Existem cerca de 380 milespécies de plantas conhecidas, das quais a maioria, cerca de 260 mil,produz sementes. Elas variam em tamanho, desde células individuais até asárvores mais altas. As plantas verdes fornecem uma proporção substancial do oxigênio molecular do mundo; os açúcares que elas produzem fornecem energia para a maioria dosecossistemas da Terra, e outrosorganismos, incluindo animais,se alimentam diretamente de plantas ou dependem de organismos que o fazem.
Tradicionalmente, todos os seres vivos eram classificados em dois grupos: plantas eanimais. Essa classificação remonta aAristóteles (384–322), que distinguiu diferentes níveis de seres em sua biologia,[2] com base no fato de os seres vivos possuírem uma "alma sensitiva" ou, como as plantas, apenas uma "alma vegetativa".[3]Teofrasto, aluno de Aristóteles, continuou seu trabalho em taxonomia e classificação vegetal.[4] Muito mais tarde,Linnaeus (1707-1778) criou a base do sistema moderno declassificação científica, mas manteve osreinos animal e vegetal, denominando o reino vegetal de Vegetabilia.[4]
Quando o nome Plantae ou planta é aplicado a um grupo específico de organismos outáxons, geralmente se refere a um dos quatro conceitos. Do menos abrangente ao mais abrangente, esses quatro agrupamentos são:
Nome(s)
Escopo
Organização
Descrição
Plantas terrestres, também conhecidas comoEmbriófitas.
As plantas no sentido mais estrito incluemhepáticas,antóceros,musgos eplantas vasculares, bem como plantas fósseis semelhantes a estes grupos sobreviventes (por exemplo, MetaphytaWhittaker, 1969,[5] PlantaeMargulis, 1971[6]).
Plantas verdes, também conhecidas comoViridiplantae, Viridiphyta, Chlorobionta ou Chloroplastida.
As plantas, em sentido estrito, incluem asalgas verdes e as plantas terrestres que surgiram a partir delas, incluindoas carófitas . As relações entre os grupos de plantas ainda estão sendo elucidadas, e os nomes que lhes são atribuídos variam consideravelmente. Oclado Viridiplantae abrange um grupo de organismos que possuemcelulose em suasparedes celulares, clorofilasa eb eplastídios delimitados por apenas duas membranas, capazes de realizar fotossíntese e armazenar amido. Este clado é o principal tema deste artigo (por exemplo, PlantaeCopeland, 1956[7]).
Archaeplastida, também conhecida como Plastida ou Primoplantae
As plantas, em sentido amplo, compreendem as plantas verdes listadas acima, além das algas vermelhas (Rhodophyta ) e das algas glaucófitas (Glaucophyta) que armazenamamido florídeo fora dosplastídeos, no citoplasma. Este clado inclui todos os organismos que, há eras, adquiriram seuscloroplastos primários diretamente por engolfarcianobactérias (por exemplo, PlantaeCavalier-Smith, 1981[8]).
As plantas, no sentido mais amplo, incluíam os grupos não relacionados dealgas,fungos ebactérias em classificações mais antigas e obsoletas (por exemplo, Plantae ou VegetabiliaLinnaeus 1751,[9] PlantaeHaeckel 1866,[10] MetaphytaHaeckel, 1894,[11] PlantaeWhittaker, 1969[5]).
A desmídiaCosmarium botrytis é unicelular.A sequoia costeiraSequoia sempervirens pode atingir até 380 feet (120 m) de altura.
Existem cerca de 382 milespécies de plantas reconhecidas,[12] das quais a grande maioria, cerca de 283 mil,produz sementes.[13] A tabela abaixo mostra algumas estimativas de contagem de espécies de diferentesdivisões de plantas verdes (Viridiplantae). Vários projetos estão atualmente tentando coletar registros de todos ostáxons de plantas em bancos de dados online, por exemplo, aWorld Flora Online.[12][14]
Os ancestrais das plantas terrestres evoluíram na água. Uma camada de algas se formou na terra 1,2 bilhão de anos atrás, mas foi somente noOrdoviciano, por volta de450 milhões de anos atrás, que as primeiras plantas terrestres apareceram, com um nível de organização semelhante ao das briófitas.[31][32] No entanto, fósseis de organismos comtalo achatado em rochaspré-cambrianas sugerem que eucariotos multicelulares de água doce existiram há mais de 1 bilhão de anos.[33]
As plantas terrestres primitivas começaram a se diversificar no final doSiluriano, por volta de420 milhões de anos atrás .Briófitas,licopódios esamambaias aparecem então no registro fóssil.[34] A anatomia das plantas primitivas é preservada em detalhes celulares em um conjunto de fósseis doDevoniano Inferior doCherte de Rhynie. Essas plantas primitivas foram preservadas por serem petrificadas emsílex formado em fontes termais vulcânicas ricas emsílica.[35]
Em 2019, foi proposta umafilogenia baseada emgenomas etranscriptomas de 1.153 espécies de plantas.[45] A classificação dos grupos de algas é apoiada por filogenias baseadas em genomas deMesostigmatophyceae e Chlorokybophyceae que foram sequenciados posteriormente. Tanto as "algas clorófitas" quanto as "algas estreptófitas" são tratadas comoparafiléticas (barras verticais ao lado do diagrama da árvore filogenética) nesta análise, visto que as plantas terrestres surgiram dentro desses grupos.[46][47] A classificação de Bryophyta é apoiada tanto por Putticket al. 2018,[48] quanto por filogenias envolvendo os genomas de antóceros que também foram sequenciados posteriormente.[49][50]
A maioria das plantas émulticelular. As células vegetaisdiferenciam-se em múltiplos tipos de células, formando tecidos como o tecido vascular comxilema efloema especializados nas nervuras das folhas ecaules, e órgãos com diferentes funções fisiológicas, comoraízes para absorver água e minerais, caules para sustentação e transporte de água e moléculas sintetizadas,folhas para fotossíntese eflores para reprodução.[52]
As plantasrealizam a fotossíntese, produzindo moléculas de alimento (açúcares) usando a energia obtida daluz. As células vegetais contêmclorofilas dentro de seus cloroplastos, que são pigmentos verdes usados para capturar a energia luminosa. A equação química completa da fotossíntese é:[53]
Isso faz com que as plantas liberemoxigênio naatmosfera. As plantas verdes fornecem uma proporção substancial do oxigênio molecular do mundo, juntamente com as contribuições das algas fotossintéticas e dascianobactérias.[54][55][56]
Plantas que adotaram secundariamente um estilo de vidaparasitário podem perder os genes envolvidos na fotossíntese e na produção de clorofila.[57]
O crescimento é determinado pela interação dogenoma de uma planta com seu ambiente físico e biótico.[58] Os fatores do ambiente físico ou abiótico incluemtemperatura,água, luz,dióxido de carbono enutrientes no solo.[59] Os fatores bióticos que afetam o crescimento das plantas incluem aglomeração, pastejo, bactérias e fungos simbióticos benéficos e ataques de insetos oudoenças de plantas.[60]
Geada e secas podem danificar ou matar as plantas. Algumas plantas possuem proteínas anticongelantes,proteínas de choque térmico e açúcares em seu citoplasma que lhes permitem tolerar esses estresses.[61] As plantas são continuamente expostas a uma série de estresses físicos e bióticos que causam danos ao DNA, mas elas podem tolerar e reparar grande parte desses danos.[62]
As plantas reproduzem-se para gerar descendentes, sejasexualmente, envolvendogametas, ouassexuadamente, envolvendo crescimento normal. Muitas plantas usam ambos os mecanismos.[63]
Na reprodução sexuada, as plantas apresentam ciclos de vida complexos que envolvem aalternância de gerações. Uma geração, oesporófito, que édiploide (com dois conjuntos decromossomos), dá origem à geração seguinte, ogametófito, que éhaploide (com um conjunto de cromossomos). Algumas plantas também se reproduzem assexuadamente por meio deesporos. Em algumas plantas sem flores, como os musgos, o gametófito sexual forma a maior parte da planta visível.[64] Nas plantas com sementes (gimnospermas e plantas com flores), o esporófito forma a maior parte da planta visível e o gametófito é muito pequeno. As plantas com flores se reproduzem sexuadamente por meio de flores, que contêm partes masculinas e femininas: estas podem estar na mesma flor (hermafrodita), emflores diferentes da mesma planta ouem plantas diferentes. Osestames produzemo pólen, que gera gametas masculinos que penetram noóvulo para fertilizar a oosfera do gametófito feminino. A fertilização ocorre dentro dosgineceus ouovários, que se desenvolvem emfrutos que contêmsementes. Os frutos podem ser dispersos inteiros ou podem se abrir e assementes dispersas individualmente.[65]
As plantas reproduzem-se assexuadamente através do crescimento de uma grande variedade de estruturas capazes de se desenvolverem em novas plantas. No caso mais simples, plantas como musgos ou hepáticas podem ser divididas em pedaços, cada um dos quais pode regenerar-se em plantas inteiras. A propagação de plantas com flor porestacas é um processo semelhante. Estruturas comoestolhos permitem que as plantas cresçam e cubram uma área, formando umclone. Muitas plantas desenvolvem estruturas de armazenamento de alimento, comotubérculos oubulbos, que podem se desenvolver em uma nova planta.[66]
Algumas plantas não floríferas, como muitas hepáticas, musgos e alguns licopódios, juntamente com algumas plantas floríferas, desenvolvem pequenos aglomerados de células chamados gêmulas que podem se desprender e crescer.[67][68]
As plantas utilizam receptores de reconhecimento de padrões para identificaragentes patogênicos, tais como bactérias que causam doenças nas plantas. Este reconhecimento desencadeia uma resposta protetora. Os primeiros receptores deste tipo foram identificados noarroz[69] e naArabidopsis thaliana.[70]
As plantas possuem alguns dos maioresgenomas de todos os organismos.[71] O maior genoma vegetal (em termos de número degenes) é o dotrigo (Triticum aestivum), que se prevê codificar ≈94 mil genes[72] e, portanto, quase 5 vezes mais do que ogenoma humano. O primeiro genoma vegetal sequenciado foi o daArabidopsis thaliana, que codifica cerca de 25,5 mil genes.[73] Em termos de sequência de DNA pura, o menor genoma publicado é o dautricularia (Utricularia gibba), com 82 Mb (embora ainda codifique 28,5 mil genes),[74] enquanto o maior, doespruce-da-noruega (Picea abies), estende-se por mais de 19,6 Gb (codificando cerca de 28,3 mil genes).[75]
As plantas estão distribuídas por quase todo o mundo. Embora habitem muitosbiomas que podem ser divididos em uma infinidade deecorregiões,[76] apenas as plantas resistentes da flora antártica, constituídas por algas, musgos,hepáticas,líquenes e apenas duas plantas com flor, adaptaram-se às condições predominantes naquele continente austral.[77]
As plantas são frequentemente o componente físico e estrutural dominante dos habitats onde ocorrem. Muitos dos biomas daTerra são nomeados de acordo com o tipo de vegetação, porque as plantas são os organismos dominantes nesses biomas, comopradaria,savana efloresta tropical.[78]
A fotossíntese realizada por plantas terrestres e algas é a fonte primária de energia e matéria orgânica em quase todos os ecossistemas. A fotossíntese, inicialmente realizada porcianobactérias e posteriormente poreucariotos fotossintéticos, alterou radicalmente a composição da atmosfera anóxica da Terra primitiva, que, como resultado, agora contém 21% deoxigênio. Os animais e a maioria dos outros organismos sãoaeróbicos, dependendo do oxigênio; aqueles que não dependem estão confinados aambientes anaeróbicos relativamente raros. As plantas são os produtores primários na maioria dos ecossistemas terrestres e formam a base dacadeia alimentar nesses ecossistemas.[79] As plantas representam cerca de 80% dabiomassa mundial, com cerca de 450 gigatoneladas de carbono.[80]
Vários animais coevoluíram com as plantas; as plantas com flores desenvolveramsíndromes de polinização, conjuntos de características florais que favorecem sua reprodução. Muitos, incluindoinsetos e pássaros sãopolinizadores, visitando flores e transferindo pólen acidentalmente em troca de alimento na forma de pólen ounéctar.[81]
Muitos animaisdispersam sementes adaptadas evolutvamente para tal dispersão. Algumas frutas oferecem camadas externas nutritivas que atraem animais, enquanto as sementes são adaptadas para sobreviver à passagem pelo trato digestivo do animal; outras possuem ganchos que lhes permitem se fixar na pelagem de um mamífero.[82]Mirmecófitas são plantas que coevoluíram comformigas. A planta fornece abrigo e, às vezes, alimento para as formigas. Em troca, as formigas defendem a planta deherbívoros e, às vezes, de plantas concorrentes. Os excrementos das formigas servem comofertilizante orgânico.[83]
A maioria das espécies de plantas possui fungos associados aos seus sistemas radiculares em umasimbiosemutualística conhecida comomicorriza. Os fungos ajudam as plantas a obter água e nutrientes minerais do solo, enquanto a planta fornece aos fungos carboidratos produzidos na fotossíntese.[84] Algumas plantas servem de habitat para fungosendofíticos que protegem a planta de herbívoros produzindo toxinas. O fungo endofíticoNeotyphodium coenophialum, presente no capimFestuca arundinacea, é considerado uma praga na pecuária americana.[85]
Muitasleguminosas possuem bactérias fixadoras de nitrogênio do gêneroRhizobium em nódulos de suas raízes, quefixam o nitrogênio do ar para uso da planta; em troca, as plantas fornecem açúcares às bactérias.[86] O nitrogênio fixado dessa forma pode ficar disponível para outras plantas e é importante na agricultura; por exemplo, os agricultores podem cultivar umarotação de culturas com uma leguminosa, como o feijão, seguida de um cereal, como o trigo, para fornecer culturas comerciais com uma menor necessidade defertilizantes nitrogenados.[87]
Cerca de 1% das espécies de plantas sãoparasitas. Elas variam desde ovisco semiparasita, que apenas retira alguns nutrientes de seu hospedeiro, mas ainda possui folhas fotossintéticas, até aorobanche e aLathraea, totalmente parasitas, que adquirem todos os seus nutrientes através de conexões com as raízes de outras plantas e, portanto, não possuem clorofila. Os parasitas completos podem ser extremamente prejudiciais às suas plantas hospedeiras.[88]
Plantas que crescem sobre outras plantas, geralmente árvores, sem parasitá-las, são chamadas deepífitas. Estas podem sustentar diversos ecossistemas arbóreos. Algumas podem prejudicar indiretamente a planta hospedeira, por exemplo, interceptando a luz.Hemiepífitas como a figueira-estranguladora começam como epífitas, mas eventualmente criam suas próprias raízes e dominam e matam seu hospedeiro. Muitasorquídeas,bromélias, samambaias e musgos crescem como epífitas.[89] Entre as epífitas, as bromélias acumulam água nas axilas de suas folhas; essascavidades cheias de água podem sustentar teias alimentares aquáticas complexas.[90]
Cerca de 630 espécies de plantas sãocarnívoras, como adioneia (Dionaea muscipula) e adrosera. Elas capturam pequenos animais e os digerem para obter nutrientes minerais, especialmentenitrogênio efósforo.[91]
A competição por recursos compartilhados reduz o crescimento de uma planta.[92][93] Os recursos compartilhados incluemluz solar, água e nutrientes. A luz é um recurso crítico porque é necessária para afotossíntese.[92] As plantas usam suas folhas para sombrear outras plantas da luz solar e crescem rapidamente para maximizar sua própria exposição.[92] A água também é essencial para a fotossíntese; as raízes competem para maximizar a absorção de água do solo.[94] Algumas plantas têm raízes profundas que conseguem localizar água armazenada no subsolo, enquanto outras têm raízes mais superficiais que conseguem se estender por distâncias maiores para coletar água da chuva recente.[94] Os minerais são importantes para o crescimento e desenvolvimento das plantas.[95] Os nutrientes comuns pelos quais as plantas competem incluemnitrogênio,fósforo epotássio.[96]
Recursos estruturais e fibras vegetais são usados para construir moradias e fabricar roupas. Amadeira é usada para edifícios, barcos e móveis, e para itens menores, comoinstrumentos musicais e equipamentos esportivos. A madeira étransformada em polpa para fazerpapel epapelão.[115] O tecido é frequentemente feito dealgodão,linho, rami ou fibras sintéticas, como oraiom, derivado dacelulose vegetal. A linha usada para costurar tecidos também vem em grande parte do algodão.[116]
Milhares de espécies de plantas são cultivadas por sua beleza e para fornecer sombra, modificar temperaturas, reduzir o vento, atenuar o ruído, proporcionar privacidade e reduzir a erosão do solo. As plantas são a base de uma indústria turística multimilionária por ano, que inclui viagens a jardins históricos,parques nacionais,florestas tropicais,florestas com folhas coloridas de outono e festivais comoos festivais de flores de cerejeira do Japão[117] e da América.[118]
Plantas, incluindo árvores, aparecem na mitologia, religião e literatura.[126][127][128] Em diversas religiõesindo-europeias, siberianas e nativas americanas, omotivo da árvore do mundo é representado como uma árvore colossal que cresce na terra, sustentando os céus e com suas raízes alcançando osubmundo. Ela também pode aparecer como uma árvore cósmica ou uma árvore-águia e serpente.[129][130] As formas da árvore do mundo incluem aárvore da vida arquetípica, que por sua vez está ligada ao conceito eurasiático da árvore sagrada.[131] Outro motivo antigo difundido, encontrado, por exemplo, noIrã, apresenta uma árvore da vida ladeada por um par de animais confrontados.[132]
Asflores são frequentemente usadas como memoriais, presentes e para marcar ocasiões especiais como nascimentos, mortes, casamentos e feriados. Arranjos florais podem ser usados para enviarmensagens ocultas.[133] Plantas e especialmente flores são temas de muitas pinturas.[134][135]
Ervas daninhas são plantas indesejáveis do ponto de vista comercial ou estético, que crescem em ambientes controlados, como na agricultura e em jardins.[136] Muitas plantas foram disseminadas pelos humanos para além de suas áreas de distribuição nativas; algumas dessas plantas tornaram-seinvasoras, prejudicando os ecossistemas existentes ao deslocar espécies nativas e, às vezes, tornando-se ervas daninhas sérias em cultivos.[137]
Algumas plantas que produzempólen transportado pelo vento, incluindo gramíneas, provocamreações alérgicas em pessoas que sofrem defebre do feno.[138] Muitas plantas produzem toxinas parase protegerem de herbívoros. As principais classes de toxinas vegetais incluemalcaloides, terpenoides efenóis.[139] Estes podem ser prejudiciais a humanos e animais por ingestão[140][141] ou, como no caso da hera venenosa, por contato.[142] Algumas plantas têm efeitos negativos sobre outras plantas, impedindo o crescimento de mudas ou o crescimento de plantas próximas pela liberação de substâncias químicasalopáticas.[143]
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