Planter: definition, egenskaber, fotosyntese og typer

Opdag planter: definition, egenskaber, fotosyntese og typer. Fra klorofyl og blade til rødder — over 350.000 arter og botanikens nøgleprocesser.

Planter er en af fem store grupper (kongeriger) af levende væsener. De er autotrofe eukaryoter, hvilket betyder, at de har komplekse celler og fremstiller deres egen føde. Normalt kan de ikke bevæge sig (bortset fra vækst).

Planter omfatter velkendte typer som træer, urter, buske, græsser, vinranker, bregner, mosser og grønne alger. Den videnskabelige undersøgelse af planter, kendt som botanik, har identificeret omkring 350.000 eksisterende (levende) plantearter. Svampe og ikke-grønne alger klassificeres ikke som planter.

De fleste planter vokser i jorden, med stængler i luften og rødder under overfladen. Nogle flyder på vand. Roddelen optager vand og nogle af de næringsstoffer, som planten har brug for for at leve og vokse. Disse klatrer op ad stænglen og når frem til bladene. Fordampningen af vand fra porerne i bladene trækker vand gennem planten. Dette kaldes transpiration.

En plante har brug for sollys, kuldioxid, mineraler og vand for at lave føde ved hjælp af fotosyntese. Et grønt stof i planter kaldet klorofyl opfanger den energi fra solen, der er nødvendig for at lave mad. Klorofyl findes mest i bladene, i plastider, som findes inde i bladcellerne. Bladet kan betragtes som en fødevarefabrik. Planternes blade varierer i form og størrelse, men de er altid det planteorgan, der er bedst egnet til at opfange solenergi. Når maden er fremstillet i bladet, transporteres den til andre dele af planten, f.eks. stængler og rødder.

Ordet "plante" kan også betyde, at man sætter noget i jorden. Landmænd planter f.eks. frø på marken.

Egenskaber og opbygning

Planter har flere karakteristiske træk, som adskiller dem fra andre organismer:

• Cellestruktur: Planter er eukaryote og deres celler har cellemembran, cellevæg af cellulose og ofte vakuoler. Mange planteceller indeholder plastider (herunder kloroplaster), hvor fotosyntesen foregår.
• Autotrofi: De kan producere organiske næringsstoffer selv ved hjælp af fotosyntese (de fleste), ved at omdanne lysenergi til kemisk energi.
• Organisering: De har typisk rod, stængel og blade som grundlæggende organer. Blomster, frugter og frø findes hos mange grupper (især de blomstrende planter).
• Ledningsvæv: I karplanter findes xylem (vands transport) og phloem (sukkertransport), som gør det muligt at bygge høje træer og effektivt fordele næring.

Fotosyntese — kort forklaring

Fotosyntese er processen, hvor planter (og nogle alger og bakterier) omdanner lysenergi til kemisk energi. Groft forenklet foregår det sådan:

• Planter optager kuldioxid (CO2) fra luften gennem små porer i bladene kaldet spalteåbninger (stomata) og vand fra jorden via rødderne.
• Klorofyl i kloroplasterne fanger solens energi og driver kemiske reaktioner, der omdanner CO2 og vand til sukker (glukose) og ilt (O2), som frigis til luften.
• En forenklet reaktionsligning: 6 CO2 + 6 H2O + lysenergi → C6H12O6 (sukker) + 6 O2.

Fotosyntese er ikke kun vigtig for plantens vækst: den producerer også ilt og er grundlaget for næsten al livsenergi i økosystemer.

Typer af planter

Planter kan inddeles på forskellige måder — her er en enkel oversigt over hovedgrupper:

• Ikke-karplanter (ikke-vasculære): F.eks. mosser. De mangler rigtigt ledningsvæv og er ofte små og fugtighedsafhængige.
• Karsporeplanter (seedless vascular plants): F.eks. bregner og nogle andre bregnelignende grupper. De har ledningsvæv, men formerer sig ved sporer.
• Nåletræer og andre nøgenfrøede (gymnospermer): Producerer frø, men ikke frugter — f.eks. fyr og gran.
• Blomstrende planter (angiospermer): Den mest artsrige gruppe, med frø indkapslet i frugter. Omfatter træer, urter, buske, græsser osv.

Reproduktion og livscyklus

Planter kan reproducere sig på flere måder:

• Seksuel formering: Involverer befrugtning af ægcelle med sædcelle (enten ved sporer hos sporeplanter eller frø hos frøplanter). Hos blomstrende planter sker ofte bestøvning med hjælp fra insekter, dyr, vind eller vand.
• Vegetativ formering: Afsnit af en plante (f.eks. stiklinger, rodudløbere, løg eller knolde) kan udvikle sig til en ny plante — en form for kloning.
• Skifte mellem generationer: Mange planter har to forskellige former (gametofyt og sporofyt) i deres livscyklus, kaldet generationsskifte. Hos mosser er gametofytten dominerende; hos blomstrende planter er sporofytten den synlige, dominerende form.

Økologi og betydning

Planter har afgørende roller i naturen:

• Primærproducenter: De danner basis for fødekæder ved at omdanne solenergi til føde.
• Iltdannelse: Fotosyntese producerer atmosfærisk ilt, som mange organismer er afhængige af.
• Kulstoflagring: Planter binder CO2 fra atmosfæren og hjælper med at regulere klimaet.
• Levesteder: Træer og andre planter skaber levesteder og føde for dyr, insekter og mikroorganismer.

Tilpasninger og eksempler

Planter har udviklet mange strategier for at leve under forskellige forhold:

• Ørkenplanter (sukkulenter): Har tykke blade eller stængler til at lagre vand, tynd bladflade eller torne for at reducere fordampning.
• Akvatiske planter: Flydende eller neddykkede former med porøse rødder og bløde stængler tilpasset vandmiljøer.
• Epifytter: Planter der vokser på andre planter (fx mange orkideer), får vand og næring fra luften og regnvand.
• Tiltrækning af bestøvere: Mange blomster har farver, dufte og nektar, som lokker insekter, fugle eller pattedyr til at hjælpe med bestøvning.

Anvendelser for mennesker

Planter er fundamentale for menneskers liv og kultur:

• Føde: Korn, frugter, grøntsager, nødder, olie- og sukkerplanter.
• Byggeri og trævarer: Tømmer til konstruktion, papir, møbler.
• Medicinalplanter: Mange lægemidler er udvundet af plantearter eller baseret på plantekemikalier.
• Landbrug og økonomi: Afgrøder og plantavl er grundlaget for fødevareproduktion og mange industrier.
• Æstetik og conservation: Park- og haveplanter, samt beskyttelse af truede arter og naturområder.

Bevarelse

Mange plantearter trues af habitatødelæggelse, invasive arter, klimaforandringer og overudnyttelse. Bevaringsindsatser omfatter beskyttelse af levesteder, dyrkning i botaniske haver, frøbanker og bæredygtig forvaltning af naturressourcer.

Samlet set er planter en utrolig varieret og væsentlig gruppe af organismer. De formerer landskaber, klima og livsbetingelser for utallige andre arter — inklusiv mennesker.

Den vegetabilske fødevarefabrik

I det mindste nogle planteceller indeholder fotosyntetiske organeller (plastider), som gør dem i stand til at lave føde til sig selv. Med sollys, vand og kuldioxid fremstiller plastiderne sukkerstoffer, som er de grundlæggende molekyler, planten har brug for. Fri ilt (O₂ ) produceres som et biprodukt af fotosyntesen.

Senere i cellecytoplasmaet kan sukkerstofferne omdannes til aminosyrer til proteiner, nukleotider til DNA og RNA og kulhydrater som f.eks. stivelse. Denne proces kræver visse mineraler: kvælstof, kalium, fosfor, jern og magnesium.

Plantenæringsstoffer

Planteernæring er studiet af de kemiske elementer, der er nødvendige for plantevækst.

Makronæringsstoffer:

• N = Nitrogen (kulhydrater, aminosyrer og glykolipider)
• P = Fosfor (ATP og energi kredsløbet)
• K = Kalium (vandregulering, åbning og lukning af spalteåbninger hos visse plantearter)
• Ca = Calcium (transport af andre næringsstoffer)
• Mg = Magnesium (vigtig bestanddel af klorofyl, aktivator for forskellige enzymer)
• S = Svovl (nogle aminosyrer)
• Si = silicium (cellevægge)

Mikronæringsstoffer (sporstoffer) omfatter:

• Cl = klor (osmose og ionbalance)
• Fe = jern (fotosyntese og enzymatisk co-faktor)
• B = Bor (sukkertransport og celledeling)
• Mn = Mangan (opbygning af kloroplaster)
• Na = Natrium (forskellige)
• Zn = Zink (aktivator for mange enzymer)
• Cu = kobber (fotosyntese)
• Ni= nikkel (et enzym)
• Mo = molybdæn (enzymkofaktorer)

 
Kloroplaster synlige i cellerne hos Plagiomnium affine  

Blomstrende planters formering

Blomster og bestøvning

Blomster er kun det reproduktive organ hos blomstrende planter (Angiospermer). Blomsternes kronblade er ofte farvestrålende og duftende for at tiltrække insekter og andre bestøvere. Støvbladet er den mandlige del af planten. Den består af filamentet (en stilk), der holder støvknappen, som producerer pollen. Pollen er nødvendigt for, at planterne kan producere frø. Blomstens frugtlegeme er den kvindelige del af blomsten. Den øverste del af frugtbladet indeholder stigmaet. Stilen er stilen er halsen på frugtbladet. Æggestokken er det hævede område nederst i frugtbladet. Æggestokken producerer frøene. Bægerbladet er et blad, der beskytter blomsten som en knop.

Den måde, hvorpå pollen bevæger sig fra en blomst til en anden blomst, kaldes bestøvning. Denne overførsel kan ske på forskellige måder. Insekter som bier tiltrækkes af lyse, velduftende blomster. Når bierne går ind i blomsten for at samle nektar, klæber det pigede pollen fast til deres bagben. Det klæbrige stempel på en anden blomst fanger pollenet, når bien lander eller flyver i nærheden af den.

Nogle blomster bruger vinden til at transportere pollen. Deres dinglende støvdragere producerer masser af pollen, som er let nok til at blive båret af vinden. Deres blomster er normalt små og ikke særligt farvede. Disse blomsters stempler er fjerformede og hænger uden for blomsten for at fange pollenet, når det falder ned.

Rejsende med frø

En plante producerer mange sporer eller frø. Lavere planter som mos og bregner producerer sporer. Frøplanterne er Gymnospermer og Angiospermer. Hvis alle frøene faldt ned på jorden ved siden af planten, kunne området blive overfyldt. Der ville måske ikke være nok vand og mineraler til alle frøene. Frø har normalt en måde at komme til nye steder på. Nogle frø kan spredes med vinden eller med vand. Frø i saftige frugter spredes efter at være blevet spist. Nogle gange klæber frøene fast til dyr og spredes på den måde.

 
Forplantningsdele af påskelilje (Lilium longiflorum). 1. Stigma, 2. Stil, 3. Støvdragere, 4. Tråd, 5. Kronblad  

Fossiler

Spørgsmålet om de tidligste plantefossiler afhænger af, hvad man forstår ved ordet "plante".

1. Hvis vi med planter mener fototrofer, der bruger klorofyl, så er cyanobakterier i stromatolitter de første fossiler, der blev fundet for 3.450 millioner år siden (mya) i den arkæiske æon. Den bemærkelsesværdige præcision er mulig, fordi fossilerne var indlejret mellem lavastrømme, der kunne dateres præcist ud fra indlejrede zirkonkrystaller.
2. Hvis vi med planter mener alle algearter, så levede de tidligst kendte rødalger for 1,6 milliarder år siden. Fossiler af dem blev for nylig fundet i Indien.
3. Hvis vi med planter mener grønne planter, Viridiplantae, så er de første fossiler grønne alger. Dette er sandsynligvis flertallets holdning blandt professionelle botanikere. Der er overbevisende beviser for, at charofytgrønalger og embryofytter er monofytiske. Der er stadig to valgmuligheder:
1. Akritarker (en gruppe af mikrofossiler med organiske vægge) kan være reproduktive cyster af grønalger. Hvis det er tilfældet, er de til stede i neoproterozoikum, 1000 mya.
2. Ellers er der en stor stigning i antallet af planktonalger omkring 540 mya i kambrisk tid.
4. Hvis vi med planter mener landplanter, er de første fossiler fra Silur.

I Silur er der bevaret fossiler af hele planter, herunder lycophyten Baragwanathia. Fra Devon er der fundet detaljerede fossiler af rhyniofytter. Tidlige fossiler af disse gamle planter viser de enkelte celler i plantevævet. I Devon blev det første træ i de fossile optegnelser, Wattezia, udviklet. Dette bregnelignende træ havde en stamme med blade og producerede sporer.

Kulmålingerne er en vigtig kilde til palæozoiske plantefossiler, og der fandtes mange plantegrupper på dette tidspunkt. Kulminernes affaldsbunker er de bedste steder at indsamle; kul er i sig selv rester af forstenede planter, selv om de strukturelle detaljer i plantefossilerne sjældent er synlige i kul. I fossilskoven i Victoria Park i Glasgow findes stubbene af Lepidodendron-træer i deres oprindelige vækstpositioner.

 
Fylogenetisk plantetræ, der viser de vigtigste klader og traditionelle grupper. Monofyletiske grupper er sort og parafyletiske grupper er blå. Diagram i henhold til plantecellers symbiogenetiske oprindelse og fylogeni af alger, bryofytter, karplanter og blomstrende planter.  

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er planter?

Spørgsmål: Hvor mange plantearter er der identificeret?

Spørgsmål: Hvor vokser de fleste planter?

Spørgsmål: Hvad har en plante brug for for at leve og vokse?

Spørgsmål: Hvad er klorofyl?

Spørgsmål: Hvad er transpiration?

Spørgsmål: Hvad betyder "plante" ud over en type levende organisme?

Søg efter bogstav