植物

植物定義

（植物学）生物界植物門の真核生物で、光合成を行い、堅い細胞壁を持つことを特徴とするもの。 語源：ラテン語のplanta（「芽、シュート、切断」）から。

植物の特徴

植物とは、生物界植物界に属する真核生物のいずれかを指します。 厳密な意味での植物は、維管束植物、肝藻類、角苔類、コケ類を含む胚葉植物です。 より厳密でない文献では、緑藻類を植物とみなしているものもある。 緑藻類は、葉緑体や細胞壁を持つ単細胞種と多細胞種からなる。 以下に挙げる基本的な特徴は、胚葉植物に焦点を当てたものである。

• 植物は独立栄養生物である。 光合成によって自分自身の食物を作る。 葉緑体内の緑色色素（クロロフィル）を介してエネルギーを取り込み、二酸化炭素と水を使って、食物としての糖と副産物としての酸素を生産することができるのである。 独立栄養生物である植物は、しばしば食物連鎖の先頭に位置づけられる。 生産者というラベルが貼られている。 植物は、動物を含む他の生物の食料となる。 一方、動物は従属栄養生物であり、栄養を得るために他の生物を消費する必要がある。 植物だけを食べる動物（特に草食動物）もいれば、肉だけを食べる動物、動物や植物を混ぜて食べる動物もいます。 植物は自分で食料を作ることができるため、動物を食べずに成長し、生きていく。 例外は、特に光合成に好ましくない条件のときに、動物の獲物を捕まえて食べる肉食植物のグループ（例：ビーナス・フライトラップ）である。
• 植物は真核生物である。 動物同様、植物も細胞内に膜に覆われた明瞭な核を持つ。 核は遺伝子を持つ染色体を含む小器官である。 その他、ゴルジ装置、小胞体、リソソーム、ペルオキシソーム、プラスティドなどが細胞質内に浮遊している。 真核細胞内にプラスティドが存在することは、それが動物ではなく植物である可能性が高いことを示している。 プラスティドには種類がある。 葉緑体はクロロフィル（緑色の色素）を含むプラスターで、光合成に関与している。 葉緑体は、緑色以外の色素を含み、色素の合成や貯蔵に関与している。 クロロフィル系は、電磁波スペクトルの特定の波長の光エネルギーを吸収する。 また、この色素は植物の構造物の着色（例：緑の葉、赤い花、黄色い果実）に関与している。 ロイコプラスト（アミロプラスト、エライプラスト、プロテインプラストなど）は、色素を持たないプラスチックスである。 その機能は主に食物の貯蔵にある。
• 植物は、細胞内に大きな液胞を持つ。 この細胞質構造は、緊張圧の調節に関与している。
• 植物は、細胞膜とは別に堅い細胞壁を持っている。 細胞壁は植物細胞に構造的な支持を加えている。
• 植物は、細胞板（フラグモプラスト）が娘細胞を分離するという特徴的な細胞分裂を行う。 ある場所から別の場所へ自在に移動する能力はない。 そのため、暑さなどの過酷な環境に対応しなければならない。 暑さに耐える方法のひとつは、細胞壁によって体の乾燥を防ぐことです。 それでも、植物は別の形で動いている。 例えば、ミモザは触ると葉が折れ曲がり、ハエトリグサは獲物を捕らえるときに葉が閉じる。 また、夜間に枝や葉を垂らして「眠っている」ように見える植物（例：Betula pendula – silver birch）もある。 植物の動きのもう一つの形態は、トロピズム（tropism）である。 しかし、これは運動というより、刺激に対する成長反応のようなものである。 たとえば、植物は光源に向かって成長する傾向がある（光屈性）
• 植物にはプラスモデズマがある。 動物には、動物組織内の細胞をつなぎとめる細胞接合部があるが、植物には、植物細胞間の細胞接合部のような働きをするプラスモデスマータがある。 細胞壁が隣接する細胞間の橋渡しをしているのである。
• 植物は多細胞で、多くの細胞が組織や器官に組織化され、1つの単位として特定の機能を果たしている。 植物の器官は、固定、支持、光合成に特化している（例：根、茎、葉など）
• 植物は、分裂組織によって無制限に成長することが可能である。 この組織は不定形で活発に分裂する細胞で構成され、表皮、トリコーム、毛皮、血管組織などの分化した組織を生み出す。
• 植物は感覚器官を持たないが、異なるとはいえ周囲の環境を認識することができる。 植物は目や耳や鼻がないにもかかわらず、「見る」「聞く」「嗅ぐ」ことができる。 また、動物ほど顕著ではないが、「感じ」、反応するようである。 植物には動物のような神経系はないかもしれませんが、周囲の環境にどう反応するかということから、独自のシステムを持っているようです。 例えば、シロイヌナズナには目がないにもかかわらず、光を感知するための光受容体（少なくとも11種類）が備わっている1。また、草食化すると、その部分に特定の化学物質を放出することがある2。 トマトは揮発性のシグナルを放出して、草食動物の攻撃が迫っていることを近くの植物に警告することが観察されています3
• 植物は無性および有性の手段で生殖します。 植物の無性生殖は、出芽、断片化、核分裂、胞子形成、植物繁殖、アポミクシスなどによって行われる。 有性生殖は、受精時に雄と雌の配偶子が融合して行われる。 一般に、植物のライフサイクルには世代交代があり、胞子体と配偶体が交互に繰り返される。
• 植物は「呼吸」している。 気孔を通して、大気中の二酸化炭素が植物細胞に入る。 光合成によって、二酸化炭素は酸素に変換され、植物は代謝の副産物として気孔から大気中に放出する。
• 植物は、他の明確に定義された生体システムを持たないかもしれないが、植物の防御と免疫機能に関わる化学物質とシグナル伝達分子として作用する植物ホルモンを生産する。

植物体

胚軸は、一般的には二つの主要器官系がある。 (1)シュート系、(2)根系です。 シュート系は植物の上部に位置する体の部分を含み、一方、根系は下部に位置する体の部分から構成される。 シュート系には、茎、枝、葉、花、果実などの植物器官が含まれることがある。 シュート系は、茎、枝、葉、花、果実などの植物器官を含み、多くの場合、地上に出ている。 根系には、根、塊茎、根茎が含まれる。

植物の組織は次のとおりである：

• 胎生組織または分裂組織-未分化で分裂的に活発な細胞からなる植物組織。 例：頂端分裂組織、カンビウム
• 永久組織 – 分化した細胞からなる植物組織。 永久組織はさらに、基本組織（例えば、柔組織、膠組織、柔組織）および複合組織（例えば、篩骨組織および木部組織）に分類される場合がある
• 繁殖組織-繁殖に関与する植物組織。 例として胞子組織

植物の細胞は真核生物、すなわち明確に定義された核を持つ。 核の中には遺伝子を持つ染色体がある。 核以外の小器官は、小胞体、ゴルジ装置、ミトコンドリア、リソゾーム、プラスティドである。 プラスティドは色素の違いにより、クロロフィル（緑色の色素）を持つ葉緑体、緑色以外の色素を持つ色素体、ロイコプラス（無色のプラスティド）に分類される。 植物細胞の中にある大きな構造物が液胞である。

これらの小器官が浮遊している細胞質は、細胞膜に取り囲まれている。 細胞膜とは別に、細胞には細胞壁と呼ばれる層がある。 しかし、細胞壁は胚葉植物に限ったものではない。 真菌類、藻類、一部のバクテリアなど、他の生物も細胞壁を持っている。 胚珠の細胞壁は、一次細胞壁と二次細胞壁から構成されている。 一次細胞壁は、セルロース、ヘミセルロース、ペクチンを含む。 二次細胞壁は、より厚い層である。 リグニンを豊富に含み、壁を強化し、防水性を高める。

植物細胞を高張溶液中に置くと、水が細胞内に移動して細胞が膨張する。 細胞壁の存在により、過度の浸透圧で細胞が破裂することはない。 逆に、植物細胞を低張液につけると、水が細胞外に拡散し、細胞内圧が低下して弛緩してしまう。 さらに水分が失われると、形質分解が起こり、最終的には細胞壁が完全に崩壊する細胞破裂に至る。

植物が行う基本的な生理的プロセスには、酸素調節のほかに、光合成、呼吸、蒸散、対流、弾性運動、光周性、概日リズム、種子発芽、休眠などがある。 これまでに解読された植物ゲノムの中では、小麦Triticum asestivumのゲノムが最も大きく、約94,000個の遺伝子を持つ4

植物のライフサイクル

植物のライフサイクルは、配偶体世代と胞体世代の2世代から構成されます。 二倍体と半数体が交互に現れることを世代交代といいます。 これは、古細菌やヘテロコントファイトなど、ある種の藻類でも観察される。 世代交代をする藻類では、胞子体と配偶体は独立した生物である。

胚葉植物では、配偶体世代は、胞子がハプロイド（n）である段階から始まるものである。 胞子は一連の有糸分裂を経て配偶子植物が生じる。 配偶体は、半数体の多細胞植物の形態である。 染色体を1組しか持たないことになる。 配偶子段階は、ライフサイクルにおける性的段階であるため、植物は性器を発達させ、配偶子（これもまた半数体）を作り出す。

維管束植物では、胞子葉は多細胞で、支配的な相である。 したがって、胞子体は私たちが目にする主な植物を構成しています。

一般に、気管植物のライフステージは、種子から始まり、生育に適した条件が整うと穂木に成長する。 穂木は葉を出し、茎や枝を伸ばして成長する。 やがて成木となり、花を咲かせる。 花は、花粉の中に精細胞、卵巣の中に卵子といった性細胞を持つ。 性細胞が結合すると、種子の中に接合子が含まれる。 単子葉植物は両方の性細胞を持つが、雌雄異株は1種類の性細胞しか持たない。

植物は無性生殖もできる。 これは配偶子を介さない方法である。 無性生殖では、出芽、断片化、分裂、胞子形成、植物繁殖、アポミクシスなどの方法で新しい植物が発生する。 例えば、葉の老化では、クロロフィルが分解され、カロテノイドのみが残るため、葉が黄色くなることが起こる。

植物生態学

植物は光合成ができるため、（食虫植物を除いて）動物を狩ったり餌にしたりする必要がない。 光と大気中の二酸化炭素と水分子のエネルギーを利用して、自分たちの食べ物を作ることができるのです。 ただし、二酸化炭素の発生源のひとつは、動物が呼吸の際に吐き出す老廃物である。 その代わり、光合成の廃棄物である酸素を出す。

植物は、土に溶けている鉱物から、他の重要な栄養素を得ています。 植物は根から栄養を吸収する。 カルシウム、マグネシウム、窒素、リン、カリウム、硫黄などの多量栄養素があります。 微量栄養素としては、ホウ素、塩化物、銅、鉄、マンガン、モリブデンを吸収する。

植物は自立心が旺盛なため、食物連鎖の先頭に位置することが多く、また、植物全体が死ぬと分解され、必須ミネラルや化合物が地球に戻ってくる。 生態系における主要な生産者である。 そのため、植物種の絶滅は生態系に大きな影響を与える可能性があります。 国際自然保護連合（IUCN）のレッドリスト（絶滅危惧種）は、世界の種の保全状況を評価するシステムで、絶滅の危険性に基づいて種にラベルを付ける方式を採用しています。 従って、種は以下のように分類されることがあります。 「データ不足」「軽度懸念」「準絶滅危惧」「脆弱」「絶滅危惧」「危機的絶滅」「地域的絶滅」「野生絶滅」「絶滅」などに分類されます。 2016年、IUCNは2,493の植物が危機的に絶滅の危機にあるのに対し、3,654の植物が絶滅の危機にあると報告した5
植物は他の生物と相互作用し、共生を形成している。 例は以下の通り：

• 相互主義 – 例：. 植物がミツバチに蜜を提供し、ミツバチが植物の花粉粒を広げるのを助ける
• 捕食-例：昆虫や小動物を捕らえる肉食植物
• 競争-例：利用できる空間や栄養素の面で生息地のために他の植物と競争する植物
• 共生-例：自由に移動するために動物の毛皮に付着する植物の果物
• 寄生 -例: 植物の果実が、植物の果実が、植物の果実に付着する。例えば、アカシアの木に付着し、そこから栄養分を吸収するハウストリアを生成するCuscuta（dodder）のように、宿主から栄養分を得る寄生植物

2011年に海洋生物センサスは、地球上に約870万種の真核生物が存在すると推定し、この数字のうち約298000種が植物の総数と予測された。 215, 644種がすでに記述され、カタログ化されていた。 6

植物進化論

内共生説によれば、プラスティドやミトコンドリアなどのオルガネラは、かつて自由に生きていた原核生物を代表するものである。 葉緑体は原核生物のシアノバクテリアと関係があるようだ。 その根拠は、シアノバクテリアと葉緑体の構造の類似性である。 さらに、両者は同じ光合成色素を持ち、ゲノムとして1個の円形DNA分子を持つ。 どうやら、10億年前に内生生物的な出来事によって、最初の光合成を行う真核生物が出現したようだ。 緑藻類の一種であるシャロフィタ（Charophyta）は、胚藻類が出現したものであると考えられている。

胚葉類の進化の年表を以下に示す。

• Phanerozoic eon ” Paleozoic era ” Ordovician period: オルドビス紀（4億8500万年前～4億4000万年前）には、最初の陸上植物が出現した。 デボン紀（4億1500万年前～3億6000万年前）には、原始的な植物、樹木、低木林が陸上を支配し、陸上動物に新しい生息地を提供した。 特にデボン紀後期には、初期の種子シダであるエルキンシアが種子を進化させた。 2億5,200万年前から6,600万年前までの時代。 三畳紀（約2億年前）には顕花植物が出現。 新生代：6600万年前から現在までの最も新しい地質時代で、「新生代」と呼ばれる。 この時代、約4000万年前からイネ科の植物が登場する。 これらの植物をはじめ、多くの植物群は、熱帯の低CO2・乾燥条件を生き抜くために、新しい代謝の仕組みを進化させました。

推薦の出典。 Darwin Reviews – the Journal of Experimental Botanyの最も権威あるレビューシリーズと、最も進歩的な研究分野で厳選されたトピックを掲載しています。

植物分類学

植物の最初の定義は、緑藻類、真菌、胚葉類はすべて葉緑体と細胞壁を持っているので含まれています。 しかし、藻類と菌類は最終的にそれぞれの王国に移された。

狭義の植物（＝Plantae sensu strictissimo）は、基本的に多細胞でセルロースを含む細胞壁を持ち、光合成のために葉緑体を持つものである。 この場合、維管束植物、肝臓植物、コケ植物など、同じ特徴を持つ化石植物が植物界を構成していることになる。 これは現在でも広く認知されている植物の定義である。 一般に緑色植物と呼ばれるのは、この2つの植物からなる「緑色植物門」である。 植物界を感覚的に区分すると、以下のようになる。

• 緑藻類
• 寒帯植物
• 碇藻類
• 刺胞植物
• 根粒植物
• 根粒植物
• 葉緑素
• 葉緑素
• 茎葉植物
• 蘚苔類（コケ類）
• 蘚苔類（クラブゴケ）
• シダ類（シダ類。 シダ類。
• ソテツ植物門（ソテツ）
• イチョウ植物門（イチョウ）
• マツ科植物門（針葉樹）
• ネコ科植物門（ネコ科）
• キンセンカ科植物門（キンセンカ）
• Magnoliophyta (Magnoli)

。 (顕花植物)

意義

植物は食物連鎖の生産者であるため、さまざまな生物の生活にとって不可欠な存在である。 それらはデンプンを貯蔵する。

植物は特定の生物（昆虫や樹上生物など）にとって生息地としての役割を担っている。 また、好気性の動物が生きるために必要な酸素の主要な供給源でもある。

特定の植物には薬効がある。 タンポポ（Taraxacum officinale）は穏やかな下剤として、オオバコ（Plantago major）の葉は炎症や痛みを抑えるために、ゴボウ（Arctium minus）の根や葉は湿疹やひび割れた皮膚を緩和するために、多種類の薬用植物のほんの一部に過ぎない。

人間は植物を使って、精油、顔料、樹脂、タンニン、アルカロイド、琥珀、ワックス、化粧品、プラスチック、ゴム、ワニス、潤滑油、インクなど、さまざまな製品を製造しています。

研究

植物を研究する科学分野は植物学（または植物生物学）と呼ばれています。 この分野の専門家は植物学者と呼ばれます。 形態解剖学、細胞学、組織学、生理学、生態学、進化学、分類学、病理学などの分野がある。 多様な植物群から、次のような下位学問が生まれた。

• 古植物学-化石植物の研究
• 藻類学-藻類の研究
• 真菌学-菌類の研究
• 蘚苔学-苔、肝藻、藍藻の研究
• 植生学-藍藻の研究
• 植生学-苔、肝藻の研究
• 蘚苔学-藍藻、藍藻の研究
• Pteridology – シダの研究
• Palynology – 花粉粒および胞子の研究

応用植物学は、植物の商業・経済利用を扱うものです。 農業（農学、園芸学、植物育種など）、林業（樹木学、木材技術など）、医薬植物学、造園学などが含まれます。

学術分類

• ドメイン 真核生物
• (ランク外)。 Archaeplastida
• Kingdom(王国)。 Plantae Copeland, 1956

参照

• Botany

Fungi

• Algae
• Animal

参考

1. Gabbatiss, J. (2017, Jan 1)にある。 植物は見たり、聞いたり、嗅いだりできる-そして反応する。 http://www.bbc.com/earth/story/20170109-plants-can-see-hear-and-smell-and-respond
2. 植物は傷つくと植物防衛のための「SOS」を発する – 生物学ブログ & Dictionary Onlineから取得。 (2018, 9月 22)に掲載されています。 https://www.biologyonline.com/plant-sets-off-sos-for-plant-defense
3. Mescher, M. C., & De Moraes, C. M. (2014)から取得しました。 弾薬を渡す。 ネイチャー, 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., and al. (2012). 全ゲノムショットガンシーケンスによるパンコムギのゲノム解析。 Nature, 491(7426), 705-710. https://doi.org/10.1038/nature11650
5. Critically Endangered (CR)． (2016). http://cmsdocs.s3.amazonaws.com/summarystats/2016-2_Summary_Stats_Page_Documents/2016_2_RL_Stats_Table_2.pdf
6. Census of Marine Lifeから取得。 (2011年8月24日)に掲載されています。 地球上の生物種は何種類？ 約870万種、新たな推計で判明。 サイエンス・デイリー. Retrieved from http://www.sciencedaily.com/releases/2011/08/110823180459.htm

Further Reading

• Vegetative plant propagation – Science Learning Hub.より抜粋。 (植物を無性に増殖させるさまざまな方法について知るために読んでください。)

Note

生物の分類は新しい発見に基づいて変更されることがあります

。