Plante

nonun, plænt
En af de eukaryote organismer, der er fotosyntetiske og har en stiv cellevæg.

Plante Definition

(botanik) Enhver af de eukaryote organismer i det biologiske rige Plantae, der er karakteriseret ved at være fotosyntetiske og have en stiv cellevæg. Etymologi: af latin planta (“spirer, skud, stikling”).

Plantekarakteristik

En plante henviser til enhver af de eukaryoter, der tilhører det biologiske rige Plantae. Planter er i strengeste forstand embryofytter, der omfatter karplanter, levermoser, hornmoser og mosser. Nogle referencer, der er mindre strenge, betragter grønalger som planter. Grønalgerne består af encellede og flercellede arter, der har kloroplaster og cellevæg. De grundlæggende egenskaber, der er anført nedenfor, fokuserer på embryofytter. De er som følger:

• Planter er autotrofe organismer. De laver deres egen føde gennem fotosyntese. De er i stand til at opsamle energi via det grønne pigment (klorofyl) inde i kloroplasten og bruge kuldioxid og vand til at producere sukkerstoffer som føde og ilt som biprodukt. Som autotrofe planter er de ofte placeret i begyndelsen af fødekæden. De betegnes som producenter. De tjener som føde for andre organismer, herunder dyr. Dyr er derimod heterotrofe, og de er nødt til at spise andre organismer for at ernære sig. Nogle dyr (især planteædere) er udelukkende afhængige af planter, mens andre kun spiser kød eller en blanding af animalsk og vegetabilsk materiale. Da planter er i stand til at fremstille deres egen føde, behøver de ikke at spise dyr for at vokse og overleve. Undtagelsen er en gruppe kødædende planter (f.eks. Venusfluefangst), som fanger og spiser animalsk bytte, især når forholdene er mindre gunstige for fotosyntese.
• Planter er eukaryoter. I lighed med dyr har planter en tydelig, membranbunden kerne inde i cellen. Kernen er en organel, der indeholder kromosomer, som bærer gener. Andre organeller, der er ophængt i cytoplasmaet i en plantecelle, er Golgi-apparatet, endoplasmatisk retikulum, lysosomer, peroxisomer og plastider.
• Planter har plastider. Tilstedeværelsen af plastider i en eukaryote celle er en indikation på, at det er mere sandsynligt, at det er en plante end et dyr. Der findes forskellige typer af plastider. Kloroplaster er plastider, der indeholder klorofyl (grønne pigmenter) og er involveret i fotosyntesen. Chromoplaster indeholder andre pigmenter end grønne og er involveret i syntesen og lagringen af pigmenter. Klorofylsystemerne absorberer lysenergi ved bestemte bølgelængder i det elektromagnetiske spektrum. Pigmenterne er også ansvarlige for farvningen af planternes strukturer (f.eks. grønne blade, røde blomster og gule frugter). Leucoplaster (f.eks. amyloplaster, elaioplaster, proteinoplaster) er ikke-pigmenterede plastider. Deres funktion er primært at opbevare fødevarelagring. Planter opbevarer føde i form af sukker, f.eks. stivelse.
• Planter har en stor vakuole inde i cellen. Denne cytoplasmiske struktur er involveret i reguleringen af turgatrykket.
• Planter har stive cellevægge bortset fra plasmamembranen. Cellevæggen giver ekstra strukturel støtte til en plantecelle. Planter har måske ikke et skelet som hos dyr, men deres cellevæg består primært af celluloseholdigt materiale, der er med til at give strukturel støtte.
• Planter har en karakteristisk celledeling, hvor en celleplade (phragmoplast) adskiller dattercellerne.
• Planter er ikke så bevægelige som dyr. De har ikke evnen til at bevæge sig fra et sted til et andet efter behag. Som sådan er de nødt til at håndtere barske forhold som f.eks. varme. En af de måder, de er i stand til at modstå varme på, er gennem deres cellevægge, der forhindrer deres krop i at tørre ud. På trods af dette udviser planter stadig bevægelse, men i en anden form. Nastisk bevægelse er f.eks. eksemplificeret ved at folde bladene på planten Mimosa pudica, når de bliver berørt, og ved at lukke bladet på Venusfluefælden, når den fanger byttet. Nogle planter (f.eks. Betula pendula – sølvbirk) kan endda lade deres grene og blade hænge ned om natten, som om de “sover”. En anden form for plantebevægelse er tropisme. Tropisme er dog mere en vækstreaktion på en stimulus end en bevægelse. F.eks. har planter en tendens til at vokse i retning af lyskilden (fototropisme).
• Planter har plasmodesmata. Mens dyr har celleforbindelser, der holder cellerne sammen i et animalsk væv, har planter plasmodesmata, der fungerer som om det var celleforbindelser mellem planteceller. Cellevæggen danner disse cytoplasmatiske broer mellem tilstødende celler. Disse “broer” letter kommunikationen mellem cellerne og muliggør væskecirkulationen og er derved med til at opretholde toniciteten i plantecellerne.
• Planter er flercellede, idet de består af mange celler, der er organiseret i væv og organer, der udfører en specifik funktion som en enhed. Planteorganer er specialiseret til forankring, støtte og fotosyntese (f.eks. rødder, stængler, blade osv.)
• Planter er i stand til at vokse ubegrænset gennem meristematiske væv. Vævet består af ubestemte, aktivt delende celler, der giver anledning til differentierede væv som f.eks. epidermis, trichomer, phellem og karvæv.
• Planter mangler sanseorganer, men de kan opfatte deres omgivelser, om end på forskellig vis. Planter kan “se”, “høre” og “lugte” på trods af, at de mangler øjne, ører og næse. De synes at “føle” og reagere på måder, der ikke er så tydelige som hos dyr. Planter har måske ikke et nervesystem som dyrenes, men de har tilsyneladende deres eget system baseret på den måde, de reagerer på deres omgivelser. Arabidopsis har f.eks., selv om den ikke har øjne, fotoreceptorer (mindst 11 typer), der hjælper planten med at registrere lys.1 Et andet eksempel er, at planteædere kan udløse frigivelse af visse kemikalier på den berørte plantedel.2 Planter er også blevet observeret til at frigive forsvarskemikalier, der afskrækker planteædere. Tomater blev observeret til at frigive flygtige signaler for at advare nærliggende planter om et forestående angreb fra planteædere.3
• Planter formerer sig på aseksuel og seksuel vis. Aseksuel formering hos planter foregår ved knopning, fragmentering, spaltning, sporedannelse, vegetativ formering, apomixis osv. Seksuel formering omfatter han- og hunlige kønsceller, der smelter sammen ved befrugtning. Generelt omfatter planters livscyklus en vekselvirkning af generationer, dvs. skiftende faser af sporofyt og gametofyt.
• Planter “ånder”. Gennem spalteåbninger kommer kuldioxid fra atmosfæren ind i plantecellen. Gennem fotosyntese omdannes kuldioxid til ilt, som planten afgiver som et metabolisk biprodukt til atmosfæren gennem spalteåbningerne.
• Planter har måske ikke andre veldefinerede biologiske systemer, men de producerer kemikalier, der er involveret i plantens forsvars- og immunfunktioner, og plantehormoner, der fungerer som signalmolekyler.

Planteorgan

Embryofytter har generelt to større organsystemer: (1) skudsystem og (2) rodsystem. Skudsystemet omfatter legemsdele, der er placeret i den øverste del af planten, mens rodsystemet består af legemsdele, der findes i den nederste del. Skudsystemet kan omfatte planteorganer såsom stængler, grene, blade, blomster og frugter. De findes ofte over jorden. Rodsystemet omfatter rødder, knolde og rhizomer. De findes ofte under jorden.

Planternes væv er:

• Embryonale eller meristematiske væv – plantevæv, der består af udifferentierede og mitotisk aktive celler. Eksempler er apikalt meristem og cambium
• Permanente væv – plantevæv, der består af differentierede celler. De permanente væv kan yderligere inddeles i fundamentale (f.eks. parenchym, collenchyma, sclerenchym) og komplekse (f.eks. floem- og xylemvæv)
• Reproduktionsvæv – plantevæv, der er involveret i reproduktion. Eksempel er de sporogene væv

Planternes celler er eukaryote, dvs. med veldefineret kerne. Kernen indeholder kromosomerne, som bærer generne. Ud over kernen er de andre organeller endoplasmatisk retikulum, Golgi-apparatet, mitokondrier, lysosomer og plastider. Plastiderne kan klassificeres på grundlag af pigmenterne: kloroplaster (med klorofyl, grønt pigment), kromoplaster (med andre pigmenter end grønne) og leucoplaster (farveløse plastider). Den store struktur inde i plantecellen er vakuolen. Den er ansvarlig for reguleringen af turgatrykket.

Plasmamembranen omgiver cytoplasmaet, hvor disse organeller er ophængt. Ud over plasmamembranen har cellen et ekstra lag, der kaldes cellevæggen. Cellevæggen er dog ikke eksklusivt for embryofytter. Andre organismer som f.eks. svampe, alger og visse bakterier har cellevægge. Cellevæggen hos embryofytter består af en primær og en sekundær cellevæg. En primær cellevæg indeholder cellulose, hemicelluloser og pektin. En sekundær cellevæg er et tykkere lag. Den er rig på lignin, som styrker og imprægnerer væggen. Cellevæggen har mange vigtige funktioner, og en af dem er at hjælpe med at modstå osmotisk tryk.

Når en plantecelle anbringes i en hypertonisk opløsning, bevæger vand sig ind i cellen og får cellen til at svulme op. Tilstedeværelsen af cellevæggen forhindrer cellen i at sprænge under overdreven osmose. Omvendt, når en plantecelle anbringes i en hypotonisk opløsning, diffunderer vand ud af cellen, og turgortrykket går tabt, hvilket får cellen til at blive slap. Yderligere tab af vand vil resultere i plasmolyse og i sidste ende i cytorrhysis, dvs. et fuldstændigt sammenbrud af cellevæggen.

Fra osmoregulering omfatter de grundlæggende fysiologiske processer, som planter udfører, fotosyntese, respiration, transpiration, tropisme, nastiske bevægelser, fotoperiodisme, cirkadiske rytmer, frøspiring og hviletid.

Plant Genomics

Planter har store genomer. Blandt de plantegenomer, der er blevet sekventeret, er hveden Triticum asestivum-genomet det største med sine ca. 94.000 gener.4

Plantens livscyklus

Planternes livscyklus består af to generationer: gametofyt-generationen og sporofyt-generationen. Den vekslende fase med diploide og haploide former kaldes generationsskifte. Dette ses også hos visse alger såsom Archaeplastida og Heterokontophyta. Hos alger med generationsskifte er sporofytten og gametofytten uafhængige organismer.

I embryofytter er gametofytgenerationen en generation, hvor fasen begynder med en spore, der er haploid (n). Sporen gennemgår en række mitotiske delinger for at give anledning til en gametofyt. En gametofyt er en haploid flercellet planteform. Den vil kun have ét sæt kromosomer. Gametofytfasen er den seksuelle fase i livscyklusen, og derfor udvikler planten kønsorganer, der producerer kønsceller, som også er haploide. De gameter, der deltager i befrugtningen, vil senere indgå i sporofytgenerationen, der er karakteriseret ved planteformen, der er diploid efter foreningen af gameterne.

I tracheofytter (karplanter) er sporofyten i en flercellet form og den dominerende fase. Sporofyten omfatter således den vigtigste plante, som vi ser. Omvendt er det hos bryofytter (f.eks. mosser og levermosser) gametofytten, der er den dominerende, og derfor er den hovedplante, vi opfatter.

Tracheofytternes livsstadier starter generelt fra et frø, der udvikler sig til en spire, når forholdene er gunstige for vækst. Scion vokser ved at producere blade og vokse stængler og grene. Den udvikler sig til en voksen plante, der til sidst producerer blomster. Blomsterne bærer kønsceller som f.eks. sædceller i pollenkornet og ægceller i æggestokkene i æggestokkene. Forening af kønscellerne resulterer i en zygote, der er indeholdt i frøet. Enboende planter bærer begge kønsceller, mens toboende planter kun bærer én type kønscelle.

Planter kan også formere sig ukønnet. Det gør de ved ikke at involvere kønscellerne. Ved ukønnet formering opstår nye planter ved hjælp af knopning, fragmentering, spaltning, sporedannelse, vegetativ formering og apomixis.

Planternes senescens henviser til planternes aldringsproces. F.eks. sker gulfarvning af blade som følge af nedbrydning af klorofyl, hvorved kun carotenoiderne bliver tilbage, under bladsenescens. Nogle planter kan dog fortsætte med at danne nye blade, f.eks. hos løvfældende planter.

Planteøkologi

Da planter er i stand til at lave fotosyntese, behøver de ikke at jage eller æde dyr for at få føde (med undtagelse af kødædende planter). De kan fremstille deres egen føde ved at udnytte energi fra lys, kuldioxid fra atmosfæren og vandmolekyler. Ikke desto mindre er en af kilderne til kuldioxid det affald, som dyrene ånder ud under respirationen. Til gengæld afgiver de ilt som et affaldsprodukt fra fotosyntesen. Ilt er afgørende for aerobe organismers, herunder dyrs, overlevelse.

Planter får andre vigtige næringsstoffer fra de mineraler, der er opløst i jorden. De optager dem via deres rødder. Nogle af de makronæringsstoffer, som de får fra jorden, er calcium, magnesium, kvælstof, fosfor, kalium og svovl. Hvad angår mikronæringsstoffer, optager planterne bor, klorid, kobber, jern, mangan og molybdæn. Døde plantedele eller hele planter fører således til deres nedbrydning og tilbagelevering af vigtige mineraler og forbindelser til jorden.

På grund af deres følelse af uafhængighed placeres de ofte i begyndelsen af en fødekæde. De er de største producenter i et økosystem. Derfor kan udryddelsen af plantearter medføre en stor indvirkning på et økosystem. Den Internationale Union for Bevarelse af Naturen (IUCN)’s Røde Liste over Truede Arter, et system til vurdering af arters bevaringsstatus på verdensplan, har anvendt et system til mærkning af arter baseret på udryddelsesrisiko. I overensstemmelse hermed kan arter kategoriseres som: “data mangler”, “mindst bekymrende”, “næsten truet”, “sårbar”, “truet”, “kritisk truet”, “regionalt uddød”, “uddød i naturen” og “uddød”. I 2016 rapporterede IUCN, at 2.493 planter var kritisk truede, mens 3.654 planter er truede.5
Planter interagerer med andre organismer og danner symbioser. Eksempler herpå er følgende:

• Mutualisme – f.eks. planter, der leverer nektar til honningbier, mens honningbier hjælper med at sprede plantens pollenkorn
• prædation – f.eks. kødædende planter, der fanger insekter og smådyr
• konkurrence – f.eks. planter, der konkurrerer med andre planter om levesteder med hensyn til tilgængelig plads og næringsstoffer
• kommensalisme – f.eks. planters frugter, der klæber til dyrs pels for at kunne transporteres frit
• parasitisme – f.eks.f.eks. parasitiske planter, der får næringsstoffer fra deres vært, f.eks. Cuscuta (dodder), der sætter sig fast på og producerer haustoriaer, der optager næringsstoffer fra et akacietræ

I 2011 anslog Census of Marine Life, at der kunne være omkring 8,7 millioner eukaryote arter på Jorden, og af dette tal blev det anslået, at omkring 298.000 var det samlede antal plantearter. 215, 644 var allerede blevet beskrevet og katalogiseret .6

Planteevolution

I henhold til den endosymbiotiske teori repræsenterer organeller som plastider og mitokondrier de tidligere fritlevende prokaryoter. Kloroplasterne synes at være beslægtet med de prokaryotiske cyanobakterier. Grundlaget er den strukturelle lighed mellem cyanobakterier og kloroplaster. Desuden har de begge de samme fotosyntetiske pigmenter og et enkelt cirkulært DNA-molekyle som genom. Tilsyneladende førte de endosymbiotiske begivenheder til de første fotosyntetiske eukaryoter for en milliard år siden. Charophyta (en undergruppe af grønalger) menes at være den undergruppe, som embryofytterne er opstået af. Charofytterne og embryofytterne har mange ens træk, f.eks. dannelse af phragmoplaster under mitose.

En kort tidslinje over udviklingen af embryofytter er vist nedenfor:

• Phanerozoisk eon ” Palæozoisk æra ” Ordovicium-periode: I Ordovicium (485 millioner år til 440 millioner år siden) dukkede de første embryofytter (landplanter) op.
• Phanerozoisk eon ” Palæozoisk æra ” Devonisk periode: I Ordovicium er de første embyofytter (landplanter) dukket op: I Devon-perioden (415 millioner år til 360 millioner år siden) dominerede primitive planter, træer og busklignende skove landet og skabte nye levesteder for landdyr. Den tidlige frøfarn Elkinsia udviklede frø, især i den sene devoniske periode.
• Phanerozoisk eon ” Mesozoisk æra: Denne æra strakte sig fra 252 millioner til 66 millioner år siden. I Trias (for ca. 200 millioner år siden) dukker de blomstrende planter op.
• Phanerozoisk eon ” Kænozoisk æra: Denne æra, der kaldes “det nye liv”, er den seneste geologiske æra, der strækker sig fra for 66 millioner år siden til i dag. I løbet af denne æra, fra for omkring 40 millioner år siden, dukkede græsserne op. Disse planter og mange andre plantegrupper udviklede en ny stofskiftemekanisme for at overleve de lave CO2-indhold og tørre forhold i troperne.

Anbefalet kilde: Darwin Reviews – Journal of Experimental Botany’s mest prestigefyldte oversigtsserie og emner, der er nøje udvalgt inden for de mest progressive forskningsområder.

Plantetaksonomi

Den oprindelige definition af planter omfatter grønalger, svampe og embryofytter, da de alle har kloroplaster og cellevæg. Alger og svampe blev dog efterhånden flyttet til deres respektive riger.

I snæver forstand er planter (dvs. Plantae sensu strictissimo) dem, der grundlæggende er flercellede, med cellevægge, der indeholder cellulose, og som har kloroplaster til fotosyntese. I dette tilfælde omfatter riget Plantae embryofytter, såsom karplanter, levermosser, mosser og andre fossile planter, der har de samme kendetegn.

Plantae sensu stricto (“planter, i snæver forstand”) omfatter embryofytter og grønalger (Chlorophyta og Charophyta). Dette er stadig en bredt anerkendt definition af planter. De udgør kladen, Viridiplantae (eller Chlorobionta), som almindeligvis kaldes de grønne planter. De forskellige opdelinger af riget Plantae sensu stricto er som følger

• Chlorophyta
• Charophyta
• Marchantiophyta (levermosser)
• Anthocerotophyta (hornvort)
• Bryophyta (mosser)
• Lycopodiophyta (køllemosser)
• Pteridophyta (bregner, piskerisfarne, og padderokke)
• Cycadophyta (cycader)
• Ginkgophyta (ginkgo)
• Pinophyta (nåletræer)
• Gnetophyta (gnetofytter)
• Magnoliophyta (blomstrende planter)

Betydning

Planter er vigtige for forskellige organismers liv, da de er producenter i fødekæden. De lagrer stivelse. De tjener også som en vigtig kilde til mineraler og forbindelser.

Planter tjener som levesteder for visse organismer (f.eks. insekter og trælevende organismer). De er også den vigtigste kilde til den ilt, som de aerobe dyr har brug for for at leve.

Visse planter har medicinske egenskaber. Mælkebøtte (Taraxacum officinale) som et mildt afføringsmiddel, vejbred (Plantago major) blade til at reducere betændelse og smerte og klatrerodder og -blade (Arctium minus) til at lindre eksem eller sprukken hud er blot nogle få af de mangfoldige lægeplanter.

Mennesket bruger planter til fremstilling af forskellige produkter såsom æteriske olier, pigmenter, harpiks, tanniner, alkaloider, rav, voks, kosmetik, plastik, gummi, lak, smøremidler, blæk osv.
Træ fra planter bruges til at bygge bygninger, musikinstrumenter, både og møbler. Det bruges også til fremstilling af papir.

Forskning

Den gren af videnskaben, der studerer planter, kaldes botanik (eller plantebiologi). En ekspert inden for dette område kaldes en botaniker. Nogle af de områder, der studeres, er morphoanatomi, cytologi, histologi, fysiologi, økologi, evolution, taksonomi og patologi. Forskellige plantegrupper har ført til underdiscipliner som f.eks:

• Palæobotanik – studiet af fossile planter
• Algologi – studiet af alger
• Mykologi – studiet af svampe
• Bryologi – studiet af mosser, levermosser, og hornvampe
• Pteridologi – studiet af bregner
• Palynologi – studiet af pollenkorn og sporer

Anvendt botanik beskæftiger sig med den kommercielle og økonomiske anvendelse af planter. Den omfatter landbrug (f.eks. agronomi, gartneri, planteforædling), skovbrug (f.eks. dendrologi, træteknologi), farmaceutisk botanik og landskabsarkitektur.

Videnskabelig klassifikation

• Domæne: Eukaryota
• (uklassificeret): Archaeplastida
• Kongedømme: Archaeplastida
• Rige: Plantae Copeland, 1956

Se også

• Botanik
• Svampe
• Alger
• Alger
• Dyr

Reference

1. Gabbatiss, J. (2017, January 1). Planter kan se, høre og lugte – og reagere. Hentet fra http://www.bbc.com/earth/story/20170109-plants-can-see-hear-and-smell-and-respond
2. Plante udløser “SOS” til planteforsvar, når den bliver såret – Biologi Blog & Ordbog Online. (2018, 22. september). Hentet fra https://www.biologyonline.com/plant-sets-off-sos-for-plant-defense
3. Mescher, M. C., & De Moraes, C. M. (2014). Giv mig ammunitionen. Nature, 510(7504), 221-222. https://doi.org/10.1038/510221a
4. Brenchley, R., Spannagl, M., Pfeifer, M., Barker, G. L. A., D’Amore, R., Allen, A. M., Hall, N., et al. (2012). Analyse af brødhvede-genomet ved hjælp af helgenom shotgun-sekventering. Nature, 491(7426), 705-710. https://doi.org/10.1038/nature11650
5. Critically Endangered (CR) (kritisk truet). (2016). Hentet fra http://cmsdocs.s3.amazonaws.com/summarystats/2016-2_Summary_Stats_Page_Documents/2016_2_RL_Stats_Table_2.pdf
6. Census of Marine Life. (2011, 24. august). Hvor mange arter findes der på Jorden? Omkring 8,7 millioner, siger nyt skøn. ScienceDaily. Hentet fra http://www.sciencedaily.com/releases/2011/08/110823180459.htm

Yderligere læsning

• Vegetativ planteformering – Science Learning Hub. (Læs dette for at få kendskab til de forskellige måder at opformere en plante på ved hjælp af aseksuelle metoder.)

Noter

Den taksonomiske klassifikation af organismer kan ændres på baggrund af nye resultater.