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植物はどのような生き物か:植物の共通原理と定義

植物の大きさや形は、非常に多様です。1 cmにも満たない植物もあれば、100 m を超える高さに成長する植物も存在します。また地球上の植物が生育できる環境全てに適応した植物は存在しません。

[目次]

植物の基本的な特徴

こうした多様な植物に共通する基本的な特徴としては、以下のようなものが挙げられます。

  • 植物と緑藻は究極の集光装置で、地球上随一の一次生産者です。彼らは太陽の光エネルギーを利用して、水と二酸化炭素から炭水化物を合成します。これは光エネルギーを化学結合の形で化学エネルギーに変換し蓄積していることに他なりません。

  • 特定の生殖細胞を除き、植物は固着性で、移動することがありません。移動する代わりに、植物は生存に必要な光や水、無機塩類などの供給源に向かって一生にわたり成長するように進化してきました。

  • 植物は重力に逆らって太陽に向かって成長します。そのため、自分自身の重量を支えられるよう頑丈な構造を持ちます。

  • 植物は、水や無機塩類を土壌から光合成器官や成長中の器官へと輸送する仕組み、光合成器官から非光合成器官へ光合成産物を輸送する仕組みの両方を持ちます。

  • 植物は蒸散により水を失い続けます。そのため、脱水を防ぐ仕組みを進化させてきました。

  • 植物は、母植物から供給される養分を使い胚から発生します。こうして養分を胚に蓄積できることが、陸上で植物が大型化するのに役立っています。

植物の定義

上記のような共通の基本的な特徴から、植物は次のように定義されます。

「一般的に、固着性で、胚から発生する多細胞生物であり、二酸化炭素から有機物を光合成により作り出すことができる、陸上環境に適応した生物である」

この定義に従えば、非維管束植物(コケ植物)の苔類、蘚類、ツノゴケ類や、維管束植物のシダ植物、裸子植物、維管束植物の中でも顕花植物 (被子植物) であるモクレン類、単子葉植物、真正双子葉植物の系統が含まれます。しかし、藻類(紅藻類、緑藻類)は含まれません。

植物と緑藻の共通点

植物と緑藻(そのほとんどが水棲である)の間では、光合成を行うための重要な特性が共通しています。例えば、どちらの系統の葉緑体にも、光合成色素としてクロロフィル aクロロフィル b、および β - カロテンが含まれます。一方、陸上植物(land plant、有胚植物 embryophyte とも言う)の間で共有されている、陸上で生き抜くために獲得された形質は、藻類にはありません。

陸上植物

もう一度確認すれば、陸上植物には、非維管束植物 (nonvascular plant、コケ植物 bryophyte。蘚類、苔類、ツノゴケ類が含まれる) と維管束植物 (vascular plant または tracheophyte) が含まれます。維管束植物は、さらに種子植物 (seed plant、裸子植物被子植物) と非種子植物 (non-seed plant、シダ植物とその近縁の植物) に分けられます。

種子植物

農業上及び工業上の有用性や、木材や医薬品としての用途に加え、陸上生態系のおける優先的な生物であるという理由で、3 億年ほど前に現れた種子植物が、これまでの植物科学の主な研究対象になってきました。裸子植物 (gymnosperm) は、針葉樹、ソテツ類、イチョウ、薬用植物であるマオウ (Ephedra)などのグネツム類を含み、現在約 1000 種が知られています。裸子植物の中で最大のグループは針葉樹で、商業的価値の高いマツ、モミ、トウヒ、セコイアなどがこれに属しています。約 1 億 4500 万年前に現れた被子植物 (agiosperm) は、単子葉植物 (monocot) 、真正双子葉植物 (eudicot) 、モクレン類を含むいわゆる基部被子植物の 3 つのグループからなります。わたしたちが普通、最もよく目にする植物は被子植物です。現在約 37 万種類の被子植物が同定されています。さらに、分類学者によるコンピューター・モデリングによって、17,000 もの未記載種の存在が予測されています。

種子植物が獲得した最も顕著な形態的特徴は花です。そのため種子植物は顕花植物とも呼ばれます。

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