihre Pektozellulosewand zusammenzuschweißen, die dem Ganzen mechanische Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit verleiht), was sie dem Tier, heterotroph , dem weicheren und beweglicheren Körper gegenüberstellt. Für eine ausgewogene Ernährung ist der Energieaufwand für Mobilität (mit hohen Energiekosten) bei Tieren erheblich, während Pflanzen verschiedene ökologische Strategien anwenden, indem sie insbesondere in ihr Wachstum , ihr Nachwachsen (Module) und in ihre chemische Abwehr gegen Pflanzenfresser und gegen Krankheitserreger investieren investing .

    Symbiotische Assoziationen mit Mykorrhizen betreffen etwa 90 % der Gefäßpflanzen . Diese Mykorrhiza-Pilze liefern den größten Teil der hydromineralischen Ernährung von Pflanzen. Provokativ ist es verlockend zu sagen, dass „Pflanzen in ihrem natürlichen Zustand eher Mykorrhizen als Wurzeln haben“ .

    Eine Hypothese ist, dass Pflanzen sich morphologisch und physiologisch entwickelt haben, um überschüssigen Kohlenstoff durch den Prozess der Photosynthese aus der Atmosphäre zu entfernen .

    Umgebung

    Wetter

    Pflanzen gibt es fast überall auf der Erde – in der Wüste , unter Wasser in den tropischen Wäldern und sogar in der Arktis . Ihre Verteilung auf der Erdoberfläche hängt jedoch von den klimatischen Bedingungen ab . Somit entfallen zu den Hauptgruppen von Pflanzen, die deutsche climatologist und botanist Wladimir Köppen wurde eine Klimaklassen . Diese 1901 erstmals veröffentlichte und seitdem mehrfach überarbeitete Klassifikation ist die älteste und bekannteste.

    Die Klassifikation nach Köppen umfasst fünf Klimagruppen, die ihrerseits in fünf Klimatypen unterteilt sind. Die Gliederung jeder Gruppe entspricht der Erfüllung eines Kriteriums, das mit der Lufttemperatur verknüpft ist oder sowohl die Lufttemperatur als auch die Niederschlagsmenge kombiniert.

    Die tropische Zone erstreckt sich auf beiden Seiten des Äquators zwischen dem Wendekreis des Krebses (23° 27' nördlicher Breite) und dem Wendekreis des Steinbocks (23° 27' südlicher Breite). Es stellt eine der wichtigsten Klimazonen dar, die aus der allgemeinen Zirkulation der Atmosphäre und ihrer jahreszeitlichen Verschiebung hervorgegangen ist. Dieses Gebiet umfasst etwa 45 % der weltweiten Waldfläche. Die Durchschnittstemperatur des kältesten Monats liegt über + 18 Grad Celsius. Die entsprechende Vegetation ist tropischer Wald oder Savanne .

    Diese Regionen zeichnen sich vor allem durch das Vorkommen von Sträuchern und Gräsern aus, die sich an die Wüstenumgebung angepasst haben und durch ein flaches, aber ausgedehntes unterirdisches Wurzelsystem nahe der Oberfläche (Faszikulat) ausreichend Wasser für ihr Wachstum gewinnen. Die Vegetation ist sehr wenig entwickelt und nimmt wenig Raum ein. Die Arten werden Xerophyten genannt (von griechisch xero = trocken, und phytos = Pflanze), es gibt Kakteen , Pflanzen mit dicker Kutikula, um die Verdunstung zu begrenzen , Pflanzen in Pads, Sukkulenten (zum Beispiel Familie Crassulassées, einschließlich Sedum oder Hauswurz ). Die meisten Chlorophyllpflanzen in diesen Regionen funktionieren durch C4-Photosynthese.

    In Europa erstreckt sich dieser Wald vom borealen Wald bis zum Mittelmeerwald (zwischen 40° und 55° nördlich). Das thermische Regime ist gemäßigt mit im Winter etwas Frost im oberen Teil der Böden und einem gemäßigt heißen Sommer. Es gibt drei dominante Arten.

    Es gibt zwei Hauptvegetationsarten in polaren und subpolaren Umgebungen, einschließlich der Tundra , die sich zwischen 55 ° und 70 ° nördlich befindet und von Gräsern und Moosen dominiert wird, die oft mit verschiedenen Sträuchern in Verbindung gebracht werden. Es handelt sich um eine kontinuierliche und niedrige Pflanzenbildung ohne Bäume aufgrund eines dauerhaft tiefgefrorenen Bodens, Permafrost (Temperatur unter 0  ° C ). Das Fehlen von Bäumen ist auch auf eine Verkürzung der Vegetationsperiode zurückzuführen (der Sommer dauert manchmal nur ein bis zwei Monate); und die Taiga , ein borealer Wald mit hohen Nadelbäumen , typisch für Sibirien und Kanada. Die Winter sind länger und härter und die Sommermonate sind wärmer (Temperatur über 10  °C ). Dies sollte die Grenze zwischen Taiga und Tundra darstellen. Das Unterholz besteht aus mehreren Nadelbäumen und Farnen. Auf der Südhalbkugel ist diese Pflanzenformation kleiner (auf den antarktischen Inseln dominiert die Büscheltundra die Region).

    Biologische Typen

    Die Klassifizierung der biologischen Arten, nach Christen Christiansen Raunkiær , ist eine ökologische Klassifizierung , die Pflanzen danach klassifiziert, wie sie ihre Knospen in der schlechten Jahreszeit (kalt oder trocken) schützen; es unterscheidet fünf Gruppen oder biologische Arten von Pflanzen:

    Pflanzen: die dominierende Biomasse in Bezug auf Kohlenstoff

    Im Jahr 2018 Yinon und seine Kollegen veröffentlichten eine quantitative Bewertung der Kohlenstoff in lebende Organismen gespeichert ist , zeigen , dass , wenn Pflanzen haben weit weniger Arten als Tierreich (weniger als die einzige Gruppe von Arthropoden zum Beispiel), auf der anderen Seite stellen sie an innerhalb der Lebenden, dem „Königreich“, das in Bezug auf das Kohlenstoffgewicht weitgehend dominiert, da sie aus 80% des gesamten von Organismen gespeicherten Kohlenstoffs bestehen. Der Kohlenstoff aller Lebewesen an Land und im Meer wiegt heute rund 550 Gigatonnen (Gt), davon 450 Gt Pflanzen, weit vor Bakterien (70 Gt) und Pilzen (12 Gt) und weit vor Wildtieren. Tatsächlich macht die Fauna, zu der der Mensch gehört, nur 2 Gt Kohlenstoff aus (50 % davon in Form von Arthropoden), weit vor dem Menschen, der mit 0,06 Gigatonnen Termiten oder Krill und Termiten vergleichbar ist; Der Druck des Menschen auf die übrige terrestrische und marine Biomasse sei jedoch seit 10.000 Jahren enorm, fügen die Autoren hinzu: Die Menschheit hat viel abgeholzt und verwendet eine große Menge an Pflanzen, um ihre Rinder-, Schweine- und andere Hausherden zu füttern und Haustiere, deren Kohlenstoffgewicht heute etwa 20-mal höher ist als alle wilden Säugetiere (genau wie unser domestiziertes Geflügel alle anderen Vögel übertrifft). Die Menschheit hat die pflanzliche Biomasse (die auch für das lokale und globale Klima als Kohlenstoffsenke und Verdunstungsquelle eine große Rolle spielt) bereits halbiert .

    Einige Anpassungen von Pflanzen

    An Trockenheit angepasste Pflanzen

    Pflanzen, die in Umgebungen leben, in denen Wasser eine limitierende Quelle ist, mussten mehrere Mechanismen entwickeln, um ihren Wasserverlust zu begrenzen. Einige ruhen in der Trockenzeit und keimen in der Regenzeit, während andere während der Trockenzeit einen Teil ihrer Blätter verlieren und so einige Blätter für die Photosynthese behalten. Die Wurzeln von Pflanzen, die Strategien zur Dürrevermeidung anwenden, sind tiefer und dicker, und einige haben unterirdische Stängel, die es ihnen ermöglichen, Nahrung (hauptsächlich Kohlenhydrate) und Wasser über lange Zeiträume zu speichern. Ihre Blätter sind oft dick und ledrig und haben wenige Spaltöffnungen. Diese befinden sich normalerweise auf der abaxialen (dorsalen) Seite des Blattes, was das Schwitzen verlangsamt. Einige Blätter haben wollige Trichome, die das Licht reflektieren und verhindern, dass sich die Blätter aufheizen und zu schnell Wasser verlieren. Die Spaltöffnungen von Pflanzen, die an aride oder semi-aride Umgebungen angepasst sind, befinden sich oft in Blattoberflächenkrypten, was die Transpirationsrate verringert.

    Pflanzen, die unter Bedingungen ausgeprägter Trockenheit leben und wachsen können, werden als Xerophyten bezeichnet .

    Kälte- und höhenangepasste Pflanzen

    Bergpflanzen haben verschiedene Strategien entwickelt, wenn sie mit einer Umgebung konfrontiert sind, in der Schnee auf dem Boden lange anhält, wo es eine kurze Vegetationsperiode, extreme Trockenheit, Wind, hohe thermische Amplituden usw. gibt. Kühlung verlangsamt vor allem die Photosynthese und das Wachstum. Diese Pflanzen sowie die in der Tundra lebenden Pflanzen entwickelten dann Anpassungen, um die Kälte zu vermeiden und ihre Auswirkungen zu begrenzen. Erstens sind einige klein, so dass sie die Hitze auf der Bodenoberfläche und den Windschutz durch Schneedecken nutzen können. Andere Pflanzen, insbesondere in der Tundra, wie Birke und Weide, bilden einen Bodendecker, dh sie wachsen horizontal und nicht vertikal. Auch die Form der Pflanzen kann unterschiedlich sein. Ein Kissenmuster reduziert die Verdunstung und fängt die Wärme der Sonnenstrahlen ein. Die Blätter einiger Pflanzen können klein und dick und ihre Oberfläche dick und wachsartig sein, um den Wasserverlust durch trocknende Winde zu verhindern. Andere Pflanzen wachsen als Rosette, dicke Matte oder einfach nur zusammengekuschelt, um ihre Wärme zu bewahren und ihnen beim Wachsen zu helfen. Daunen können sie auch vor Kälte schützen. Dieses Haar bildet einen Schirm, der die durch den Wind verursachte Austrocknung begrenzt und einen Teil der überschüssigen Sonnenstrahlung reflektiert. Kälteangepasste Pflanzen haben normalerweise einen schnellen Fortpflanzungszyklus, um dem kurzen Sommer und dem langen Winter sowie dem flachen Wurzelsystem entgegenzuwirken.

    An salzhaltige Umgebungen angepasste Pflanzen

    Jede Pflanze, die mit ungewöhnlich hohen Salzkonzentrationen in Kontakt kommt, wird Halophyt genannt . Um unter diesen Bedingungen überleben zu können, haben die Wurzeln dieser Pflanzen ein sehr geringes osmotisches Potenzial, um ein Gefälle zwischen Pflanze und Wurzeln aufrechterhalten zu können. Darüber hinaus kann sich das Salz in den unteren Blättern konzentrieren, die vor den anderen fallen, wodurch die toxischen Wirkungen des Salzes vermieden werden. Es kann sich auch in Organen wie Salzdrüsen oder Bläschen anreichern, die für die Ausscheidung verantwortlich sind.

    In salzigen Umgebungen kann sich eine andere Pflanzenart entwickeln, dies sind Glykophyten . Diese schließen Ionen aus ihren Blättern aus und reichern sie in den Wurzeln und Stängeln an.

    An Gewässer angepasste Pflanzen

    Die Hydrophyten stellen die Gruppe der lebenden Pflanzen dar, die ganz oder teilweise im Wasser leben. Ihr gesamter vegetativer Apparat steht daher mit Wasser in Kontakt. Da die Disauerstoffkonzentration in diesem Medium nicht die gleiche Konzentration wie in der Luft aufweist, haben diese Pflanzen Aufnahmestrategien entwickelt. Sie haben unter anderem Aerenchym , ein Parenchymgewebe (bestehend aus lebenden Zellen), das große, mit Luft gefüllte Zwischenzellen umfasst, die dazu dienen, Sauerstoff von Teilen außerhalb des Wassers zu denen unter Wasser zu transportieren. Darüber hinaus nehmen diese Pflanzen durch die nicht oder nur geringfügig kutinisierte Oberfläche ihrer Blätter Wasser direkt aus der äußeren Umgebung auf (Wasserverlust verhindernde Substanz). Es wird dann kein Schwitzen durchgeführt.

    Anpassungen an Aggressionen

    Die meisten Pflanzen haben Anpassungen, die es ihnen ermöglichen, zu überleben oder sich gegen Aggressionen zu verteidigen. Dafür verfügen sie über ein in der Summe vergleichbares chemisches Kommunikationssystem wie das Nervensystem von Tieren, das als Reaktion auf eine Aggression oder einen Aggressor eingesetzt wird, um den Schaden zu minimieren oder sogar zu beseitigen. Die verletzten Teile setzen Glutamatmoleküle frei , die ein chemisches Signal in Form eines Flusses von Kalziumionen erzeugen , der sich mit Geschwindigkeiten in der Größenordnung von mm / s ausbreitet (also viel langsamer als bei Tieren, bis zu 'bei 120  m / s ) und an anderer Stelle die Ausschüttung von Abwehrhormonen, die verschiedene Abwehrsysteme aktivieren.

    Die Errichtung von Verteidigungsstrukturen ist jedoch mit Kosten verbunden. Beispielsweise zeigt eine Pflanze nach dem Auftreten eines Luftschadstoffs Schwächeanzeichen von Ertragsverlust bis Nekrose, weil sie viel Energie für den Bau von Schutzstrukturen aufwenden musste.

    Abwehr von Pflanzenfressern

    Pflanzen weisen verschiedene Abwehrmechanismen gegen Pflanzenfresser auf . Diese können physikalisch, chemisch, aber auch symbiotisch sein. Sie können Strukturen errichten, die Pflanzenfresser wie Dornen , Trichome verhindern, oder Zellwände aus Lignin haben , einer Substanz, die für Säugetiere nicht verdaulich ist . Sie können auch Verbindungen produzieren, die schlecht schmecken, giftig sind oder Raubtiere von Pflanzenfressern (insbesondere Insekten ) anziehen . Die Produktion von Canavanin beispielsweise durch Pflanzen kann für Insekten, die es aufnehmen, toxisch sein, da diese Aminosäure in den Proteinen des Opfers die Stelle von Arginin einnimmt und deren Funktionen beeinträchtigt. Mit der Zeit schränkt diese Strategie die Herbivorie dieser Insekten ein, die neue Nahrungsquellen finden, die die Pflanzen schützen.

    Abwehr von Schadstoffen

    Manche Pflanzen sind auch in der Lage, sich an das Auftreten eines Schadstoffes in ihrer Umgebung anzupassen. Unter diesen Schadstoffen finden wir unter anderem Flusssäure , die den Kalziumstoffwechsel der Pflanzen stört, sowie Ozon , das Pflanzenstoffe oxidiert und daher für sie sehr schädlich ist. Als Reaktion auf die letztere Substanz kann eine Pflanze phenolische Verbindungen produzieren oder die Produktion von Kutikularwachs erhöhen, um sich zu verteidigen.

    Dürreschutz

    Pflanzen schützen sich vor Trockenheit, indem sie ihren Wasserverlust durch Transpiration begrenzen, indem sie ihre Spaltöffnungen schließen. Auf der anderen Seite, wenn die Pflanze eine Aufnahme von C . benötigtO 2, sie muss ihre Stomata öffnen . Es kann dann über physische Abwehrmechanismen verfügen, die den Wasserverlust durch die Spaltöffnungen begrenzen, wie beispielsweise Krypten, die Trichome enthalten . Diese kleinen Härchen verbinden sich mit den Krypten, um den Zugang zu Luftströmen zu begrenzen, die die Pflanze austrocknen, indem sie ihre Grenzschicht reduzieren. Sie können auch auf der Oberfläche der Blätter gefunden werden, wo sie den gleichen Nutzen haben. In einigen Fällen können sich die Blätter der Pflanzen bei Trocknungsbedingungen auch zusammenfalten, um ihre Spaltöffnungen nicht freizulegen. Diese Pflanzen entfalten sich unter feuchten Bedingungen, um ihre Spaltöffnungen der Umgebungsluft auszusetzen. Eine Pflanze, die unter sehr trockenen Bedingungen lebt, kann auch überleben, indem sie bei Regen Wasserreserven aufbaut und in Dürreperioden nutzt. Dies ist unter anderem bei Sukkulenten oder Sukkulenten der Fall.

    Abwehrkräfte gegen die Kälte

    Nicht alle Pflanzen sind den gleichen Bedingungen ausgesetzt. Einige haben Anpassungen entwickelt, die es ihnen ermöglichen, der Kälte zu widerstehen. Eine davon ist, eine sehr kleine Statur zu haben und daher so nah wie möglich am Boden zu sein, wo die Temperatur normalerweise einige Grad höher ist. Außerdem werden diese Pflanzen bei Schnee durch letztere vor Kälte und Wind geschützt. Eine andere Möglichkeit, Kälteschäden zu reduzieren, besteht darin, eine runde Form zu verwenden. Diese Form bietet nicht nur einen besseren Kälteschutz, sondern begrenzt auch den Wasserverlust, da sie das kleinste Oberflächen-Volumen-Verhältnis hat.

    Wichtige Organisationsformen

    Es gibt, je nach dem Grad der Differenzierung, die vier Haupttypen von Organisations einschließlich Thallophyten , Pflanzen in feuchten Umgebungen leben, gekennzeichnet durch a Thallus , ein wenig vegetatives Gerät in Form einer differenzierten Klinge - Algen  ; die Bryophyten  : Das sind die Moose und Lebermoose , deren vegetative Vorrichtung beginnt , in zu unterscheiden Stiel und Blatt . Sie stellen einen weiteren Schritt in Richtung des Übergangs vom Wasserleben zum Landleben dar  ; die Tracheophyta (früher Kormophyten oder „höhere Pflanzen“ genannt): Dies sind Gefäßpflanzen oder Pflanzen mit Wurzeln ( Rhizophyten ), zu denen Pteridophyten ( Farne ) und Spermaphyten ( Samenpflanzen ) gehören. Der vegetative Apparat ist jetzt gut differenziert in Wurzel- , Stängel- , Blatt- und vor allem Saft- leitende Gefäße ( Phloem und Xylem ). Es ist dank dieser leitenden Behältern und deren aufrechte und starre Öffnung (durch die Synthese von Cellulose in den interzellulären Raum dieser Schiffe, für den Bau eines Holzskelett ) , dass diese Pflanzen mit dem terrestrischen Umgebung angepasst sind.

    Pflanzenpathologie

    Die Pflanzenpathologie untersucht Krankheiten, die Pflanzen befallen. Der Begriff Phytopathologie umfasst Krankheiten, die durch infektiöse Agenzien außerhalb der Pflanze verursacht werden. Sie können Mikroorganismen ( Bakterien und Pilze ), Viren oder sogar Insekten sein . Somit gibt es verschiedene Arten von Krankheiten (bakteriell, viral, pilzartig, Phytoplasma, Nematode usw.), die vom Ausgangsinfektionserreger abhängen. Parasitäre Pflanzenkrankheiten werden auch durch Umweltprobleme, Verschmutzung oder sogar durch die Zerstörung bestimmter Biodiversität verursacht, die Veränderungen in unserem Ökosystem verursacht.

    Pflanzenpathologien, die aus der Wirkung eines Pilzes resultieren

    Alle Pflanzenarten können Phytopathologien unterliegen. Daher können exponierte Pflanzen sehr unterschiedliche Symptome entwickeln, wie zum Beispiel:

    • die Pfirsichblattlocke  : Es ist ein pathogener Pilz Taphrina deformans , der die oberirdischen Teile des Obstbaums angreift und das Blattgewebe verändert, wodurch für diese Krankheit charakteristische Blasen und Blasen entstehen;
    • die Holländische Ulmenkrankheit  : Ursprünglich ein Insekt, der Borkenkäfer, der ein Überträger des pathogenen Pilzes Ceratocystis ulmi ist . Der Käfer überträgt durch das Bohren der Rinde der Ulme den parasitären Pilz auf das Gewebe des Baumes;
    • der Krebsfleck  : auch Baumkrebs genannt, wird eine unheilbare Gefäßerkrankung meist durch den Pilz Ceratocystis platani verursacht und erweist sich als Folge eines schlechten Schnitts. Eine sorgfältige Reinigung der Schneidwerkzeuge sowie saubere Schnitte ermöglichen einen verstärkten Kampf gegen diese Art von Krankheit;
    • die Mehltau  : es ist eine Krankheit , Pilz , der wächst , wenn die Bedingungen günstig sind , um es zB Feuchtigkeit, Hitze und eingeschränkte Belüftung. Pathogenität zeigt sich durch das Auftreten von weißen Flecken auf den Blättern von Pflanzen. Es wird daher empfohlen, übermäßiges Gießen zu begrenzen, um eine Umgebung mit durchschnittlicher Luftfeuchtigkeit zu erhalten;
    • der Rußschimmel  : Dies ist eine Pilzkrankheit, die durch Bisse parasitärer Raubtiere wie Wollläuse oder Blattläuse verursacht wird. Am Ende dieser Bisse reagiert die Pflanze schlecht und zu diesem Zeitpunkt kann sich der Pilz auf den Exkrementen der Parasiten namens Honigtau entwickeln. Um die Krankheit loszuwerden, müssen daher zunächst die Parasiten entfernt werden.

    Pflanzenpathologien aufgrund viraler Wirkung

    Die Phytoviren haben die Besonderheit, in die Pflanzenzelle ihres Wirts einzudringen , um die Mechanismen der Zelle auszunutzen und sich somit anschließend vermehren zu können.

    Dies ist insbesondere beim Tabakmosaikvirus der Fall, der Tabakpflanzen befällt. Es besteht aus einem spiralförmigen RNA-Strang, um den sich Proteinuntereinheiten entwickeln, und war das erste Virus, das identifiziert wurde. Dieser Satz von Proteinen bildet das Kapsid des Virus. Sobald die Pflanze infiziert ist, nehmen ihre Blätter das Aussehen eines Mosaiks an, daher der Name des Virus. Die Übertragung erfolgt im Allgemeinen mechanisch, insbesondere durch Kleidung oder Gewächshausstrukturen, ein Weg, der sich als sehr effektiv erweist. Um die Ausbreitung dieses Virus zu begrenzen, wird eine erweiterte Prophylaxe empfohlen .

    Pflanzenpathologien aufgrund bakterieller Wirkung

    Bakterien können der Ursprung vieler Phytopathologien sein und verschiedene Symptome wie Fäulnis, Krebs, Nekrose, Vergilbung ... verursachen Um in die Pflanze zu gelangen, schleichen sich Bakterien durch natürliche Öffnungen (Stomata) oder auch durch Verletzungen.

    Bakterienwelke

    Sie entsteht durch die Besiedlung der Pflanze durch verschiedene Bakterien wie Clavibacter michiganensis sepedonicus oder Ralstonia solanacearum . Diese Art der Infektion richtet verheerende Folgen für Kartoffel-, Tomaten- und Reiskulturen an.

    Bei Tomaten beispielsweise ist der Erreger Ralstonia solanacearum . Dieses Bakterium lebt in einer Tiefe von etwa 30 cm im Boden vergraben. Es kann daher durch Bewässerungspraktiken oder sogar durch kulturelle Praktiken verbreitet werden, die die Pflanze verletzen und ihre Infiltration erleichtern können. Seine Wirkungsweise besteht darin, die Zirkulation von Rohsaft, der aus Wasser und Mineralsalzen besteht, zu verhindern. Den Blättern der Pflanze werden dann Nährstoffe entzogen und sie welken. Wenn die Bakterienbelastung hoch ist, wirkt sich die Welke auf die ganze Pflanze aus, die verdorrt und abstirbt.

    Bakterienkrebs

    Sie entsteht durch die Besiedlung von Obstbäumen durch Bakterien der Gattung Pseudomonas . Insbesondere Pseudomonas syringae , ein Gram-negatives Bakterium , das ein Protein produziert, das Wasser trotz Temperaturen über 0 °C gefrieren lässt. Befallene Pflanzen sind dann frostempfindlicher und erkennbar an einem konkaven braunen Fleck, der sich über die Äste und den Stamm des Baumes ausbreitet. Dann tritt eine Verformung der Rinde aufgrund der Bildung von Blasen und Spalten auf. Schließlich verursacht die Verschlechterung der Rinde einen Kaugummifluss. Im Sommer kann Bakterienfäule die grünen Organe und alten Blätter der Pflanze befallen.

    Andere Pflanzenpathologien

    Chlorose

    Es handelt sich um eine Krankheit, die durch einen Mangel an Eisen oder Magnesium entsteht und sich durch eine fehlende Färbung der Blätter aufgrund eines Chlorophylldefizits , aber eine sehr ausgeprägte Färbung der Adern äußert .

    Hinweise und Referenzen

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    15. Phylogenetischer Baum der Eukaryoten mit den neun heute anerkannten Hauptgruppen: Der Begriff Pflanze kann auf die Linie angewendet werden, die die Photosynthese "angenommen" hat (6 Gruppen von 9), die grüne Linie, grüne Pflanzen oder Landpflanzen . Die rosa Kreise stehen für eine Endosymbiose (der Name weist auf den Ursprung ihres Plastiden hin), die blauen Dreiecke den Verlust eines Plastiden . Pilze (in Braun) bestehen aus zwei entfernten Abstammungslinien. Tiere gruppieren traditionell Metazoen (in Blau) und Protozoen (in Orange), die über den Baum verstreut sind. Von Marc-André Selosse , 2012, S. 10
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    24. Die Pflanzenzelle widersteht dem Turgor des Zellinneren durch diese Wand, die die Steifigkeit des Ganzen bewirkt: „  hydrostatisches Skelett  “ oder „  Hydroskelett  “.
    25. Diese mechanischen Eigenschaften ermöglichen die Realisierung von Organismen mit sehr großen Abmessungen und vor allem mit sehr großen Oberflächen, die sich trotz fehlender aktiver Mobilität den Raum aneignen können, da die Pflanzen einer konkurrierenden Funktionalität unterworfen sind. Energiequelle für die Photosynthese ), die in allen Pflanzengruppen ( Baumfarne , Schachtelhalm , Lycopoden , Samenpflanzen ) zum Ausdruck kommt ; „Eine sehr große Oberfläche im Vergleich zu einem bescheidenen Volumen, ist dies eines der wesentlichen Merkmale von Pflanzen, und eine ihrer wichtigsten Unterschiede im Vergleich zu Tieren“ . Vgl. Francis Hallé , Lob der Pflanze , Le Seuil ,1999, s.  137
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    Siehe auch

    Zum Thema passende Artikel

    Literaturverzeichnis

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    Externe Links