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¿Qué es esta planta?

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Realmente me gusta esta planta, solo me pregunto cuál es su nombre (quizás género + especie). Creo que esta planta crece en la selva tropical de Malasia.

¿Alguna sugerencia?

¡Gracias!


No soy botánico, pero me parece muy similar a una planta joven de banano (Musa sp.). El género es originario del sudeste asiático y hay muchas especies silvestres. También hay un par de otros géneros de apariencia similar en la familia de los plátanos (Musaceae).

Razones por las que estoy pensando en plátano: la planta tiene hojas en forma de lengua con pecíolos bastante cortos, y las hojas tienen venas horizontales claras, no ramificadas y lágrimas horizontales (común en las plantas de plátano). Las hojas provienen de un solo meristemo apical y están dispersas (no en, por ejemplo, filas distintas). Las plantas de banano también tienen pseudotallos, hechos de vainas de hojas empaquetadas, pero el tallo no se puede ver en la imagen. Aquí hay una página web sobre la morfología del banano, si desea obtener más información.

Algunos ejemplos:


Biología Vegetal

Las plantas son organismos fundamentales tanto en nuestros ecosistemas terrestres como en nuestras cadenas alimentarias. Los investigadores del Whitehead Institute están arrojando luz sobre las complejidades de la biología vegetal para proporcionar información sobre el desarrollo de las plantas que podría contribuir a mejorar el rendimiento de los cultivos y la seguridad alimentaria mundial, descubrir medicamentos derivados de plantas y otros productos naturales valiosos y mejorar nuestra comprensión fundamental de los procesos biológicos. incluida la regulación génica y el plegamiento de proteínas.

Len Rubenstein / Instituto Whitehead

El Instituto ha hecho muchas contribuciones impactantes al campo de la biología vegetal. En los últimos años, nuestros investigadores ayudaron a establecer Arabidopsis thaliana como organismo modelo primario para la investigación de plantas. Ahora, están descubriendo las complejidades de la regulación genética y su heredabilidad, utilizando el conocimiento de las plantas de la medicina tradicional para descubrir medicamentos modernos derivados de la naturaleza y proporcionando muchos conocimientos importantes sobre la biología de las plantas y las formas en que se puede aprovechar la genética y la bioquímica de las plantas. .

Es necesario investigar el desarrollo de las plantas para comprender nuestra cadena alimentaria. La piedra angular de la dieta humana es un tejido vegetal llamado endospermo, que regula el flujo de nutrientes a un embrión en una semilla, al igual que la placenta humana modera el flujo de nutrición de una madre a un feto. Comemos endospermo en muchas formas, incluidos cultivos de cereales, maíz y arroz, y los conocimientos sobre la biología del endospermo pueden arrojar luz sobre cuestiones relevantes para el suministro mundial de alimentos, como cómo aumentar el tamaño de las semillas y el contenido nutricional.

Instituto Jing-Ke Weng / Whitehead

En las investigaciones de nuestros investigadores sobre el desarrollo de las plantas, un enfoque importante es cómo las plantas transmiten rasgos epigenéticamente. La herencia epigenética ocurre cuando la descendencia hereda rasgos no a través de los genes en sí mismos, sino a través de etiquetas químicas que se adhieren al ADN y regulan la expresión génica, o mediante otras formas hereditarias de regulación genética. La herencia epigenética es común en las plantas y contribuye a rasgos como el tamaño de la semilla y el tiempo que tarda una semilla en madurar, ambos aspectos relevantes para la agricultura.

Cortesía de Colin Kim / Whitehead Institute

Las plantas utilizan vías metabólicas especializadas para crear moléculas que pueden atraer a los polinizadores, proteger a las plantas de las plagas y ayudar a las plantas a prosperar. Muchas de las moléculas que las plantas han desarrollado para beneficiarse a sí mismas también son útiles para los humanos. Las personas han estado usando plantas en medicinas tradicionales a base de hierbas durante miles de años y los investigadores han descubierto la utilidad de los metabolitos de las plantas como quimioterapias, antivirales y medicamentos para la salud mental. Nuestros investigadores investigan el metabolismo de las plantas para descubrir la química vegetal útil e identificar los genes responsables de la producción de sustancias químicas útiles.

Len Rubenstein / Instituto Whitehead

Whitehead Institute está innovando métodos para acceder a la bioquímica de las plantas sin gravar los recursos naturales, porque la recolección de moléculas de interés de las plantas no siempre es una tarea sencilla, las plantas pueden crecer lentamente y ser difíciles de cultivar a escala, o estar en riesgo de sobreexplotación en la naturaleza. . Nuestros investigadores han desarrollado procesos para identificar los genes en una planta que producen una molécula de interés y transferir esos genes a organismos como levaduras o bacterias que pueden producir la molécula de manera más eficiente. Estos procesos también se pueden usar para modificar moléculas que se encuentran en las plantas con el fin de inventar moléculas nuevas para la naturaleza con propiedades medicinales mejoradas como una menor toxicidad o una mayor tasa de absorción.


Contenido

Botánica temprana Editar

Existe evidencia de que los humanos usaron plantas hace 10,000 años en el valle del río Little Tennessee, generalmente como leña o alimento. [6] La botánica se originó como herboristería, el estudio y uso de plantas por sus propiedades medicinales. [7] La ​​historia temprana registrada de la botánica incluye muchos escritos antiguos y clasificaciones de plantas. Se han encontrado ejemplos de obras botánicas tempranas en textos antiguos de la India que datan de antes de 1100 a. C., [8] [9] Antiguo Egipto, [10] en escritos arcaicos de Avestan y en obras de China supuestamente anteriores al 221 a. C. [8] [11]

La botánica moderna tiene sus raíces en la antigua Grecia específicamente en Teofrasto (c. 371-287 a. C.), un estudiante de Aristóteles que inventó y describió muchos de sus principios y es ampliamente considerado en la comunidad científica como el "padre de la botánica". [12] Sus obras principales, Investigación en plantas y Sobre las causas de las plantas, constituyen las aportaciones más importantes a la ciencia botánica hasta la Edad Media, casi diecisiete siglos después. [12] [13]

Otro trabajo de la antigua Grecia que tuvo un impacto temprano en la botánica es De Materia Medica, una enciclopedia de cinco volúmenes sobre la medicina herbal escrita a mediados del siglo I por el médico y farmacólogo griego Pedanius Dioscórides. De Materia Medica fue ampliamente leído durante más de 1.500 años. [14] Importantes contribuciones del mundo musulmán medieval incluyen a Ibn Wahshiyya Agricultura nabatea, Abū Ḥanīfa Dīnawarī (828–896) el Libro de Plantas, y de Ibn Bassal La clasificación de suelos. A principios del siglo XIII, Abu al-Abbas al-Nabati e Ibn al-Baitar (m. 1248) escribieron sobre botánica de manera sistemática y científica. [15] [16] [17]

A mediados del siglo XVI, se fundaron jardines botánicos en varias universidades italianas. El jardín botánico de Padua en 1545 generalmente se considera el primero que todavía se encuentra en su ubicación original. Estos jardines continuaron el valor práctico de los "jardines físicos" anteriores, a menudo asociados con los monasterios, en los que se cultivaban plantas para uso médico. Apoyaron el crecimiento de la botánica como asignatura académica. Se impartieron conferencias sobre las plantas cultivadas en los jardines y se demostraron sus usos médicos. Los jardines botánicos llegaron mucho más tarde al norte de Europa. El primero en Inglaterra fue el Jardín Botánico de la Universidad de Oxford en 1621. Durante todo este período, la botánica permaneció firmemente subordinada a la medicina. [18]

El médico alemán Leonhart Fuchs (1501-1566) fue uno de "los tres padres alemanes de la botánica", junto con el teólogo Otto Brunfels (1489-1534) y el médico Hieronymus Bock (1498-1554) (también llamado Hieronymus Tragus). [19] [20] Fuchs y Brunfels rompieron con la tradición de copiar obras anteriores para hacer sus propias observaciones originales. Bock creó su propio sistema de clasificación de plantas.

El médico Valerius Cordus (1515-1544) fue el autor de una importante planta de hierbas botánica y farmacológicamente Historia Plantarum en 1544 y una farmacopea de importancia duradera, la Dispensatorio en 1546. [21] El naturalista Conrad von Gesner (1516-1565) y el herbolario John Gerard (1545-c. 1611) publicaron hierbas que cubrían los usos medicinales de las plantas. El naturalista Ulisse Aldrovandi (1522-1605) fue considerado el padre de la historia natural, que incluyó el estudio de las plantas. En 1665, utilizando un microscopio temprano, Polymath Robert Hooke descubrió células, un término que él acuñó, en corcho, y poco tiempo después en tejido vegetal vivo. [22]

Botánica moderna temprana Editar

Durante el siglo XVIII, se desarrollaron sistemas de identificación de plantas comparables a las claves dicotómicas, donde las plantas no identificadas se colocan en grupos taxonómicos (por ejemplo, familia, género y especie) haciendo una serie de elecciones entre pares de caracteres. La elección y secuencia de los caracteres puede ser artificial en claves diseñadas puramente para identificación (claves de diagnóstico) o más estrechamente relacionadas con el orden natural o filético de los taxones en claves sinópticas. [23] En el siglo XVIII, nuevas plantas para estudio llegaban a Europa en cantidades cada vez mayores de países recién descubiertos y de las colonias europeas en todo el mundo. En 1753, Carl von Linné (Carl Linnaeus) publicó su Species Plantarum, una clasificación jerárquica de especies de plantas que sigue siendo el punto de referencia para la nomenclatura botánica moderna. Esto estableció un esquema de nomenclatura binomial estandarizado o de dos partes donde el primer nombre representaba el género y el segundo identificaba la especie dentro del género. [24] A efectos de identificación, Linneo Systema Sexuale clasificaron las plantas en 24 grupos según el número de sus órganos sexuales masculinos. El grupo 24, Criptogamia, incluía todas las plantas con partes reproductoras ocultas, musgos, hepáticas, helechos, algas y hongos. [25]

El conocimiento cada vez mayor de la anatomía, morfología y ciclos de vida de las plantas llevó a la comprensión de que existían más afinidades naturales entre las plantas que el sistema sexual artificial de Linneo. Adanson (1763), de Jussieu (1789) y Candolle (1819) propusieron varios sistemas naturales alternativos de clasificación que agrupaban plantas utilizando una gama más amplia de caracteres compartidos y fueron ampliamente seguidos. El sistema Candollean reflejó sus ideas sobre la progresión de la complejidad morfológica y el posterior sistema Bentham & amp Hooker, que fue influyente hasta mediados del siglo XIX, fue influenciado por el enfoque de Candolle. La publicación de Darwin del Origen de las especies en 1859 y su concepto de descendencia común requirió modificaciones al sistema Candollean para reflejar las relaciones evolutivas a diferencia de la mera similitud morfológica. [26]

La botánica se vio muy estimulada por la aparición del primer libro de texto "moderno", el de Matthias Schleiden Grundzüge der Wissenschaftlichen Botanik, publicado en inglés en 1849 como Principios de la botánica científica. [27] Schleiden fue un microscopista y uno de los primeros anatomistas de plantas que cofundó la teoría celular con Theodor Schwann y Rudolf Virchow y fue uno de los primeros en comprender la importancia del núcleo celular que había sido descrito por Robert Brown en 1831. [28] ] En 1855, Adolf Fick formuló las leyes de Fick que permitieron el cálculo de las tasas de difusión molecular en sistemas biológicos. [29]

Botánica moderna tardía Editar

Sobre la base de la teoría de la herencia gen-cromosoma que se originó con Gregor Mendel (1822–1884), August Weismann (1834–1914) demostró que la herencia solo tiene lugar a través de los gametos. Ninguna otra célula puede transmitir caracteres heredados. [30] El trabajo de Katherine Esau (1898-1997) sobre la anatomía de las plantas sigue siendo una de las principales bases de la botánica moderna. Sus libros Anatomía Vegetal y Anatomía de las plantas de semillas han sido textos clave de biología estructural de plantas durante más de medio siglo. [31] [32]

La disciplina de la ecología vegetal fue pionera a finales del siglo XIX por botánicos como Eugenius Warming, quien produjo la hipótesis de que las plantas forman comunidades, y su mentor y sucesor Christen C. Raunkiær, cuyo sistema para describir las formas de vida de las plantas todavía se utiliza hoy en día. Henry Chandler Cowles, Arthur Tansley y Frederic Clements desarrollaron el concepto de que la composición de las comunidades vegetales, como los bosques latifoliados templados, cambia mediante un proceso de sucesión ecológica. A Clements se le atribuye la idea de la vegetación clímax como la vegetación más compleja que puede soportar un entorno y Tansley introdujo el concepto de ecosistemas en la biología. [33] [34] [35] Basándose en el extenso trabajo anterior de Alphonse de Candolle, Nikolai Vavilov (1887-1943) produjo relatos de la biogeografía, los centros de origen y la historia evolutiva de las plantas económicas. [36]

Particularmente desde mediados de la década de 1960 ha habido avances en la comprensión de la física de los procesos fisiológicos de las plantas como la transpiración (el transporte de agua dentro de los tejidos de las plantas), la dependencia de la temperatura de las tasas de evaporación del agua de la superficie de la hoja y la difusión molecular del agua. vapor y dióxido de carbono a través de las aberturas estomáticas. Estos desarrollos, junto con los nuevos métodos para medir el tamaño de las aberturas estomáticas y la tasa de fotosíntesis, han permitido una descripción precisa de las tasas de intercambio de gases entre las plantas y la atmósfera. [37] [38] Las innovaciones en el análisis estadístico de Ronald Fisher, [39] Frank Yates y otros en la Estación Experimental Rothamsted facilitaron el diseño experimental racional y el análisis de datos en la investigación botánica. [40] El descubrimiento e identificación de las hormonas vegetales auxinas por Kenneth V. Thimann en 1948 permitió la regulación del crecimiento de las plantas mediante productos químicos aplicados externamente. Frederick Campion Steward fue pionero en las técnicas de micropropagación y cultivo de tejidos vegetales controladas por hormonas vegetales. [41] La auxina sintética ácido 2,4-diclorofenoxiacético o 2,4-D fue uno de los primeros herbicidas sintéticos comerciales. [42]

Los desarrollos del siglo XX en bioquímica vegetal han sido impulsados ​​por técnicas modernas de análisis químico orgánico, como espectroscopia, cromatografía y electroforesis. Con el auge de los enfoques biológicos a escala molecular relacionados de biología molecular, genómica, proteómica y metabolómica, la relación entre el genoma de la planta y la mayoría de los aspectos de la bioquímica, fisiología, morfología y comportamiento de las plantas puede someterse a un análisis experimental detallado. [43] El concepto originalmente establecido por Gottlieb Haberlandt en 1902 [44] de que todas las células vegetales son totipotentes y se pueden cultivar in vitro en última instancia, permitió el uso de la ingeniería genética de manera experimental para eliminar un gen o genes responsables de un rasgo específico, o para agregar genes como GFP que informan cuándo se expresa un gen de interés. Estas tecnologías permiten el uso biotecnológico de plantas enteras o cultivos de células vegetales cultivadas en biorreactores para sintetizar pesticidas, antibióticos u otros productos farmacéuticos, así como la aplicación práctica de cultivos modificados genéticamente diseñados para características tales como un rendimiento mejorado. [45]

La morfología moderna reconoce un continuo entre las principales categorías morfológicas de raíz, tallo (cauloma), hoja (filoma) y tricoma. [46] Además, enfatiza la dinámica estructural. [47] La ​​sistemática moderna tiene como objetivo reflejar y descubrir relaciones filogenéticas entre plantas. [48] ​​[49] [50] [51] La filogenia molecular moderna ignora en gran medida los caracteres morfológicos, basándose en las secuencias de ADN como datos. El análisis molecular de las secuencias de ADN de la mayoría de las familias de plantas con flores permitió que Angiosperm Phylogeny Group publicara en 1998 una filogenia de plantas con flores, respondiendo a muchas de las preguntas sobre las relaciones entre las familias y especies de angiospermas. [52] La posibilidad teórica de un método práctico para la identificación de especies de plantas y variedades comerciales mediante códigos de barras de ADN es objeto de una activa investigación actual. [53] [54]

El estudio de las plantas es vital porque sustentan casi toda la vida animal en la Tierra al generar una gran proporción del oxígeno y los alimentos que proporcionan a los humanos y otros organismos la respiración aeróbica con la energía química que necesitan para existir. Las plantas, las algas y las cianobacterias son los principales grupos de organismos que realizan la fotosíntesis, un proceso que utiliza la energía de la luz solar para convertir el agua y el dióxido de carbono [55] en azúcares que pueden utilizarse tanto como fuente de energía química como de moléculas orgánicas. que se utilizan en los componentes estructurales de las células. [56] Como subproducto de la fotosíntesis, las plantas liberan oxígeno a la atmósfera, un gas que casi todos los seres vivos necesitan para llevar a cabo la respiración celular. Además, influyen en los ciclos globales del carbono y el agua y las raíces de las plantas se unen y estabilizan los suelos, evitando su erosión. [57] Las plantas son cruciales para el futuro de la sociedad humana, ya que proporcionan alimentos, oxígeno, medicinas y productos a las personas, además de crear y preservar el suelo. [58]

Históricamente, todos los seres vivos se clasificaron como animales o plantas [59] y la botánica abarcó el estudio de todos los organismos no considerados animales. [60] Los botánicos examinan tanto las funciones internas como los procesos dentro de los orgánulos, células, tejidos, plantas enteras, poblaciones de plantas y comunidades de plantas. En cada uno de estos niveles, un botánico puede estar interesado en la clasificación (taxonomía), filogenia y evolución, estructura (anatomía y morfología) o función (fisiología) de la vida vegetal. [61]

La definición más estricta de "planta" incluye solo las "plantas terrestres" o embriofitas, que incluyen las plantas con semillas (gimnospermas, incluidos los pinos y las plantas con flores) y las criptogamas de esporificación libre, incluidos helechos, musgos, hepáticas, hornworts y musgos. Los embriofitos son eucariotas multicelulares descendientes de un antepasado que obtuvo su energía de la luz solar mediante la fotosíntesis. Tienen ciclos de vida con fases haploides y diploides alternas. La fase haploide sexual de los embriofitos, conocida como gametofito, nutre el esporofito embrionario diploide en desarrollo dentro de sus tejidos durante al menos parte de su vida, [62] incluso en las plantas con semillas, donde el propio gametofito se nutre de su esporofito progenitor. [63] Otros grupos de organismos que fueron estudiados previamente por botánicos incluyen bacterias (ahora estudiadas en bacteriología), hongos (micología), incluidos hongos formadores de líquenes (liquenología), algas no clorofitas (psicología) y virus (virología). Sin embargo, los botánicos aún prestan atención a estos grupos, y los hongos (incluidos los líquenes) y los protistas fotosintéticos generalmente se tratan en los cursos de introducción a la botánica. [64] [65]

Los paleobotánicos estudian plantas antiguas en el registro fósil para proporcionar información sobre la historia evolutiva de las plantas. Se cree que las cianobacterias, los primeros organismos fotosintéticos liberadores de oxígeno en la Tierra, dieron lugar al antepasado de las plantas al entrar en una relación endosimbiótica con un eucariota temprano, convirtiéndose finalmente en los cloroplastos en las células vegetales. Las nuevas plantas fotosintéticas (junto con sus algas parientes) aceleraron el aumento de oxígeno atmosférico iniciado por las cianobacterias, cambiando la antigua atmósfera libre de oxígeno y reductora a una en la que el oxígeno libre ha sido abundante durante más de 2 mil millones de años. [66] [67]

Entre las cuestiones botánicas importantes del siglo XXI se encuentran el papel de las plantas como productores primarios en el ciclo global de los ingredientes básicos de la vida: energía, carbono, oxígeno, nitrógeno y agua, y las formas en que la administración de nuestras plantas puede ayudar a abordar los problemas ambientales globales de gestión de recursos, conservación, seguridad alimentaria humana, organismos biológicamente invasivos, secuestro de carbono, cambio climático y sostenibilidad. [68]

Nutrición humana Editar

Prácticamente todos los alimentos básicos provienen directamente de la producción primaria de las plantas o indirectamente de los animales que los comen. [69] Las plantas y otros organismos fotosintéticos se encuentran en la base de la mayoría de las cadenas alimentarias porque utilizan la energía del sol y los nutrientes del suelo y la atmósfera, convirtiéndolos en una forma que pueden utilizar los animales. Esto es lo que los ecologistas llaman el primer nivel trófico. [70] Las formas modernas de los principales alimentos básicos, como cáñamo, teff, maíz, arroz, trigo y otros cereales, legumbres, plátanos y plátanos, [71] así como cáñamo, lino y algodón cultivados por sus fibras, son el resultado de la selección prehistórica durante miles de años entre plantas ancestrales silvestres con las características más deseables. [72]

Los botánicos estudian cómo las plantas producen alimentos y cómo aumentar los rendimientos, por ejemplo, mediante el fitomejoramiento, lo que hace que su trabajo sea importante para la capacidad de la humanidad de alimentar al mundo y brindar seguridad alimentaria a las generaciones futuras. [73] Los botánicos también estudian las malas hierbas, que son un problema considerable en la agricultura, y la biología y el control de los patógenos de las plantas en la agricultura y los ecosistemas naturales. [74] La etnobotánica es el estudio de las relaciones entre plantas y personas. Cuando se aplica a la investigación de las relaciones históricas entre plantas y personas, la etnobotánica puede denominarse arqueobotánica o paleoetnobotánica. [75] Algunas de las primeras relaciones planta-gente surgieron entre los pueblos indígenas de Canadá al identificar plantas comestibles de plantas no comestibles. [76] Esta relación que tenían los indígenas con las plantas fue registrada por etnobotánicos. [76]

La bioquímica vegetal es el estudio de los procesos químicos utilizados por las plantas. Algunos de estos procesos se utilizan en su metabolismo primario, como el ciclo de Calvin fotosintético y el metabolismo del ácido crasuláceo. [77] Otros fabrican materiales especializados como la celulosa y la lignina que se utilizan para construir sus cuerpos, y productos secundarios como resinas y compuestos aromáticos.

Las plantas y varios otros grupos de eucariotas fotosintéticos conocidos colectivamente como "algas" tienen orgánulos únicos conocidos como cloroplastos. Se cree que los cloroplastos descienden de cianobacterias que formaron relaciones endosimbióticas con ancestros antiguos de plantas y algas. Los cloroplastos y las cianobacterias contienen el pigmento azul verdoso clorofila a. [78] Clorofila a (así como su prima clorofila específica de plantas y algas verdes) B) [a] absorbe la luz en las partes azul-violeta y naranja / roja del espectro mientras refleja y transmite la luz verde que vemos como el color característico de estos organismos. Los cloroplastos utilizan la energía de la luz roja y azul que absorben estos pigmentos para producir compuestos de carbono ricos en energía a partir del dióxido de carbono y el agua mediante la fotosíntesis oxigénica, un proceso que genera oxígeno molecular (O2) como subproducto.

La energía luminosa capturada por la clorofila. a está inicialmente en forma de electrones (y luego un gradiente de protones) que se utiliza para producir moléculas de ATP y NADPH que almacenan y transportan energía temporalmente. Su energía se utiliza en las reacciones independientes de la luz del ciclo de Calvin por la enzima rubisco para producir moléculas del azúcar de 3 carbonos gliceraldehído 3-fosfato (G3P). El gliceraldehído 3-fosfato es el primer producto de la fotosíntesis y la materia prima a partir de la cual se sintetizan la glucosa y casi todas las demás moléculas orgánicas de origen biológico. Parte de la glucosa se convierte en almidón que se almacena en el cloroplasto. [82] El almidón es el depósito de energía característico de la mayoría de las plantas terrestres y las algas, mientras que la inulina, un polímero de fructosa, se utiliza con el mismo propósito en la familia de los girasoles Asteraceae. Parte de la glucosa se convierte en sacarosa (azúcar común de mesa) para exportar al resto de la planta.

A diferencia de los animales (que carecen de cloroplastos), las plantas y sus parientes eucariotas han delegado muchas funciones bioquímicas a sus cloroplastos, incluida la síntesis de todos sus ácidos grasos, [83] [84] y la mayoría de los aminoácidos. [85] Los ácidos grasos que producen los cloroplastos se utilizan para muchas cosas, como proporcionar material para construir las membranas celulares y fabricar la cutina polimérica que se encuentra en la cutícula de la planta y que protege a las plantas terrestres de la desecación. [86]

Las plantas sintetizan una serie de polímeros únicos como las moléculas de polisacárido celulosa, pectina y xiloglucano [87] a partir de las cuales se construye la pared celular de la planta terrestre. [88] Las plantas vasculares terrestres producen lignina, un polímero que se usa para fortalecer las paredes celulares secundarias de las traqueidas y los vasos del xilema para evitar que colapsen cuando una planta succiona agua a través de ellas bajo estrés hídrico. La lignina también se usa en otros tipos de células como las fibras del esclerénquima que brindan soporte estructural a una planta y es un componente importante de la madera. La esporopollenina es un polímero químicamente resistente que se encuentra en las paredes celulares externas de las esporas y el polen de las plantas terrestres, responsable de la supervivencia de las esporas de las plantas terrestres tempranas y el polen de las plantas con semillas en el registro fósil. Es ampliamente considerado como un marcador del inicio de la evolución de las plantas terrestres durante el período Ordovícico. [89] La concentración de dióxido de carbono en la atmósfera actual es mucho menor que cuando las plantas emergieron a la tierra durante los períodos Ordovícico y Silúrico. Desde entonces, muchas monocotiledóneas como el maíz y la piña y algunas dicotiledóneas como las Asteraceae han evolucionado de forma independiente [90] vías como el metabolismo del ácido crasuláceo y la C4 vía de fijación de carbono para la fotosíntesis que evita las pérdidas resultantes de la fotorrespiración en el C más común3 Vía de fijación de carbono. Estas estrategias bioquímicas son exclusivas de las plantas terrestres.

Medicina y materiales Editar

La fitoquímica es una rama de la bioquímica vegetal que se ocupa principalmente de las sustancias químicas producidas por las plantas durante el metabolismo secundario. [91] Algunos de estos compuestos son toxinas como el alcaloide coniína de la cicuta. Otros, como los aceites esenciales, el aceite de menta y el aceite de limón, son útiles por su aroma, como aromatizantes y especias (por ejemplo, capsaicina), y en medicina como productos farmacéuticos como en el opio de la amapola de opio. Muchas drogas medicinales y recreativas, como el tetrahidrocannabinol (ingrediente activo del cannabis), la cafeína, la morfina y la nicotina provienen directamente de las plantas. Otros son simples derivados de productos botánicos naturales. Por ejemplo, el analgésico aspirina es el acetil éster del ácido salicílico, originalmente aislado de la corteza de los sauces, [92] y una amplia gama de analgésicos opiáceos como la heroína se obtienen mediante la modificación química de la morfina obtenida de la adormidera. [93] Los estimulantes populares provienen de plantas, como la cafeína del café, el té y el chocolate, y la nicotina del tabaco. La mayoría de las bebidas alcohólicas provienen de la fermentación de productos vegetales ricos en carbohidratos como la cebada (cerveza), el arroz (sake) y las uvas (vino). [94] Los nativos americanos han utilizado varias plantas como formas de tratar enfermedades o dolencias durante miles de años. [95] Este conocimiento que los nativos americanos tienen sobre las plantas ha sido registrado por entnobotánicos y luego, a su vez, ha sido utilizado por las compañías farmacéuticas como una forma de descubrimiento de fármacos. [96]

Las plantas pueden sintetizar tintes y pigmentos de colores útiles, como las antocianinas responsables del color rojo del vino tinto, la soldadura amarilla y el glasa azul que se utilizan juntos para producir verde Lincoln, indoxyl, fuente del tinte azul índigo tradicionalmente utilizado para teñir la mezclilla y los pigmentos del artista. gamboge y rose madder. Azúcar, almidón, algodón, lino, cáñamo, algunos tipos de cuerdas, madera y tableros de partículas, papiro y papel, aceites vegetales, cera y caucho natural son ejemplos de materiales comercialmente importantes hechos de tejidos vegetales o sus productos secundarios. El carbón, una forma pura de carbón obtenido por pirólisis de la madera, tiene una larga historia como combustible para la fundición de metales, como material filtrante y adsorbente y como material para artistas, y es uno de los tres ingredientes de la pólvora. La celulosa, el polímero orgánico más abundante del mundo, [97] se puede convertir en energía, combustibles, materiales y materias primas químicas. Los productos hechos de celulosa incluyen rayón y celofán, pasta para papel tapiz, biobutanol y algodón de pistola. La caña de azúcar, la colza y la soja son algunas de las plantas con contenido de azúcar o aceite altamente fermentables que se utilizan como fuentes de biocombustibles, importantes alternativas a los combustibles fósiles, como el biodiesel. [98] Los nativos americanos usaban la hierba dulce para protegerse de insectos como los mosquitos. [99] Estas propiedades repelentes de insectos de la hierba dulce fueron encontradas más tarde por la Sociedad Química Estadounidense en las moléculas de fitol y cumarina. [99]

La ecología vegetal es la ciencia de las relaciones funcionales entre las plantas y sus hábitats, los entornos donde completan sus ciclos de vida. Los ecologistas vegetales estudian la composición de las floras locales y regionales, su biodiversidad, diversidad genética y aptitud, la adaptación de las plantas a su entorno y sus interacciones competitivas o mutualistas con otras especies. [100] Algunos ecologistas incluso se basan en datos empíricos de los pueblos indígenas recopilados por etnobotánicos. [101] Esta información puede transmitir una gran cantidad de información sobre cómo era la tierra hace miles de años y cómo ha cambiado durante ese tiempo. [101] Los objetivos de la ecología vegetal son comprender las causas de sus patrones de distribución, productividad, impacto ambiental, evolución y respuestas al cambio ambiental. [102]

Las plantas dependen de ciertos factores edáficos (suelo) y climáticos en su entorno, pero también pueden modificar estos factores. Por ejemplo, pueden cambiar el albedo de su entorno, aumentar la interceptación de la escorrentía, estabilizar los suelos minerales y desarrollar su contenido orgánico, y afectar la temperatura local. Las plantas compiten con otros organismos en su ecosistema por los recursos. [103] [104] Interactúan con sus vecinos en una variedad de escalas espaciales en grupos, poblaciones y comunidades que colectivamente constituyen la vegetación. Las regiones con tipos de vegetación característicos y plantas dominantes, así como factores abióticos y bióticos, clima y geografía similares forman biomas como la tundra o la selva tropical. [105]

Los herbívoros comen plantas, pero las plantas pueden defenderse y algunas especies son parásitas o incluso carnívoras. Otros organismos forman relaciones mutuamente beneficiosas con las plantas. Por ejemplo, los hongos micorrízicos y los rizobios proporcionan a las plantas nutrientes a cambio de alimento, las hormigas son reclutadas por las plantas de hormigas para brindar protección, [107] las abejas melíferas, los murciélagos y otros animales polinizan las flores [108] [109] y los seres humanos y otros animales [ 110] actúan como vectores de dispersión para esparcir esporas y semillas.

Plantas, clima y cambio ambiental Editar

Las respuestas de las plantas al clima y otros cambios ambientales pueden informar nuestra comprensión de cómo estos cambios afectan la función y la productividad del ecosistema. Por ejemplo, la fenología de las plantas puede ser un proxy útil de la temperatura en la climatología histórica y el impacto biológico del cambio climático y el calentamiento global. La palinología, el análisis de los depósitos de polen fósil en sedimentos de hace miles o millones de años permite la reconstrucción de climas pasados. [111] Estimaciones de CO atmosférico
2 concentraciones desde el Paleozoico se han obtenido a partir de las densidades estomáticas y las formas y tamaños de las hojas de plantas terrestres antiguas. [112] El agotamiento de la capa de ozono puede exponer a las plantas a niveles más altos de radiación ultravioleta-B (UV-B), lo que resulta en tasas de crecimiento más bajas. [113] Además, la información de estudios de ecología comunitaria, sistemática de plantas y taxonomía es esencial para comprender el cambio de vegetación, la destrucción del hábitat y la extinción de especies. [114]

La herencia en las plantas sigue los mismos principios fundamentales de la genética que en otros organismos multicelulares. Gregor Mendel descubrió las leyes genéticas de la herencia mediante el estudio de rasgos heredados como la forma en Pisum sativum (guisantes). Lo que Mendel aprendió del estudio de las plantas ha tenido beneficios de gran alcance fuera de la botánica. Similarly, "jumping genes" were discovered by Barbara McClintock while she was studying maize. [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 aquatica 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]

Genética molecular Editar

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 plantas. [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 auxina, 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 géneros) 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 Equinocactus. However, both Pereskia y Equinocactus 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. INTRODUCCIÓN

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.

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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:

· Injerto - 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.

· En ciernes - 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.

· Esquejes - 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.

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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.

Gimnospermas

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.

Angiospermas

Las angiospermas son plantas con flores. 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? - biología

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.



Comentarios:

  1. Jedidiah

    puede que te hayas equivocado?

  2. Jore

    Estas equivocado. Escríbeme en PM.

  3. Shakarisar

    Absolutamente de acuerdo contigo. En él, algo es también para mí, parece que es una excelente idea. Estoy de acuerdo contigo.

  4. Majind

    Muy en desacuerdo con la publicación anterior

  5. Washburn

    ¡Hay puntos interesantes!



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