Biljke

Historijski gledano, biljke su tretirane kao jedno od dva carstva, uključujući sva živa bića koja nisu životinje, a sve alge i gljive tretirane su kao biljke. Međutim, sve današnje definicije Plantae, isključuju gljive i neke alge, kao i prokariote (archaea i bakterije). Po jednoj definiciji, biljke tvore kladus Viridiplantae (latinski naziv za "zelene biljke"), grupu koja uključuje cvjetnice, četinare i ostale golosjemenjače, paprati i nihove srodnike, jetrenjače, mahovine i zelene alge, ali isključuju crvene i smeđe alge.

Biljke
Raspon fosila: Mezoproterozoik → Sadašnjost
Sistematika
Carstvo	Plantae Haeckel, 1866
Naddivizije
Chlorokybophyta Mesostigmatophyta Spirotaenia Chlorobionta Kenrick & Crane 1997 Chlorophyta Streptobionta Kenrick & Crane 1997 Klebsormidiophyceae Charophyta (kamenjače) ?Chaetosphaeridiales Coleochaetophyta Zygnematophyta Embryophyta Engler, 1892 (kopnene biljke) Marchantiophyta (jetrenjače) Bryophyta (mahovine) Anthocerotophyta (antocerote) †Horneophyta †Aglaophyta Tracheophyta (vaskularne biljke)
Sinonimi
Viridiplantae Cavalier-Smith 1981 Chlorobionta Jeffrey 1982, emend. Bremer 1985, emend. Lewis and McCourt 2004 Chlorobiota Kenrick and Crane 1997 Chloroplastida Adl et al., 2005 Phyta Barkley 1939 emend. Holt & Uidica 2007 Cormophyta Endlicher, 1836 Cormobionta Rothmaler, 1948 Euplanta Barkley, 1949 Telomobionta Takhtajan, 1964 Embryobionta Cronquist et al., 1966 Metaphyta Whittaker, 1969

Zelene biljke većinu energije dobijaju iz sunčeve svjetlosti putem fotosinteze u primarnim hloroplastima koji su izvedeni iz endosimbioze sa cijanobakterijama. Njihovi hloroplasti sadrže hlorofile a i b, što im daje karakterističnu zelenu boju. Neke biljke su paraziti ili mikotrofi i izgubile su sposobnost proizvodnje normalnih količina hlorofila ili fotosinteze. Za biljke su karakteristične seksualna reprodukcija i smjena generacija, mada je aseksualna reprodukcija također česta.

Postoji oko 320.000 vrsta biljaka, od kojih velika većina, otprilike 260-290 hiljada, proizvode sjeme. Zelene biljke daju značajan doprinos ukupnoj količini svjetskog molekulskog kisika, > i su osnova većine ekosistema na Zemlji. Biljke koje proizvode zrna, voće i povrće također čine osnovnu ljudsku hranu i bile su pripitomljavane hiljadama godina. Imaju i mnogo drugih namjena, kao ukrasi, građevinski materijali, materijal za pisanje i, u velikoj raznolikosti, bile su izvor lijekova i psihoakrivnih suopstanci. Nauka o biljakama poznata je pod nazivom botanika, jedna od bioloških nauka.

Sva živa bića uobičajeno su bila svrstana u jednu od dvije grupe, biljke i životinje. Ova klasifikacija može datirati od Aristotela (384 – 322 p. n. e.), koji je napravio razliku između biljaka koje se uglavnom ne kreću i životinja koje su često kreću pri za hvatanju hrane. Mnogo kasnije, kada je Linnaeus (1707–1778) stvorio osnovu modernog sistema naučne klasifikacije, ove dvije grupe postale su carstva Vegetabilia (kasnije Metaphyta ili Plantae) i Animalia (naziva se i Metazoa). Od tada, postalo je jasno da je biljno carstvo, kao što je bilo prvobitno definirano, uključivalo nekoliko nepovezanih skupina, a gljive i nekoliko skupina algi uklonjene su u nova carstva. Međutim, ti se organizmi još uvijek često smatraju biljkama, posebno u popularnim kontekstima.

Termin "biljka" općenito podrazumijeva posjedovanje sljedećih osobina:

• višećelijsku organizaciju,
• ćelijske zidovi koji sadrže celulozu, te
• sposobnost fotosinteze u primarnim hloroplastima.

Kada se naziv Plantae ili biljke primjenjuje na određenu grupu organizama ili takson, obično se odnosi na jedan od četiri pojma. Od najmanje do sveobuhvatnog, ove četiri grupe su:

(Prema raznim izvorima) Oni koji su nazvani "biljkama", u kladogramu su podebljani (neke manje grupe su izostavljene)

Način na koji se kombiniraju i imenuju grupe zelenih algi znatno se razlikuje između autora.

Aristotel je podijelio sve žive stvari na biljke, koje se ne miču ili imaju osjetljive organe, i životinje. U sistemu podjele po Linnaeusu oni postaju: biljke - carstvo Vegetabilia (kasnije Plantae) i životinje - Animalia. Nakon toga postalo je jasno da carstvo Plantae sadrži nekoliko međusobno povezanih grupa zajedno s gljivama i nekoliko vrsta algi koje su uvrštene u novo carstvo. Bez obzira na to, one se i dalje često smatraju biljkama u mnogim kontekstima. Doduše, svaki pokušaj da se smjesti biljke u samostalnu grupu doživio je neuspjeh, zbog toga što su biljke nejasno definisane prema pravilima koje postavlja moderna klasifikacija (sistematika).

Najpoznatija višećelijska vrsta biljaka su embriofiti. Ona uključuje vaskularne biljke, cjelinu biljaka koje imaju lišće, stabljike i korijenje. Isto tako uključuje i nekoliko biljaka koje su u njihovom bliskom srodstvu, često ih nazivamo briofiti. Sve ove biljke imaju komplekse ćelija sa zidovima ćelija sastavljenim od celuloze, i većina od njih crpi svoju energiju pomoću procesa fotosinteze, pritom koristeći sunčevu svjetlost i ugljik dioksid za sintezu. Preko 300 vrsta biljaka ne vrše fotosintezu, ali te biljke su paraziti na drugim vrstama biljaka koje se služe fotosintezom. Biljke su nastale od zelenih algi, od kojih su evoluirale tako da su razvile specijalne reproduktivne organe zaštićene od nereprodukcije tkiva. Vrsta briofiti se prvi pojavila u doba ranog paleozoika. Vrsta može preživjeti samo gdje je vlaga dostupna većinu vremena, iako mnoge vrste tolerišu i vrijeme suše. Mnoge vrste briofita ostaju male kroz svoj životni vijek. Vaskularne biljke imaju takav broj prilagodbi koji im je omogućio savladati ograničenja koje ima vrsta briofiti. To uključuje dobar otpor suši i vaskularno tkivo koje transportuje vodu kroz organizam. Sjeme nekih biljaka može preživjeti ekstremne vremenske uvjete i razmnožavati se u njima.

Alge označavaju nekoliko različitih grupa organizama koji crpe energiju kroz proces fotosinteze. One nisu smještene u carstvo Plantae. Postoje i druge vrste algi koje uključuju i jednoćelijske organizme koji se sastoje od ćelija bez različitog tkiva. Embriofiti su potekli od zelenih algi. S nekoliko izuzetaka između zelenih algi, sve među njima imaju zidove ćelija koje sadrže celulozu i hloroplaste koji sadrže hlorofil "a" i "b" i tako crpe snagu. Hloroplasti zelenih algi su okruženi s dvije membrane, što sugeriše da su potekle direktno od cijanobakterija.

Isto tako je i s crvenim algama, i za dvije grupe se vjeruje da imaju zajedničko porijeklo. Suprotno tome, mnogo drugih algi ima hloroplaste s tri ili četiri membrane. One nisu u bliskom srodstvu sa zelenim algama. Zasebno sticanje hloroplasta je simbol zelenih i crvenih algi. Za razliku od embriofita i algi, gljive ne vrše fotosintezu, ali one nabavljaju svoju hranu sastavljanjem i apsorpcijom tvari iz svoje okoline. Nisu u rodu s nijednom vrstom koja vrši fotosintezu, ali su zato usko povezane sa životinjama.

Kroz proces fotosinteze, biljke koriste Sunčevu energiju da iz zraka pretvore ugljikov dioksid u jednostavni šećer. Taj šećer se tada koristi kao materijal za gradnju i formu komponenti biljke. Biljke se pouzdaju u tlo kao glavni izvor vode, no isto tako pokušavaju se domoći dušika, fosfora i drugih važnih hranljivih tvari.

Neke vrste biljaka koriste specijalnu odbranu kao trn ili bodlje, npr. kupine. Po životnom vijeku biljke se dijele u tri grupe:

1. jednogodišnje biljke - žive i razmnožavaju se kroz razdoblje od jedne godine
2. dvogodišnje biljke - žive kroz razdoblje od dvije godine, većinom se razmnožavaju u prvoj godini
3. trajnice - žive više od dvije godine i nastavljaju se razmnožavati tokom godina

Među vaskularnim biljkama u trajnice se ubraja crnogorično drvo (zimzelen - naziv za biljke koje zadržavaju svoje lišće tokom cijele godine), i bjelogorično drvo (listopadno - biljke koje gube listove u nekim dijelovima godine). U mjestima gdje vlada umjerena i sjeverna klima one većinom gube listove zimi, a mnoge tropske biljke gube svoje listove za vrijeme sušne sezone.

Tabela u nastavku prikazuje procjene broja vrsta različitih taksona zelenih biljaka (Viridiplantae). To sugerira da postoji oko 300.000 vrsta živih viridiplanta, od kojih su 85–90% cvjetnice. (Napomena: budući da su iz različitih izvora i različitih datuma, oni nisu nužno uporedivi, kao i sve brojnosti vrsta, a u nekim su slučajevima podložni određenom nivou nesigurnosti.)

Imenovanje biljaka reguliše Međunarodni kodeks nomenklature algi, gljiva i biljaka i Međunarodni kodeks nomenklature kultiviranih biljaka (vidi taksonomija kultiviranih biljaka).

Evolucija

Evolucija biljaka rezultirala je povećanjem nivoa složenosti, od najranijih praalgi uvidu prostirke preko Bryophyta , Lycopoda, paprati do današnjih složenih golosjemenjača i angiospermi. Biljke u svim tim skupinama nastavljaju napredovati, posebno u okruženjima u kojima su evoluirale.

Nakupine algi formirale su se na Zemlji prije oko 1.200 miliona godina, ali najraniji fosili potiču tek iz ordovicija, prije oko 450 miliona, kada suse pojavile kopnene biljke. . Međutim, novi dokazi iz istraživanja omjera izotopa ugljika u pretkambrijskim stijenama sugeriraju da su se složene fotosintetske biljke na Zemlji razvile prije preko 1000 miliona godina. Više od jednog stoljeća pretpostavljalo se da su preci kopnenih biljaka evoluirali u vodenom okruženju, a zatim se prilagodili životu na kopnu, što je ideja botaničara Fredericka Orpena Bowera u knjizi iz 1908. “Porijeklo kopnene flore” (The Origin of a Land Flora). Nedavno alternativno gledište, potkrijepljeno genetsičim dokazima, jest da su evoluirale iz kopnenih jednoćelijskih algi, Primitivne biljke na kopnu počele su se diverzificirati u kasnom silurskom periodu, prije oko 420 miliona godina, a rezultati njihove diverzifikacije prikazani su u znakovitim detaljima u ranom devonskom fosilnom sastavu iz Rhynie chert. Ova černja sačuvala je rane biljke sa ćelijskim detaljima, okamenjenim u vulkanskim izvorima. Do sredine devоnskog perioda prisutna je većina karakteristika koje su danas prepoznate kod biljki, uključujući korijenje, lišće i sekundarno drvo, a do kasnih devоnskih vremena evoluiralo je i sjeme. Kasnodevоnske biljke su tako postigle stupanj sofisticiranosti koji im je omogućavao formiranje šuma visokih stabala. Evolucijske inovacije nastavile su se u karbonu i kasnijim geološkim periodima i traju i danas. Većina biljnih grupa bila je relativno netaknuta događajem Permo-trijaskim izumiranjem, iako su se strukture zajednica promijenile. Ovo je možda bio pokretač evolucije cvjetnica u trijasu (prije ~ 200 miliona godina), koje su eksplodirale u kredi i tercijaru. Poslednja velika grupa biljaka koja se razvijala bile su trave, koje su od oko prije 40 miliona godina postale važne u srednjem tercijaru. Trave, kao i mnoge druge grupe, razvile su nove mehanizme metabolizma kako bi preživjele niske koncentracije CO₂ i tople, suhe tropske uslove tokom posljednjih 10 miliona godina.

U 1997., Kenrick i Crane, predložili su filogenetsko stablo biljaka, kako slijedi, s izmjenama za Pteridophyta, prema Smith et al. Prasinophyceae su skup parafiletske skupine ranih divergentnih loza zelenih algi, ali se tretiraju kao grupa izvan Chlorophyta, alikasniji autori nisu slijedili ovu sugestiju.

Slijedi novija predložena klasifikacija, prema Leliaert et al. 2011 modifiirana prema Silar 2016 for the green algae clades and Novíkov & Barabaš-Krasni 2015 for the land plants clade. Notice that the Prasinophyceae are here placed inside the Chlorophyta.

Šablon:Barlabel

Kasnije je predložena filogenija zasnovana na genima i transkriptomima 1.153 biljne vrste. Smještanje skupina algi podržava filogenije koje se temelje na genima iz Mesostigmatophyceae i Chlorokybophyceae, koji su od tada sekvencionirani. Klasifikaciju Bryophyta podržavaju i Puttick et al. 2018, i filogenije koje uključuju genome šiljatih mahovina koje su od tada sekvencirane.

Okamine biljaka uključuju korijenje, drvo, listove, sjeme, plodove, polen, spore i ćilibar (smola nastala fosilizacijom biljke). Okamine biljaka su zabilježene u zemlji, riječnim naslagama i u talogu mora. Pelud, spore i alge su korištene za određivanje vremena iz kojeg naslage taloga potiču. Ostaci fosila biljaka nisu uobičajeni kao fosili životinja, iako su fosili biljaka nađeni u obilju širom svijeta. Stariji fosili nekadašnjih biljaka pokazuju pojedine ćelije unutar tkiva biljke. Devonski period pokazuje evoluciju za koju mnogi vjeruju da opisuje prvo savremeno stablo Archaeopteris.

Ugalj je ostatak okamine biljke, u njemu se vidi detaljna struktura fosilizirane biljke. Ostaci fosila iz vremena mezozoika, crnogorična drva, korijenje, stabljike i grane, mogu se u izobilju naći u jezerima i priobalnom području uz stijene. Najčešće su to palme i hrastovi.

Danas se pod biljkama podrazumijevaju primarno fotoautotrofni, višećelijski organizmi sa specifičnim tipom vegetativnih ćelija i prisustvom tkiva, ali i srodni organizmi koji posjeduju plastide, a ranije su grupisani u alge. Prema klasifikaciji koja je predložena^{[nedostaje referenca]}, u okviru carstva Archaeplastida se nalazi podcarstvo biljaka u okviru koga razlikuju tri infracarstva: Embryophyta, Chloroplantae i Charoplantae. Prema tradicionalnom shvatanju samo prvo infracarstvo obuhvata više, odnosno kopnene biljke, a druge dvije grupe obuhvataju zelene i harofitne alge.^{[nedostaje referenca]}

• Biosfera
• Golosjemenjače
• Embryophyta