Informations

Quelle est cette plante ?

Quelle est cette plante ?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

J'aime beaucoup cette plante - je me demande juste quel est son nom (peut-être genre + espèce). Je pense que cette plante pousse dans la forêt tropicale humide de Malaisie.

Aucune suggestion?

Merci!


Je ne suis pas botaniste, mais cela ressemble beaucoup à un jeune bananier (Musa sp.) pour moi. Le genre est originaire d'Asie du Sud-Est et il existe de nombreuses espèces sauvages. Il existe également quelques autres genres similaires dans la famille des bananiers (Musaceae).

Raisons pour lesquelles je pense au bananier : la plante a des feuilles en forme de langue avec des pétioles assez courts, et les feuilles ont des veines horizontales claires, non ramifiées et des déchirures horizontales (communes sur les bananiers). Les feuilles proviennent d'un seul méristème apical et sont dispersées (pas en rangées distinctes par exemple). Les bananiers ont également des pseudo-troncs, faits de gaines de feuilles emballées, mais la tige ne peut pas être vue sur votre photo. Voici une page web sur la morphologie du bananier, si vous souhaitez obtenir plus d'informations.

Quelques exemples:


Biologie végétale

Les plantes sont des organismes fondamentaux à la fois dans nos écosystèmes terrestres et dans nos chaînes alimentaires. Les chercheurs du Whitehead Institute mettent en lumière les subtilités de la biologie végétale afin de fournir des informations sur le développement des plantes qui pourraient contribuer à l'amélioration du rendement des cultures et à la sécurité alimentaire mondiale découvrir des médicaments dérivés des plantes et d'autres produits naturels précieux et améliorer notre compréhension fondamentale des processus biologiques, y compris la régulation des gènes et le repliement des protéines.

Len Rubenstein/Institut Whitehead

L'Institut a apporté de nombreuses contributions percutantes dans le domaine de la biologie végétale. Au cours des dernières années, nos chercheurs ont contribué à établir Arabidopsis thaliana comme organisme modèle principal pour la recherche sur les plantes. Maintenant, ils découvrent les subtilités de la régulation des gènes et de son héritabilité, en utilisant les connaissances des plantes issues de la médecine traditionnelle pour découvrir des médicaments modernes dérivés de la nature, et en fournissant de nombreuses informations importantes sur la biologie des plantes et les façons dont la génétique et la biochimie végétales peuvent être exploitées. .

L'étude du développement des plantes est nécessaire pour comprendre notre chaîne alimentaire. La pierre angulaire de l'alimentation humaine est un tissu végétal appelé endosperme, qui régule le flux de nutriments vers un embryon dans une graine, tout comme le placenta humain modère le flux de nutrition d'une mère à un fœtus. Nous mangeons de l'endosperme sous de nombreuses formes, y compris les cultures céréalières, le maïs et le riz, et des informations sur la biologie de l'endosperme peuvent éclairer les questions relatives à l'approvisionnement alimentaire mondial, telles que la manière d'augmenter la taille des graines et leur contenu nutritionnel.

Institut Jing-Ke Weng/Whitehead

Dans les enquêtes de nos chercheurs sur le développement des plantes, un objectif important est de savoir comment les plantes transmettent des traits de manière épigénétique. L'hérédité épigénétique se produit lorsque la progéniture hérite de traits non par les gènes eux-mêmes, mais plutôt par des étiquettes chimiques qui se fixent à l'ADN et régulent l'expression des gènes - ou par d'autres formes héréditaires de régulation des gènes. L'hérédité épigénétique est courante chez les plantes et contribue à des caractéristiques telles que la taille des graines et le temps qu'il faut à une graine pour mûrir, deux questions pertinentes pour l'agriculture.

Avec l'aimable autorisation de Colin Kim/Institut Whitehead

Les plantes utilisent des voies métaboliques spécialisées pour créer des molécules qui peuvent attirer les pollinisateurs, protéger les plantes des parasites et aider les plantes à prospérer. Bon nombre des molécules que les plantes ont développées pour elles-mêmes sont également utiles aux humains. Les gens utilisent les plantes dans les médicaments traditionnels à base de plantes depuis des milliers d'années, et les chercheurs ont découvert l'utilité des métabolites des plantes en tant que chimiothérapies, antiviraux et médicaments pour la santé mentale. Nos chercheurs étudient le métabolisme des plantes afin de découvrir une chimie végétale utile et d'identifier les gènes responsables de la production de produits chimiques utiles.

Len Rubenstein/Institut Whitehead

L'Institut Whitehead innove dans les méthodes d'accès à la biochimie végétale sans taxer les ressources naturelles, car la récolte de molécules d'intérêt à partir de plantes n'est pas toujours une tâche simple, les plantes peuvent être à croissance lente et difficiles à cultiver à grande échelle, ou risquent d'être surexploitées dans la nature . Nos chercheurs ont développé des procédés pour identifier les gènes dans une plante qui produisent une molécule d'intérêt et transférer ces gènes dans des organismes comme la levure ou les bactéries qui peuvent produire plus efficacement la molécule. Ces processus peuvent également être utilisés pour modifier des molécules présentes dans les plantes afin d'inventer des molécules nouvelles dans la nature avec des propriétés médicinales améliorées comme une toxicité réduite ou un taux d'absorption accru.


Contenu

Botanique primitive Modifier

Il existe des preuves que les humains utilisaient des plantes il y a 10 000 ans dans la vallée de la rivière Little Tennessee, généralement comme bois de chauffage ou comme nourriture. [6] La botanique a pour origine l'herboristerie, l'étude et l'utilisation des plantes pour leurs propriétés médicinales. [7] La ​​première histoire enregistrée de la botanique comprend de nombreux écrits anciens et classifications de plantes. Des exemples de premiers travaux botaniques ont été trouvés dans des textes anciens de l'Inde datant d'avant 1100 avant notre ère, [8] [9] Égypte ancienne, [10] dans des écrits archaïques d'Avestan, et dans des travaux de Chine prétendument antérieurs à 221 avant notre ère. [8] [11]

La botanique moderne remonte à la Grèce antique en particulier à Théophraste (vers 371-287 avant notre ère), un étudiant d'Aristote qui a inventé et décrit plusieurs de ses principes et est largement considéré dans la communauté scientifique comme le "père de la botanique". [12] Ses œuvres majeures, Enquête sur les plantes et Sur les causes des plantes, constituent les contributions les plus importantes à la science botanique jusqu'au Moyen Âge, près de dix-sept siècles plus tard. [12] [13]

Un autre travail de la Grèce antique qui a eu un impact précoce sur la botanique est De la matière médicale, une encyclopédie en cinq volumes sur la phytothérapie écrite au milieu du premier siècle par le médecin et pharmacologue grec Pedanius Dioscorides. De la matière médicale a été largement lu pendant plus de 1 500 ans. [14] Les contributions importantes du monde musulman médiéval incluent Ibn Wahshiyya Agriculture nabatéenne, Abū Ḥanīfa Dīnawarī (828–896) le Livre des plantes, et Ibn Bassal La classification des sols. Au début du 13ème siècle, Abu al-Abbas al-Nabati et Ibn al-Baitar (d. 1248) ont écrit sur la botanique d'une manière systématique et scientifique. [15] [16] [17]

Au milieu du XVIe siècle, des jardins botaniques ont été fondés dans un certain nombre d'universités italiennes. Le jardin botanique de Padoue en 1545 est généralement considéré comme le premier à être encore à son emplacement d'origine. Ces jardins ont continué la valeur pratique des premiers "jardins physiques", souvent associés aux monastères, dans lesquels les plantes étaient cultivées à des fins médicales. Ils ont soutenu la croissance de la botanique en tant que matière académique. Des conférences ont été données sur les plantes cultivées dans les jardins et leurs utilisations médicales ont été démontrées. Les jardins botaniques sont arrivés beaucoup plus tard en Europe du Nord. Le premier en Angleterre fut le jardin botanique de l'Université d'Oxford en 1621. Tout au long de cette période, la botanique est restée fermement subordonnée à la médecine. [18]

Le médecin allemand Leonhart Fuchs (1501-1566) était l'un des « trois pères allemands de la botanique », avec le théologien Otto Brunfels (1489-1534) et le médecin Hieronymus Bock (1498-1554) (également appelé Hieronymus Tragus). [19] [20] Fuchs et Brunfels ont rompu avec la tradition de copier des travaux antérieurs pour faire leurs propres observations originales. Bock a créé son propre système de classification des plantes.

Le médecin Valerius Cordus (1515-1544) est l'auteur d'une plante à base de plantes botaniquement et pharmacologiquement importante. Historia Plantarum en 1544 et une pharmacopée d'une importance durable, le Dispensatoire en 1546. [21] Le naturaliste Conrad von Gesner (1516-1565) et l'herboriste John Gerard (1545-vers 1611) ont publié des herbals couvrant les usages médicinaux des plantes. Le naturaliste Ulisse Aldrovandi (1522–1605) était considéré comme le père de l'histoire naturelle, qui comprenait l'étude des plantes. En 1665, en utilisant un premier microscope, le mathématicien Robert Hooke a découvert des cellules, un terme qu'il a inventé, dans le liège, et peu de temps après dans le tissu végétal vivant. [22]

Début de la botanique moderne Modifier

Au cours du XVIIIe siècle, des systèmes d'identification des plantes ont été développés comparables aux clés dichotomiques, où les plantes non identifiées sont placées dans des groupes taxonomiques (par exemple, la famille, le genre et l'espèce) en faisant une série de choix entre des paires de caractères. Le choix et la séquence des caractères peuvent être artificiels dans les clés conçues uniquement pour l'identification (clés de diagnostic) ou plus étroitement liés à l'ordre naturel ou phylétique des taxons dans les clés synoptiques. [23] Au XVIIIe siècle, de nouvelles plantes à étudier arrivaient en Europe en nombre croissant en provenance des pays nouvellement découverts et des colonies européennes du monde entier. En 1753, Carl von Linné (Carl Linnaeus) a publié son Species Plantarum, une classification hiérarchique des espèces végétales qui reste la référence pour la nomenclature botanique moderne. Cela a établi un schéma de nommage binomial ou en deux parties standardisé où le premier nom représentait le genre et le second identifiait l'espèce au sein du genre. [24] Aux fins d'identification, le Systema Sexuale classaient les plantes en 24 groupes selon le nombre de leurs organes sexuels mâles. Le 24ème groupe, Cryptogamie, comprenait toutes les plantes dont les organes reproducteurs étaient cachés, les mousses, les hépatiques, les fougères, les algues et les champignons. [25]

La connaissance croissante de l'anatomie, de la morphologie et des cycles de vie des plantes a conduit à la prise de conscience qu'il y avait plus d'affinités naturelles entre les plantes que le système sexuel artificiel de Linné. Adanson (1763), de Jussieu (1789) et Candolle (1819) ont tous proposé divers systèmes naturels alternatifs de classification qui regroupaient les plantes en utilisant un plus large éventail de caractères communs et étaient largement suivis. Le système Candollean reflétait ses idées sur la progression de la complexité morphologique et le système ultérieur de Bentham & Hooker, qui était influent jusqu'au milieu du XIXe siècle, a été influencé par l'approche de Candolle. La publication par Darwin du L'origine des espèces en 1859 et son concept de descendance commune a nécessité des modifications au système Candollean pour refléter les relations évolutives par opposition à la simple similitude morphologique. [26]

La botanique a été fortement stimulée par l'apparition du premier manuel "moderne", celui de Matthias Schleiden Grundzüge der Wissenschaftlichen Botanik, publié en anglais en 1849 sous le titre Principes de la botanique scientifique. [27] Schleiden était un microscopiste et un des premiers anatomistes des plantes qui a co-fondé la théorie cellulaire avec Theodor Schwann et Rudolf Virchow et a été parmi les premiers à saisir la signification du noyau cellulaire qui avait été décrit par Robert Brown en 1831. [28 ] En 1855, Adolf Fick a formulé les lois de Fick qui ont permis le calcul des taux de diffusion moléculaire dans les systèmes biologiques. [29]

Botanique moderne tardive Modifier

S'appuyant sur la théorie de l'hérédité gène-chromosome issue de Gregor Mendel (1822-1884), August Weismann (1834-1914) a prouvé que l'hérédité ne se fait que par les gamètes. Aucune autre cellule ne peut transmettre les caractères hérités. [30] Les travaux de Katherine Esau (1898-1997) sur l'anatomie végétale restent un fondement majeur de la botanique moderne. Ses livres Anatomie végétale et Anatomie des plantes à graines sont des textes clés de la biologie structurale des plantes depuis plus d'un demi-siècle. [31] [32]

La discipline de l'écologie végétale a été lancée à la fin du XIXe siècle par des botanistes tels qu'Eugenius Warming, qui a émis l'hypothèse que les plantes forment des communautés, et son mentor et successeur Christen C. Raunkiær dont le système de description des formes de vie végétale est toujours utilisé aujourd'hui. Le concept selon lequel la composition des communautés végétales telles que les forêts tempérées de feuillus change par un processus de succession écologique a été développé par Henry Chandler Cowles, Arthur Tansley et Frederic Clements. Clements est crédité de l'idée de la végétation climacique comme la végétation la plus complexe qu'un environnement puisse supporter et Tansley a introduit le concept d'écosystèmes à la biologie. [33] [34] [35] En s'appuyant sur les travaux antérieurs étendus d'Alphonse de Candolle, Nikolai Vavilov (1887-1943) a produit des comptes rendus de la biogéographie, des centres d'origine et de l'histoire évolutive des plantes économiques. [36]

Depuis le milieu des années 1960 en particulier, des progrès ont été réalisés dans la compréhension de la physique des processus physiologiques des plantes tels que la transpiration (le transport de l'eau dans les tissus végétaux), la dépendance à la température des taux d'évaporation de l'eau à la surface des feuilles et la diffusion moléculaire de l'eau. vapeur et dioxyde de carbone à travers les ouvertures des stomates. Ces développements, couplés à de nouvelles méthodes de mesure de la taille des ouvertures stomatiques et du taux de photosynthèse ont permis une description précise des taux d'échange gazeux entre les plantes et l'atmosphère. [37] [38] Les innovations dans l'analyse statistique par Ronald Fisher, [39] Frank Yates et d'autres à la station expérimentale de Rothamsted ont facilité la conception expérimentale rationnelle et l'analyse des données dans la recherche botanique. [40] La découverte et l'identification des hormones végétales auxines par Kenneth V. Thimann en 1948 ont permis la régulation de la croissance des plantes par des produits chimiques appliqués de l'extérieur. Frederick Campion Steward a été le pionnier des techniques de micropropagation et de culture de tissus végétaux contrôlées par des hormones végétales. [41] L'acide auxine synthétique 2,4-Dichlorophenoxyacetic ou 2,4-D était l'un des premiers herbicides synthétiques commerciaux. [42]

Les développements du 20ème siècle en biochimie végétale ont été conduits par des techniques modernes d'analyse chimique organique, telles que la spectroscopie, la chromatographie et l'électrophorèse. Avec l'essor des approches biologiques connexes à l'échelle moléculaire de la biologie moléculaire, de la génomique, de la protéomique et de la métabolomique, la relation entre le génome végétal et la plupart des aspects de la biochimie, de la physiologie, de la morphologie et du comportement des plantes peut être soumise à une analyse expérimentale détaillée. [43] Le concept initialement énoncé par Gottlieb Haberlandt en 1902 [44] selon lequel toutes les cellules végétales sont totipotentes et peuvent être cultivées in vitro a finalement permis l'utilisation expérimentale du génie génétique pour éliminer un gène ou des gènes responsables d'un trait spécifique, ou pour ajouter des gènes tels que la GFP qui signalent quand un gène d'intérêt est exprimé. Ces technologies permettent l'utilisation biotechnologique de plantes entières ou de cultures de cellules végétales cultivées dans des bioréacteurs pour synthétiser des pesticides, des antibiotiques ou d'autres produits pharmaceutiques, ainsi que l'application pratique de cultures génétiquement modifiées conçues pour des caractères tels que l'amélioration du rendement. [45]

La morphologie moderne reconnaît un continuum entre les principales catégories morphologiques de racine, tige (caulome), feuille (phyllome) et trichome. [46] En outre, il met l'accent sur les dynamiques structurelles. [47] La ​​systématique moderne vise à refléter et à découvrir les relations phylogénétiques entre les plantes. [48] ​​[49] [50] [51] La phylogénétique moléculaire moderne ignore largement les caractères morphologiques, en s'appuyant sur les séquences d'ADN comme données. L'analyse moléculaire des séquences d'ADN de la plupart des familles de plantes à fleurs a permis au Groupe de phylogénie des angiospermes de publier en 1998 une phylogénie des plantes à fleurs, répondant à de nombreuses questions sur les relations entre les familles et les espèces d'angiospermes. [52] La possibilité théorique d'une méthode pratique d'identification des espèces végétales et des variétés commerciales par code-barres ADN fait l'objet de recherches actives en cours. [53] [54]

L'étude des plantes est vitale car elles sous-tendent presque toute la vie animale sur Terre en générant une grande partie de l'oxygène et de la nourriture qui fournissent aux humains et aux autres organismes la respiration aérobie avec l'énergie chimique dont ils ont besoin pour exister. Les plantes, les algues et les cyanobactéries sont les principaux groupes d'organismes qui effectuent la photosynthèse, un processus qui utilise l'énergie de la lumière du soleil pour convertir l'eau et le dioxyde de carbone [55] en sucres qui peuvent être utilisés à la fois comme source d'énergie chimique et de molécules organiques. qui sont utilisés dans les composants structurels des cellules. [56] En tant que sous-produit de la photosynthèse, les plantes libèrent de l'oxygène dans l'atmosphère, un gaz dont presque tous les êtres vivants ont besoin pour effectuer la respiration cellulaire. De plus, ils ont une influence sur les cycles mondiaux du carbone et de l'eau et les racines des plantes lient et stabilisent les sols, empêchant ainsi l'érosion des sols. [57] Les plantes sont cruciales pour l'avenir de la société humaine car elles fournissent de la nourriture, de l'oxygène, des médicaments et des produits aux personnes, ainsi qu'elles créent et préservent le sol. [58]

Historiquement, tous les êtres vivants étaient classés comme animaux ou plantes [59] et la botanique couvrait l'étude de tous les organismes non considérés comme des animaux. [60] Les botanistes examinent à la fois les fonctions internes et les processus au sein des organites végétaux, des cellules, des tissus, des plantes entières, des populations végétales et des communautés végétales. A chacun de ces niveaux, un botaniste peut être concerné par la classification (taxonomie), la phylogénie et l'évolution, la structure (anatomie et morphologie) ou la fonction (physiologie) de la vie végétale. [61]

La définition la plus stricte de « plante » comprend uniquement les « plantes terrestres » ou embryophytes, qui comprennent les plantes à graines (gymnospermes, y compris les pins et les plantes à fleurs) et les cryptogames à spores libres, y compris les fougères, les lycopodes, les hépatiques, les hornworts et les mousses. Les embryophytes sont des eucaryotes multicellulaires descendants d'un ancêtre qui a obtenu son énergie de la lumière du soleil par photosynthèse. Ils ont des cycles de vie avec une alternance de phases haploïdes et diploïdes. La phase sexuelle haploïde des embryophytes, connue sous le nom de gamétophyte, nourrit le sporophyte embryonnaire diploïde en développement dans ses tissus pendant au moins une partie de sa vie, [62] même dans les plantes à graines, où le gamétophyte lui-même est nourri par son sporophyte parent. [63] D'autres groupes d'organismes qui ont été précédemment étudiés par les botanistes comprennent les bactéries (maintenant étudiées en bactériologie), les champignons (mycologie) - y compris les champignons formant des lichens (lichénologie), les algues non chlorophytes (phycologie) et les virus (virologie). Cependant, l'attention est toujours accordée à ces groupes par les botanistes, et les champignons (y compris les lichens) et les protistes photosynthétiques sont généralement couverts dans les cours d'introduction à la botanique. [64] [65]

Les paléobotanistes étudient les plantes anciennes dans les archives fossiles pour fournir des informations sur l'histoire évolutive des plantes. Les cyanobactéries, les premiers organismes photosynthétiques libérant de l'oxygène sur Terre, auraient donné naissance à l'ancêtre des plantes en entrant dans une relation endosymbiotique avec un eucaryote précoce, devenant finalement les chloroplastes des cellules végétales. Les nouvelles plantes photosynthétiques (ainsi que leurs algues apparentées) ont accéléré l'augmentation de l'oxygène atmosphérique déclenchée par les cyanobactéries, transformant l'ancienne atmosphère sans oxygène et réductrice en une atmosphère dans laquelle l'oxygène libre est abondant depuis plus de 2 milliards d'années. [66] [67]

Parmi les questions botaniques importantes du 21e siècle figurent le rôle des plantes en tant que producteurs primaires dans le cycle mondial des ingrédients de base de la vie : énergie, carbone, oxygène, azote et eau, et les façons dont notre gérance des plantes peut aider à résoudre les problèmes environnementaux mondiaux de gestion des ressources, conservation, sécurité alimentaire humaine, organismes biologiquement envahissants, séquestration du carbone, changement climatique et durabilité. [68]

Nutrition humaine Modifier

Pratiquement tous les aliments de base proviennent soit directement de la production primaire par les plantes, soit indirectement des animaux qui les mangent. [69] Les plantes et autres organismes photosynthétiques sont à la base de la plupart des chaînes alimentaires car ils utilisent l'énergie du soleil et les nutriments du sol et de l'atmosphère, les convertissant en une forme utilisable par les animaux. C'est ce que les écologistes appellent le premier niveau trophique. [70] Les formes modernes des principaux aliments de base, tels que le chanvre, le teff, le maïs, le riz, le blé et d'autres graminées céréalières, les légumineuses, les bananes et les plantains, [71] ainsi que le chanvre, le lin et le coton cultivés pour leurs fibres, sont le résultat d'une sélection préhistorique sur des milliers d'années parmi les plantes ancestrales sauvages présentant les caractéristiques les plus recherchées. [72]

Les botanistes étudient comment les plantes produisent de la nourriture et comment augmenter les rendements, par exemple grâce à la sélection végétale, ce qui rend leur travail important pour la capacité de l'humanité à nourrir le monde et à assurer la sécurité alimentaire des générations futures. [73] Les botanistes étudient également les mauvaises herbes, qui constituent un problème considérable en agriculture, ainsi que la biologie et le contrôle des agents pathogènes des plantes dans l'agriculture et les écosystèmes naturels. [74] L'ethnobotanique est l'étude des relations entre les plantes et les hommes. Lorsqu'elle est appliquée à l'enquête sur les relations historiques entre les plantes et les peuples, l'ethnobotanique peut être appelée archéobotanique ou paléoethnobotanique. [75] Certaines des premières relations plante-homme sont nées entre les peuples autochtones du Canada en identifiant les plantes comestibles des plantes non comestibles. [76] Cette relation que les indigènes entretiennent avec les plantes a été enregistrée par les ethnobotanistes. [76]

La biochimie végétale est l'étude des processus chimiques utilisés par les plantes. Certains de ces processus sont utilisés dans leur métabolisme primaire comme le cycle photosynthétique de Calvin et le métabolisme de l'acide crassulacéen. [77] D'autres fabriquent des matériaux spécialisés comme la cellulose et la lignine utilisées pour construire leur corps, et des produits secondaires comme les résines et les composés aromatiques.

Les plantes et divers autres groupes d'eucaryotes photosynthétiques connus collectivement sous le nom d'« algues » possèdent des organites uniques appelés chloroplastes. On pense que les chloroplastes descendent de cyanobactéries qui ont formé des relations endosymbiotiques avec d'anciens ancêtres des plantes et des algues. Les chloroplastes et les cyanobactéries contiennent le pigment bleu-vert chlorophylle une. [78] Chlorophylle une (ainsi que sa cousine spécifique aux plantes et aux algues vertes, la chlorophylle b) [a] absorbe la lumière dans les parties bleu-violet et orange/rouge du spectre tout en réfléchissant et en transmettant la lumière verte que nous considérons comme la couleur caractéristique de ces organismes. L'énergie de la lumière rouge et bleue absorbée par ces pigments est utilisée par les chloroplastes pour fabriquer des composés carbonés riches en énergie à partir de dioxyde de carbone et d'eau par photosynthèse oxygénée, un processus qui génère de l'oxygène moléculaire (O2) en tant que sous-produit.

L'énergie lumineuse captée par la chlorophylle une est initialement sous la forme d'électrons (et plus tard d'un gradient de protons) qui est utilisé pour fabriquer des molécules d'ATP et de NADPH qui stockent et transportent temporairement l'énergie. Leur énergie est utilisée dans les réactions indépendantes de la lumière du cycle de Calvin par l'enzyme rubisco pour produire des molécules du sucre à 3 carbones glycéraldéhyde 3-phosphate (G3P). Le glycéraldéhyde 3-phosphate est le premier produit de la photosynthèse et la matière première à partir de laquelle le glucose et presque toutes les autres molécules organiques d'origine biologique sont synthétisés. Une partie du glucose est convertie en amidon qui est stocké dans le chloroplaste. [82] L'amidon est la réserve d'énergie caractéristique de la plupart des plantes terrestres et des algues, tandis que l'inuline, un polymère de fructose, est utilisée dans le même but dans la famille du tournesol Asteraceae. Une partie du glucose est convertie en saccharose (sucre de table commun) pour être exporté vers le reste de la plante.

Contrairement aux animaux (qui manquent de chloroplastes), les plantes et leurs parents eucaryotes ont délégué de nombreux rôles biochimiques à leurs chloroplastes, notamment la synthèse de tous leurs acides gras [83] [84] et de la plupart des acides aminés. [85] Les acides gras fabriqués par les chloroplastes sont utilisés pour de nombreuses choses, comme fournir du matériau pour construire les membranes cellulaires et fabriquer la cutine polymère qui se trouve dans la cuticule de la plante qui protège les plantes terrestres du dessèchement. [86]

Les plantes synthétisent un certain nombre de polymères uniques comme les molécules de polysaccharide cellulose, pectine et xyloglucane [87] à partir desquelles la paroi cellulaire des plantes terrestres est construite. [88] Les plantes terrestres vasculaires fabriquent de la lignine, un polymère utilisé pour renforcer les parois cellulaires secondaires des trachéides et des vaisseaux du xylème afin de les empêcher de s'effondrer lorsqu'une plante aspire de l'eau à travers elles en cas de stress hydrique. La lignine est également utilisée dans d'autres types de cellules comme les fibres de sclérenchyme qui fournissent un support structurel à une plante et est un constituant majeur du bois. La sporopollénine est un polymère chimiquement résistant présent dans les parois cellulaires externes des spores et du pollen des plantes terrestres, responsable de la survie des premières spores des plantes terrestres et du pollen des plantes à graines dans les archives fossiles. Il est largement considéré comme un marqueur du début de l'évolution des plantes terrestres au cours de la période ordovicienne. [89] La concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère est aujourd'hui beaucoup plus faible qu'elle ne l'était lorsque les plantes ont émergé sur terre pendant les périodes ordovicienne et silurienne. De nombreux monocotylédones comme le maïs et l'ananas et certaines dicotylédones comme les Asteraceae ont depuis développé indépendamment [90] des voies comme le métabolisme de l'acide crassulacéen et le C4 voie de fixation du carbone pour la photosynthèse qui évite les pertes résultant de la photorespiration dans le C le plus courant3 voie de fixation du carbone. Ces stratégies biochimiques sont propres aux plantes terrestres.

Médecine et matériaux Modifier

La phytochimie est une branche de la biochimie végétale qui s'intéresse principalement aux substances chimiques produites par les plantes au cours du métabolisme secondaire. [91] Certains de ces composés sont des toxines telles que l'alcaloïde coniine de la pruche. D'autres, telles que l'huile essentielle de menthe poivrée et l'huile de citron, sont utiles pour leur arôme, en tant qu'arômes et épices (par exemple, la capsaïcine), et en médecine en tant que produits pharmaceutiques comme dans l'opium du pavot à opium. De nombreuses drogues médicinales et récréatives, telles que le tétrahydrocannabinol (ingrédient actif du cannabis), la caféine, la morphine et la nicotine proviennent directement des plantes. D'autres sont de simples dérivés de produits naturels botaniques. Par exemple, l'analgésique aspirine est l'ester acétylique de l'acide salicylique, à l'origine isolé de l'écorce des saules, [92] et une large gamme d'analgésiques opiacés comme l'héroïne sont obtenus par modification chimique de la morphine obtenue à partir du pavot à opium. [93] Les stimulants populaires proviennent des plantes, comme la caféine du café, du thé et du chocolat, et la nicotine du tabac. La plupart des boissons alcoolisées proviennent de la fermentation de produits végétaux riches en glucides tels que l'orge (bière), le riz (saké) et le raisin (vin). [94] Les Amérindiens ont utilisé diverses plantes comme moyens de traiter la maladie pendant des milliers d'années. [95] Cette connaissance que les Amérindiens ont sur les plantes a été enregistrée par les enthnobotanistes et a ensuite été utilisée par les sociétés pharmaceutiques comme moyen de découverte de médicaments. [96]

Les plantes peuvent synthétiser des colorants et des pigments colorés utiles tels que les anthocyanes responsables de la couleur rouge du vin rouge, la soudure jaune et le pastel bleu utilisés ensemble pour produire le vert Lincoln, l'indoxyle, source du colorant bleu indigo traditionnellement utilisé pour teindre le denim et les pigments de l'artiste gamboge et garance rose. Le sucre, l'amidon, le coton, le lin, le chanvre, certains types de cordes, le bois et les panneaux de particules, le papyrus et le papier, les huiles végétales, la cire et le caoutchouc naturel sont des exemples de matériaux commercialement importants fabriqués à partir de tissus végétaux ou de leurs produits secondaires. Le charbon de bois, une forme pure de carbone obtenue par pyrolyse du bois, a une longue histoire en tant que combustible pour la fusion des métaux, en tant que matériau filtrant et adsorbant et en tant que matériau d'artiste et est l'un des trois ingrédients de la poudre à canon. La cellulose, le polymère organique le plus abondant au monde, [97] peut être convertie en énergie, carburants, matériaux et matières premières chimiques. Les produits à base de cellulose comprennent la rayonne et la cellophane, la colle à papier peint, le biobutanol et le coton gun. La canne à sucre, le colza et le soja sont quelques-unes des plantes à teneur en sucre ou en huile hautement fermentescible qui sont utilisées comme sources de biocarburants, des alternatives importantes aux combustibles fossiles, tels que le biodiesel. [98] Sweetgrass a été utilisé par les Amérindiens pour éloigner les insectes comme les moustiques. [99] Ces propriétés anti-insectes du foin d'odeur ont été trouvées plus tard par l'American Chemical Society dans les molécules phytol et coumarine. [99]

L'écologie végétale est la science des relations fonctionnelles entre les plantes et leurs habitats - les environnements où elles terminent leur cycle de vie. Les écologistes végétaux étudient la composition des flores locales et régionales, leur biodiversité, leur diversité génétique et leur fitness, l'adaptation des plantes à leur environnement et leurs interactions compétitives ou mutualistes avec d'autres espèces. [100] Certains écologistes s'appuient même sur des données empiriques provenant de peuples autochtones et recueillies par des ethnobotanistes. [101] Cette information peut relayer une grande quantité d'informations sur la façon dont la terre était autrefois il y a des milliers d'années et comment elle a changé au cours de cette période. [101] Les objectifs de l'écologie végétale sont de comprendre les causes de leurs modèles de distribution, de leur productivité, de leur impact environnemental, de leur évolution et de leurs réponses aux changements environnementaux. [102]

Les plantes dépendent de certains facteurs édaphiques (sol) et climatiques de leur environnement mais peuvent également modifier ces facteurs. Par exemple, ils peuvent modifier l'albédo de leur environnement, augmenter l'interception des eaux de ruissellement, stabiliser les sols minéraux et développer leur contenu organique, et affecter la température locale. Les plantes rivalisent avec d'autres organismes dans leur écosystème pour les ressources. [103] [104] Ils interagissent avec leurs voisins à diverses échelles spatiales en groupes, populations et communautés qui constituent collectivement la végétation. Les régions avec des types de végétation caractéristiques et des plantes dominantes ainsi que des facteurs abiotiques et biotiques, un climat et une géographie similaires constituent des biomes comme la toundra ou la forêt tropicale humide. [105]

Les herbivores mangent des plantes, mais les plantes peuvent se défendre et certaines espèces sont parasites voire carnivores. D'autres organismes forment des relations mutuellement bénéfiques avec les plantes. Par exemple, les champignons mycorhiziens et les rhizobiums fournissent aux plantes des nutriments en échange de nourriture, les fourmis sont recrutées par les plantes fourmis pour fournir une protection, [107] les abeilles, les chauves-souris et d'autres animaux pollinisent les fleurs [108] [109] et les humains et autres animaux [ 110] agissent comme des vecteurs de dispersion pour propager les spores et les graines.

Plantes, changement climatique et environnemental Modifier

Les réactions des plantes au climat et à d'autres changements environnementaux peuvent éclairer notre compréhension de la façon dont ces changements affectent la fonction et la productivité des écosystèmes. Par exemple, la phénologie végétale peut être un indicateur utile de la température en climatologie historique et de l'impact biologique du changement climatique et du réchauffement climatique. La palynologie, l'analyse des dépôts de pollen fossile dans les sédiments datant de milliers ou de millions d'années permet de reconstituer les climats passés. [111] Estimations du CO atmosphérique
2 concentrations depuis le Paléozoïque ont été obtenues à partir des densités stomatiques et des formes et tailles des feuilles de plantes terrestres anciennes. [112] L'appauvrissement de la couche d'ozone peut exposer les plantes à des niveaux plus élevés de rayonnement ultraviolet B (UV-B), entraînant des taux de croissance plus faibles. [113] De plus, les informations provenant d'études sur l'écologie des communautés, la systématique des plantes et la taxonomie sont essentielles pour comprendre le changement de végétation, la destruction de l'habitat et l'extinction des espèces. [114]

L'héritage chez les plantes suit les mêmes principes fondamentaux de la génétique que dans d'autres organismes multicellulaires. Gregor Mendel a découvert les lois génétiques de l'hérédité en étudiant des traits hérités tels que la forme dans Pisum sativum (pois). Ce que Mendel a appris en étudiant les plantes a eu des avantages considérables en dehors de la botanique. De même, des « gènes sauteurs » ont été découverts par Barbara McClintock alors qu'elle étudiait le maïs. [115] Nevertheless, there are some distinctive genetic differences between plants and other organisms.

Species boundaries in plants may be weaker than in animals, and cross species hybrids are often possible. A familiar example is peppermint, Mentha × piperita, a sterile hybrid between Mentha aquatique and spearmint, Mentha spicata. [116] The many cultivated varieties of wheat are the result of multiple inter- and intra-specific crosses between wild species and their hybrids. [117] Angiosperms with monoecious flowers often have self-incompatibility mechanisms that operate between the pollen and stigma so that the pollen either fails to reach the stigma or fails to germinate and produce male gametes. [118] This is one of several methods used by plants to promote outcrossing. [119] In many land plants the male and female gametes are produced by separate individuals. These species are said to be dioecious when referring to vascular plant sporophytes and dioicous when referring to bryophyte gametophytes. [120]

Unlike in higher animals, where parthenogenesis is rare, asexual reproduction may occur in plants by several different mechanisms. The formation of stem tubers in potato is one example. Particularly in arctic or alpine habitats, where opportunities for fertilisation of flowers by animals are rare, plantlets or bulbs, may develop instead of flowers, replacing sexual reproduction with asexual reproduction and giving rise to clonal populations genetically identical to the parent. This is one of several types of apomixis that occur in plants. Apomixis can also happen in a seed, producing a seed that contains an embryo genetically identical to the parent. [121]

Most sexually reproducing organisms are diploid, with paired chromosomes, but doubling of their chromosome number may occur due to errors in cytokinesis. This can occur early in development to produce an autopolyploid or partly autopolyploid organism, or during normal processes of cellular differentiation to produce some cell types that are polyploid (endopolyploidy), or during gamete formation. An allopolyploid plant may result from a hybridisation event between two different species. Both autopolyploid and allopolyploid plants can often reproduce normally, but may be unable to cross-breed successfully with the parent population because there is a mismatch in chromosome numbers. These plants that are reproductively isolated from the parent species but live within the same geographical area, may be sufficiently successful to form a new species. [122] Some otherwise sterile plant polyploids can still reproduce vegetatively or by seed apomixis, forming clonal populations of identical individuals. [122] Durum wheat is a fertile tetraploid allopolyploid, while bread wheat is a fertile hexaploid. The commercial banana is an example of a sterile, seedless triploid hybrid. Common dandelion is a triploid that produces viable seeds by apomictic seed.

As in other eukaryotes, the inheritance of endosymbiotic organelles like mitochondria and chloroplasts in plants is non-Mendelian. Chloroplasts are inherited through the male parent in gymnosperms but often through the female parent in flowering plants. [123]

Génétique moléculaire Modifier

A considerable amount of new knowledge about plant function comes from studies of the molecular genetics of model plants such as the Thale cress, Arabidopsis thaliana, a weedy species in the mustard family (Brassicaceae). [91] The genome or hereditary information contained in the genes of this species is encoded by about 135 million base pairs of DNA, forming one of the smallest genomes among flowering plants. Arabidopsis was the first plant to have its genome sequenced, in 2000. [124] The sequencing of some other relatively small genomes, of rice (Oryza sativa) [125] and Brachypodium distachyon, [126] has made them important model species for understanding the genetics, cellular and molecular biology of cereals, grasses and monocots generally.

Model plants such as Arabidopsis thaliana are used for studying the molecular biology of plant cells and the chloroplast. Ideally, these organisms have small genomes that are well known or completely sequenced, small stature and short generation times. Corn has been used to study mechanisms of photosynthesis and phloem loading of sugar in C4 les plantes. [127] The single celled green alga Chlamydomonas reinhardtii, while not an embryophyte itself, contains a green-pigmented chloroplast related to that of land plants, making it useful for study. [128] A red alga Cyanidioschyzon merolae has also been used to study some basic chloroplast functions. [129] Spinach, [130] peas, [131] soybeans and a moss Physcomitrella patens are commonly used to study plant cell biology. [132]

Agrobacterium tumefaciens, a soil rhizosphere bacterium, can attach to plant cells and infect them with a callus-inducing Ti plasmid by horizontal gene transfer, causing a callus infection called crown gall disease. Schell and Van Montagu (1977) hypothesised that the Ti plasmid could be a natural vector for introducing the Nif gene responsible for nitrogen fixation in the root nodules of legumes and other plant species. [133] Today, genetic modification of the Ti plasmid is one of the main techniques for introduction of transgenes to plants and the creation of genetically modified crops.

Epigenetics Edit

Epigenetics is the study of heritable changes in gene function that cannot be explained by changes in the underlying DNA sequence [134] but cause the organism's genes to behave (or "express themselves") differently. [135] One example of epigenetic change is the marking of the genes by DNA methylation which determines whether they will be expressed or not. Gene expression can also be controlled by repressor proteins that attach to silencer regions of the DNA and prevent that region of the DNA code from being expressed. Epigenetic marks may be added or removed from the DNA during programmed stages of development of the plant, and are responsible, for example, for the differences between anthers, petals and normal leaves, despite the fact that they all have the same underlying genetic code. Epigenetic changes may be temporary or may remain through successive cell divisions for the remainder of the cell's life. Some epigenetic changes have been shown to be heritable, [136] while others are reset in the germ cells.

Epigenetic changes in eukaryotic biology serve to regulate the process of cellular differentiation. During morphogenesis, totipotent stem cells become the various pluripotent cell lines of the embryo, which in turn become fully differentiated cells. A single fertilised egg cell, the zygote, gives rise to the many different plant cell types including parenchyma, xylem vessel elements, phloem sieve tubes, guard cells of the epidermis, etc. as it continues to divide. The process results from the epigenetic activation of some genes and inhibition of others. [137]

Unlike animals, many plant cells, particularly those of the parenchyma, do not terminally differentiate, remaining totipotent with the ability to give rise to a new individual plant. Exceptions include highly lignified cells, the sclerenchyma and xylem which are dead at maturity, and the phloem sieve tubes which lack nuclei. While plants use many of the same epigenetic mechanisms as animals, such as chromatin remodelling, an alternative hypothesis is that plants set their gene expression patterns using positional information from the environment and surrounding cells to determine their developmental fate. [138]

Epigenetic changes can lead to paramutations, which do not follow the Mendelian heritage rules. These epigenetic marks are carried from one generation to the next, with one allele inducing a change on the other. [139]

The chloroplasts of plants have a number of biochemical, structural and genetic similarities to cyanobacteria, (commonly but incorrectly known as "blue-green algae") and are thought to be derived from an ancient endosymbiotic relationship between an ancestral eukaryotic cell and a cyanobacterial resident. [140] [141] [142] [143]

The algae are a polyphyletic group and are placed in various divisions, some more closely related to plants than others. There are many differences between them in features such as cell wall composition, biochemistry, pigmentation, chloroplast structure and nutrient reserves. The algal division Charophyta, sister to the green algal division Chlorophyta, is considered to contain the ancestor of true plants. [144] The Charophyte class Charophyceae and the land plant sub-kingdom Embryophyta together form the monophyletic group or clade Streptophytina. [145]

Nonvascular land plants are embryophytes that lack the vascular tissues xylem and phloem. They include mosses, liverworts and hornworts. Pteridophytic vascular plants with true xylem and phloem that reproduced by spores germinating into free-living gametophytes evolved during the Silurian period and diversified into several lineages during the late Silurian and early Devonian. Representatives of the lycopods have survived to the present day. By the end of the Devonian period, several groups, including the lycopods, sphenophylls and progymnosperms, had independently evolved "megaspory" – their spores were of two distinct sizes, larger megaspores and smaller microspores. Their reduced gametophytes developed from megaspores retained within the spore-producing organs (megasporangia) of the sporophyte, a condition known as endospory. Seeds consist of an endosporic megasporangium surrounded by one or two sheathing layers (integuments). The young sporophyte develops within the seed, which on germination splits to release it. The earliest known seed plants date from the latest Devonian Famennian stage. [146] [147] Following the evolution of the seed habit, seed plants diversified, giving rise to a number of now-extinct groups, including seed ferns, as well as the modern gymnosperms and angiosperms. [148] Gymnosperms produce "naked seeds" not fully enclosed in an ovary modern representatives include conifers, cycads, Ginkgo, and Gnetales. Angiosperms produce seeds enclosed in a structure such as a carpel or an ovary. [149] [150] Ongoing research on the molecular phylogenetics of living plants appears to show that the angiosperms are a sister clade to the gymnosperms. [151]

Plant physiology encompasses all the internal chemical and physical activities of plants associated with life. [152] Chemicals obtained from the air, soil and water form the basis of all plant metabolism. The energy of sunlight, captured by oxygenic photosynthesis and released by cellular respiration, is the basis of almost all life. Photoautotrophs, including all green plants, algae and cyanobacteria gather energy directly from sunlight by photosynthesis. Heterotrophs including all animals, all fungi, all completely parasitic plants, and non-photosynthetic bacteria take in organic molecules produced by photoautotrophs and respire them or use them in the construction of cells and tissues. [153] Respiration is the oxidation of carbon compounds by breaking them down into simpler structures to release the energy they contain, essentially the opposite of photosynthesis. [154]

Molecules are moved within plants by transport processes that operate at a variety of spatial scales. Subcellular transport of ions, electrons and molecules such as water and enzymes occurs across cell membranes. Minerals and water are transported from roots to other parts of the plant in the transpiration stream. Diffusion, osmosis, and active transport and mass flow are all different ways transport can occur. [155] Examples of elements that plants need to transport are nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, and sulfur. In vascular plants, these elements are extracted from the soil as soluble ions by the roots and transported throughout the plant in the xylem. Most of the elements required for plant nutrition come from the chemical breakdown of soil minerals. [156] Sucrose produced by photosynthesis is transported from the leaves to other parts of the plant in the phloem and plant hormones are transported by a variety of processes.

Plant hormones Edit

Plants are not passive, but respond to external signals such as light, touch, and injury by moving or growing towards or away from the stimulus, as appropriate. Tangible evidence of touch sensitivity is the almost instantaneous collapse of leaflets of Mimosa pudica, the insect traps of Venus flytrap and bladderworts, and the pollinia of orchids. [158]

The hypothesis that plant growth and development is coordinated by plant hormones or plant growth regulators first emerged in the late 19th century. Darwin experimented on the movements of plant shoots and roots towards light [159] and gravity, and concluded "It is hardly an exaggeration to say that the tip of the radicle . . acts like the brain of one of the lower animals . . directing the several movements". [160] About the same time, the role of auxins (from the Greek auxéine, to grow) in control of plant growth was first outlined by the Dutch scientist Frits Went. [161] The first known auxin, indole-3-acetic acid (IAA), which promotes cell growth, was only isolated from plants about 50 years later. [162] This compound mediates the tropic responses of shoots and roots towards light and gravity. [163] The finding in 1939 that plant callus could be maintained in culture containing IAA, followed by the observation in 1947 that it could be induced to form roots and shoots by controlling the concentration of growth hormones were key steps in the development of plant biotechnology and genetic modification. [164]

Cytokinins are a class of plant hormones named for their control of cell division (especially cytokinesis). The natural cytokinin zeatin was discovered in corn, Zea mays, and is a derivative of the purine adenine. Zeatin is produced in roots and transported to shoots in the xylem where it promotes cell division, bud development, and the greening of chloroplasts. [165] [166] The gibberelins, such as Gibberelic acid are diterpenes synthesised from acetyl CoA via the mevalonate pathway. They are involved in the promotion of germination and dormancy-breaking in seeds, in regulation of plant height by controlling stem elongation and the control of flowering. [167] Abscisic acid (ABA) occurs in all land plants except liverworts, and is synthesised from carotenoids in the chloroplasts and other plastids. It inhibits cell division, promotes seed maturation, and dormancy, and promotes stomatal closure. It was so named because it was originally thought to control abscission. [168] Ethylene is a gaseous hormone that is produced in all higher plant tissues from methionine. It is now known to be the hormone that stimulates or regulates fruit ripening and abscission, [169] [170] and it, or the synthetic growth regulator ethephon which is rapidly metabolised to produce ethylene, are used on industrial scale to promote ripening of cotton, pineapples and other climacteric crops.

Another class of phytohormones is the jasmonates, first isolated from the oil of Jasminum grandiflorum [171] which regulates wound responses in plants by unblocking the expression of genes required in the systemic acquired resistance response to pathogen attack. [172]

In addition to being the primary energy source for plants, light functions as a signalling device, providing information to the plant, such as how much sunlight the plant receives each day. This can result in adaptive changes in a process known as photomorphogenesis. Phytochromes are the photoreceptors in a plant that are sensitive to light. [173]

Plant anatomy is the study of the structure of plant cells and tissues, whereas plant morphology is the study of their external form. [174] All plants are multicellular eukaryotes, their DNA stored in nuclei. [175] [176] The characteristic features of plant cells that distinguish them from those of animals and fungi include a primary cell wall composed of the polysaccharides cellulose, hemicellulose and pectin, [177] larger vacuoles than in animal cells and the presence of plastids with unique photosynthetic and biosynthetic functions as in the chloroplasts. Other plastids contain storage products such as starch (amyloplasts) or lipids (elaioplasts). Uniquely, streptophyte cells and those of the green algal order Trentepohliales [178] divide by construction of a phragmoplast as a template for building a cell plate late in cell division. [82]

The bodies of vascular plants including clubmosses, ferns and seed plants (gymnosperms and angiosperms) generally have aerial and subterranean subsystems. The shoots consist of stems bearing green photosynthesising leaves and reproductive structures. The underground vascularised roots bear root hairs at their tips and generally lack chlorophyll. [180] Non-vascular plants, the liverworts, hornworts and mosses do not produce ground-penetrating vascular roots and most of the plant participates in photosynthesis. [181] The sporophyte generation is nonphotosynthetic in liverworts but may be able to contribute part of its energy needs by photosynthesis in mosses and hornworts. [182]

The root system and the shoot system are interdependent – the usually nonphotosynthetic root system depends on the shoot system for food, and the usually photosynthetic shoot system depends on water and minerals from the root system. [180] Cells in each system are capable of creating cells of the other and producing adventitious shoots or roots. [183] Stolons and tubers are examples of shoots that can grow roots. [184] Roots that spread out close to the surface, such as those of willows, can produce shoots and ultimately new plants. [185] In the event that one of the systems is lost, the other can often regrow it. In fact it is possible to grow an entire plant from a single leaf, as is the case with plants in Streptocarpus sect. Saintpaulia, [186] or even a single cell – which can dedifferentiate into a callus (a mass of unspecialised cells) that can grow into a new plant. [183] In vascular plants, the xylem and phloem are the conductive tissues that transport resources between shoots and roots. Roots are often adapted to store food such as sugars or starch, [180] as in sugar beets and carrots. [185]

Stems mainly provide support to the leaves and reproductive structures, but can store water in succulent plants such as cacti, food as in potato tubers, or reproduce vegetatively as in the stolons of strawberry plants or in the process of layering. [187] Leaves gather sunlight and carry out photosynthesis. [188] Large, flat, flexible, green leaves are called foliage leaves. [189] Gymnosperms, such as conifers, cycads, Ginkgo, and gnetophytes are seed-producing plants with open seeds. [190] Angiosperms are seed-producing plants that produce flowers and have enclosed seeds. [149] Woody plants, such as azaleas and oaks, undergo a secondary growth phase resulting in two additional types of tissues: wood (secondary xylem) and bark (secondary phloem and cork). All gymnosperms and many angiosperms are woody plants. [191] Some plants reproduce sexually, some asexually, and some via both means. [192]

Although reference to major morphological categories such as root, stem, leaf, and trichome are useful, one has to keep in mind that these categories are linked through intermediate forms so that a continuum between the categories results. [193] Furthermore, structures can be seen as processes, that is, process combinations. [47]

Systematic botany is part of systematic biology, which is concerned with the range and diversity of organisms and their relationships, particularly as determined by their evolutionary history. [194] It involves, or is related to, biological classification, scientific taxonomy and phylogenetics. Biological classification is the method by which botanists group organisms into categories such as genera or species. Biological classification is a form of scientific taxonomy. Modern taxonomy is rooted in the work of Carl Linnaeus, who grouped species according to shared physical characteristics. These groupings have since been revised to align better with the Darwinian principle of common descent – grouping organisms by ancestry rather than superficial characteristics. While scientists do not always agree on how to classify organisms, molecular phylogenetics, which uses DNA sequences as data, has driven many recent revisions along evolutionary lines and is likely to continue to do so. The dominant classification system is called Linnaean taxonomy. It includes ranks and binomial nomenclature. The nomenclature of botanical organisms is codified in the International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (ICN) and administered by the International Botanical Congress. [195] [196]

Kingdom Plantae belongs to Domain Eukarya and is broken down recursively until each species is separately classified. The order is: Kingdom Phylum (or Division) Class Order Family Genus (plural genres) Species. The scientific name of a plant represents its genus and its species within the genus, resulting in a single worldwide name for each organism. [196] For example, the tiger lily is Lilium columbianum. Lilium is the genus, and columbianum the specific epithet. The combination is the name of the species. When writing the scientific name of an organism, it is proper to capitalise the first letter in the genus and put all of the specific epithet in lowercase. Additionally, the entire term is ordinarily italicised (or underlined when italics are not available). [197] [198] [199]

The evolutionary relationships and heredity of a group of organisms is called its phylogeny. Phylogenetic studies attempt to discover phylogenies. The basic approach is to use similarities based on shared inheritance to determine relationships. [200] As an example, species of Pereskia are trees or bushes with prominent leaves. They do not obviously resemble a typical leafless cactus such as an Échinocactus. However, both Pereskia et Échinocactus have spines produced from areoles (highly specialised pad-like structures) suggesting that the two genera are indeed related. [201] [202]

Judging relationships based on shared characters requires care, since plants may resemble one another through convergent evolution in which characters have arisen independently. Some euphorbias have leafless, rounded bodies adapted to water conservation similar to those of globular cacti, but characters such as the structure of their flowers make it clear that the two groups are not closely related. The cladistic method takes a systematic approach to characters, distinguishing between those that carry no information about shared evolutionary history – such as those evolved separately in different groups (homoplasies) or those left over from ancestors (plesiomorphies) – and derived characters, which have been passed down from innovations in a shared ancestor (apomorphies). Only derived characters, such as the spine-producing areoles of cacti, provide evidence for descent from a common ancestor. The results of cladistic analyses are expressed as cladograms: tree-like diagrams showing the pattern of evolutionary branching and descent. [203]

From the 1990s onwards, the predominant approach to constructing phylogenies for living plants has been molecular phylogenetics, which uses molecular characters, particularly DNA sequences, rather than morphological characters like the presence or absence of spines and areoles. The difference is that the genetic code itself is used to decide evolutionary relationships, instead of being used indirectly via the characters it gives rise to. Clive Stace describes this as having "direct access to the genetic basis of evolution." [204] As a simple example, prior to the use of genetic evidence, fungi were thought either to be plants or to be more closely related to plants than animals. Genetic evidence suggests that the true evolutionary relationship of multicelled organisms is as shown in the cladogram below – fungi are more closely related to animals than to plants. [205]

In 1998, the Angiosperm Phylogeny Group published a phylogeny for flowering plants based on an analysis of DNA sequences from most families of flowering plants. As a result of this work, many questions, such as which families represent the earliest branches of angiosperms, have now been answered. [52] Investigating how plant species are related to each other allows botanists to better understand the process of evolution in plants. [206] Despite the study of model plants and increasing use of DNA evidence, there is ongoing work and discussion among taxonomists about how best to classify plants into various taxa. [207] Technological developments such as computers and electron microscopes have greatly increased the level of detail studied and speed at which data can be analysed. [208]


Bioseparation Engineering

1. INTRODUCTION

For a successful biologies plant, the following elements should be validated: facilities, utilities, equipments (supporting and manufacturing), manufacturing processes (including cleaning), test methods, final product, and computer systems. Validation is defined as “to establish documented evidence which provides a high degree of assurance that a specific process will consistently produce a product meeting its predetermined specifications and quality characteristics, i.e., identity, strength, purity, stability, and safety”[l]. Thus, the four key elements of validation are documentation, process specificity, product specificity, and quality. The significance of process validation and its important aspects have been adequately described in the literature [2,3] .

Bioprocess validation is based on the 'product-by-process' concept, i.e., the quality of a biological product is strongly affected by a manufacturing process employed to produce it [1] . Successful bioprocess validation means presenting clearly and fully the documented evidence that a specific process claims to achieve certain quality attributes of a specific product. It is viewed as a solid foundation for cGMP for quality assurance [4] .

Generally, process validation consists of the sequential procedures for the validation of the equipments used for the process, i.e., IQ (installation qualification) and OQ (operational qualification), followed by the validation of the process itself, PQ (performance qualification). Process chromatography is probably the most widely used bioseparation unit operation in biologies manufacturing [5] . It is primarily used in the final purification steps for impurities removal and/or product fractionation.


Topics of Plant Physiology

The topics of plant physiology given by the official syllabus of NEET exam are clearly demarcated under separate chapters in NCERT textbook. As the NCERT textbooks are the foundation of NEET exam and are a must-read to grasp upon the concepts, we shall go by those chapters mentioned in NCERT textbook for class 11.

Crack JEE 2021 with JEE/NEET Online Preparation Program


Plant Biology | SIU

The Plant Biology Program offers Undergraduate and Graduate degrees for students interested in the scientific study of plants. The faculty maintains expertise in plant anatomy, biodiversity, conservation, ecology, evolution, morphology, phylogeny, physiology, phytochemistry, and systematics.

Interim Director:  Andrew Wood
Director of Graduate Studies:  David Gibson
Director of Undergraduate Studies:  Sedonia Sipes

Life Science II, Room Number 420, Mail Code 6509,
Carbondale, IL 62901,  USA
P: + 618-536-2331 | F: + 618-453-3441


Vegetative Reproduction

Vegetative reproduction is a form of asexual reproduction where a new individual (plantlet) develops from the vegetative parts of the plant (roots stem etc). As such, gametes/sex cells are not involved. Here, it is worth noting that some of the plants that use this mode of reproduction are also capable of reproducing sexually.

Some of the plants that use this mode of reproduction include:

Given that vegetative reproduction/propagation involves growing new plants from parts of the older plant (roots, stem, and buds, etc) some of the techniques used for propagation include:

· Greffage - Joining shoot part (scion) of a plant onto a lower part (stem or root) of the same or different type of plant (the stock) for continued growth of the scion.

· Bourgeonnant - Is similar to grafting but involves the use of an axillary bud. Here, the axillary bud is joined to the stock for continued growth. As in grafting, budding tends to be successful in cases where the two sections are closely related (e.g. orange and lemon plants).

· Air layering (Marcotting) - A technique used to stimulate root production. Here, a wounded (cut) section of the plant is wrapped using moist sphagnum moss. A Black paper or aluminum foil is then used to cover the moss in order to prevent sunscald and conserve moisture. The plant takes several weeks of a few months to produce roots.

· Boutures - Another technique that is used to produce new plants from parts of a given plant. Here, a small part is obtained from a plant and grown to produce a new plant. This may involve using such parts as a piece of the plant stem or leaf (with a bud) to grow a new plant when grown in soil. This technique has been used to successfully grow such plants as grapes and bougainvillea.


What will you find at the Plant Biology 2021 Worldwide Summit?

The Plant Biology Annual meeting is brought to you by the Program Committee of ASPB, the American Society of Plant Biologists. Here’s just a sample of what you’ll find here.

World renowned speakers – The program will provide a rich mix of scientific content from all over the world in plenary talks and concurrent symposia.

Virtual posters – The online environment provides the opportunity for poster presenters to expand the content of their posters with video and other enhanced features, while continuing to network via live chat.

Professional development and other topical workshops providing participatory experiences facilitated by many plant scientists from our community.

A content-rich exhibitor showcase – To help you find the tools and technologies you need for your research while visiting with vendors in real-time.

Group Networking and social activities – A variety of structured and ad hoc opportunities for small-group networking, group discussions and fun ways to connect with fellow scientists at all career levels.

One-on-one networking. After you register, please fill out your online profile as you’ll see several ways to find others in your specific field or geographic location, for example.

All of these features can be accessed through your computer, tablet, or smartphone. Find answers to any technical questions here [COMING SOON!].


Types of Plants

Charophytes

Bryophytes are nonvascular land plants. They do not have vascular tissue, which is tissue that transports water and nutrients. They are found both on land and in water. Common examples of bryophytes are mosses, liverworts, and hornworts. Bryophytes are generally very similar to algae in their lack of a vascular system. They do have parts similar to roots, stems, and leaves, but these are not the true roots, stems, and leaves found in vascular plants. Liverworts were probably the first land plants to evolve. Hornworts have features of both algae and plants, and mosses, the most well-known bryophytes, are the members of this group that are most similar to vascular plants.

Seedless Vascular Plants

Seedless vascular plants produce embryos that are not protected by seeds. Instead, they reproduce via spores. Members of this group include ferns, horsetails, quillworts, clubmosses, and spikemosses. These plants used to be called pteridophytes, but this turned out to be an inaccurate group because ferns and horsetails are more closely related to seed plants than to quillworts, clubmosses, and spikemosses. Seedless vascular plants flourished during the Devonian period and in Carboniferous forests.

Gymnospermes

Gymnosperms include conifers and related plants like ginkgoes and cycads. Gymnosperms have “naked seeds” their seeds are not contained within an ovary as in flowering plants. Instead, their seeds grow on the surface of leaves, or in the case of conifers, modified structures like cones. The most common example of a gymnosperm is probably the pine tree and its pinecones. Ginkgoes are also well known for being essentially unchanged from ancient ginkgo plants found in fossils from 270 million years ago.

Angiospermes

Les angiospermes sont des plantes à fleurs. They are the most widespread plants today, and over 295,000 different species are known. Their reproductive organs are flowers, which have male parts like stamen and pollen, and female parts like the pistil. When flowers are pollinated, fruits develop containing seeds. Angiosperms have more complex vascular tissue than gymnosperms do.


What is this plant? - La biologie

Plants are living organisms that cover much of the land of planet Earth. You see them everywhere. They include grass, trees, flowers, bushes, ferns, mosses, and more. Plants are members of the kingdom plantae.

What makes a plant a plant?

  • Most plants make their own food through a process called photosynthesis.
  • Plants have a cuticle, meaning they have a waxy layer on their surface that protects them and keeps them from drying out.
  • They have eukaryotic cells with rigid cell walls.
  • They reproduce with spores or with sex cells.

Plant cells are composed of rigid cell walls made of cellulose, chloroplasts (which help with photosynthesis), a nucleus, and large vacuoles filled with water.

One of the most important functions of most plants is photosynthesis. Plants use photosynthesis to create energy directly from sunlight. You can go here to learn more about photosynthesis.

  • Vascular - These plants have specific tissues that help to move materials such as water through the plant. They are further divided into non-flowering plants and flowering plants. Most of the organisms you probably think of as plants, such as trees, bushes, and flowers, fit into this group.
  • Nonvascular - These are smaller plants, such as mosses, that use diffusion and osmosis to move material through the plant.

The three basic parts of most vascular plants are the leaf, the stem, and the roots.

Leaf - The leaf is an organ of a plant that is specialized for photosynthesis. Leaves capture energy from sunlight as well as collect carbon dioxide from the air. Many leaves are flat and thin in order to catch as much sunlight as possible. However, leaves come in many different shapes including long skinny needles that are found on pine trees.

Stem - The stem is the main structure that supports leaves and flowers. Stems have vascular tissues that move food and water around the plant to help it grow. Plants often store food in their stems.

Roots - The roots of a plant grow underground. Roots help to keep the plant from falling over and gather water and minerals from the soil. Some plants store food in their roots. The two major types of roots are fibrous roots and taproots. Taproots tend to have one major root that grows very deep, while fibrous roots have many roots that grow in all directions.


Voir la vidéo: Quelle est cette plante ETRANGE!!!??!?!?! (Mai 2022).


Commentaires:

  1. Xola

    Je vous conseille de rechercher le site Web avec les articles sur le sujet qui vous intéresse.

  2. Adar

    Merci pour le conseil, comment puis-je vous remercier?

  3. Jean

    Je peux vous donner une consultation pour cette question. Ensemble, nous pouvons arriver à la bonne réponse.

  4. Plat

    Je connais une autre solution

  5. Stearn

    I am final, I am sorry, but you could not give more information.



Écrire un message