Rostliny (Plantae, též nově Archaeplastida či Primoplantae) je říše eukaryotických a převážně fotosyntetických organismů. Odhaduje se, že se na Zemi vyskytuje asi 350 000 druhů rostlin (včetně semenných rostlin, mechorostů a kapraďorostů). Zatím bylo popsáno asi 290 000 druhů, z nichž je asi 260 000 semenných, 15 000 mechorostů a zbytek tvoří zejména kapraďorosty a zelené řasy.
Typickým znakem rostlin jsou plastidy s dvoujednotkovou membránou, vzniklé primární endosymbiózou eukaryotní buňky a prokaryotní cyanobakterie (sinice). Mitochondrie mívají ploché kristy, centrioly většinou chybějí. Je vyvinutá buněčná stěna, která obsahuje celulózu, zásobní látkou jsou různé formy škrobu. Většina rostlin získává energii procesem zvaným fotosyntéza, při němž se energie ze slunečního záření používá k výrobě organických látek s vysokým obsahem energie. Při něm rostliny pohlcují oxid uhličitý a produkují kyslík.
Podle používaných fotosyntetických barviv se rostliny dělí na dvě skupiny: Glaukofyty a ruduchy mají chlorofyl a fykobiliny stejně jako sinice, zeleným řasám a rostlinám fykobiliny chybějí. Glaukofyty jsou zvláštní tím, že u nich je endosymbióza se sinicí teprve v počátcích - nemají pravé plastidy, ale cyanely, které stojí někde na půl cesty mezi plastidem a cyanobakterií a mají zachovalou peptidoglykanovou buněčnou stěnu.
Ačkoli se řasy objevily na souši před více než miliardou let (ale už i komplexnější eukaryota),[1] rostliny osídlily zem přibližně před půl miliardou let.[2]
Lidé se zabývali rostlinami již od pradávna. Využití nacházely například různé léčivé byliny. Znalosti o rostlinách byly také zásadní například pro rozvoj zemědělství, který nastal přibližně před 12 tisíci lety.[3] Zmínky o různých typech rostlin se objevují ve staroindických védách,[4] rostlinami se zabývá i antické dílo Historia plantarum ze 4. století př.n. l., jehož autor Theofrastos je někdy považován za otce botaniky.[5] Ve středověku se rozvíjela botanika v arabském světě: ke známějším patří například Al-Dinawari či Al-Nabati. S novověkem přichází do botaniky zcela nové pohledy a metody. Robert Hooke objevil rostlinné buňky v korku, o sto let později Carl von Linné rozdělil rostliny ve svém Systema naturae na 25 tříd.
Buňky se řadí mezi poměrně typické eukaryotické buňky, ale mají i mnoho vlastních charakteristických rysů. Typická je zejména přítomností plastidů, centrální vakuoly, celulózové buněčné stěny, obvykle i mezibuněčných spojů - plazmodezmat. Velikost sahá od 1 μm u zelené řasy Ostreococcus[6] až po více než metr u zelených řas Caulerpa.[7] U vyšších rostlin pak z buněk podobného tvaru a funkce vznikají rostlinná pletiva a různé vegetativní a generativní orgány.
Některé rostliny (zpravidla vodní řasy) jsou jednobuněčné, u většiny rostlinných skupin se však vyvinula mnohobuněčnost.
Jednobuněčné a necévnaté mnohobuněčné rostliny jsou označovány jako stélkaté. Jejich tělo se nazývá stélka. Ta je buď nečleněná, nebo pouze částečně diferencovaná. Morfologicky a funkčně rozlišené části stélky však nelze považovat za orgány (např. fyloidy a rhizoidy u mechorostů).
Tělo tzv. cévnatých rostlin se nazývá kormus. To je členěné na specializované rostlinné orgány, které jsou tvořeny soubory pletiv. Podle funkce se dělí do dvou základních skupin: na orgány vegetativní - orgány, které zabezpečují život jedince - např. stonek, list, kořen a generativní, které produkují pohlavní buňky - např. květ, semeno a plod.
Rostliny jsou, až na výjimky, tzv. fotoautotrofní. Toto slovo je složené z termínů fototrofie, které značí, že rostliny jako zdroj energie používají sluneční záření, a autotrofie, což znamená, že i vytváří vlastní organické látky z látek anorganických. Středem zájmu je u rostlin fotosyntéza, základní skladný proces, díky němuž se do rostlinných těl zabudovává uhlík v podobě organických sloučenin, a to za pomoci energie ze slunečního záření. Rostliny nejsou jediné organizmy, které fotosyntetizují – tento nápad „přebraly“ od sinic a od rostlin ho zase přebraly některé řasy.
Fotosyntéza u rostlin probíhá v tzv. chloroplastech; umožňují ji zejména zelená barviva, chlorofyly, a na ně navazující fotosystémy. V nich dochází ke světelné fázi fotosyntézy, následující (temnostní) fáze však již světlo nevyžaduje; jejím principem je Calvinův cyklus nebo případně Hatch-Slackův cyklus u určitých skupin rostlin.
Rostliny přijímají ze svého okolí obvykle především vodu, oxid uhličitý a organické látky (někdy i atmosférický dusík, viz biologická fixace dusíku). Jako u ostatních organizmů, asi 90% celkové hmotnosti sušiny rostlinných těl představují atomy uhlíku a kyslíku. Následuje vodík, dusík, draslík a vápník, u dalších prvků se již obsah pohybuje v řádech desetin procenta a méně. Mezi individuálními rostlinami však existují poměrně značné rozdíly; např. slanomilné rostliny hromadí sodík, hořčík a chlor, aby kompenzovaly vysoký obsah solí v půdě.[8]
Příjem minerální látek z okolí (u vyšších rostlin téměř výhradně z půdy) je následován asimilací, tedy zabudováním jednotlivých látek do organických sloučenin. Dusík je například z dusičnanů zabudován do aminokyselin či jejich amidů. Sírany se zase v rostlinách redukují a váží se do sirných aminokyselin (cystein, methionin).[8]
Zásobními látkami rostlin bývají zejména triacylglyceroly (tedy tuky), α-glukany (tzv. škrob) a různé zásobní bílkoviny.[8]
Již Linné rozlišoval říši rostliny (tehdy Vegetabilia).[9] Nejjednodušší dělení rostlin rozeznává nižší rostliny (Thallobionta), jejichž tělem je stélka (thallus), a vyšší rostliny (Cormobionta), jejichž tělo se skládá z orgánů (vyjma primitivních skupin, jako jsou mechorosty). V současnosti se tyto pojmy již používají velmi zřídka. Termín "nižší rostliny" totiž zahrnoval druhy, které nejsou vzájemně příliš příbuzné.
Dnes se v systematice hledí převážně na fylogenetickou příbuznost. Existují však různá pojetí rostlin a někdy se všechny nižší rostliny řadí k říši Protista. Tato říše však rovněž není přirozená (monofyletická), a proto byli protisté rozděleni na velké množství říší[10]. Rostliny v užším slova smyslu tak představují buď jen tzv. vyšší rostliny[10], nebo vyšší rostliny společně s zelenými řasami (Chlorophyta v širším slova smyslu), ruduchami (Rhodophyta) a skupinou Glaucophyta.[11]. V druhém případě se Rhodophyta a Glaucophyta zařazují do skupiny Biliphytae, zatímco všechny ostatní jsou považovány za zelené rostliny (Viridiplantae).
K podříši vyšší rostliny se řadí několik rostlinných oddělení, považovaných za přirozené taxony. Počet oddělení je v různých publikacích různý, ale přibližný počet je 13-14[zdroj?]. Do současné doby však přežilo jen asi 11 oddělení. Jsou to: játrovky (Hepatophyta), hlevíky (Anthocerophyta), mechy (Bryophyta v užším smyslu), plavuně (Lycopodiophyta), přesličky (Equisetophyta), kapradiny (Polypodiophyta), cykasorosty (Cycadophyta), jinany (Ginkgophyta), jehličnany (Pinophyta), liánovce (Gnetophyta) a krytosemenné (Magnoliophyta).
Je velmi komplikované zachytit na malém prostoru vývoj rostlin, neboť je tento pomyslný strom plný drobných odštěpujících se větví. Proto je nutné do jisté míry zjednodušovat skutečnost. Základní verze fylogenetického stromu podle dnešních názorů vypadá přibližně takto:[12][13][14]
Prasinophyceae (parafyletická skupina)
Ulvophyceae v širším smyslu
různé další skupiny zelených řas a parožnatky
mechy a další příbuzné skupiny
nižší dvouděložné (parafyletická skupina)
Velká rozmanitost rostlin poněkud znesnadňuje jakékoliv zobecnění, což platí i v genetice a genomice. Množství DNA obsažené v buňce se obvykle udává jako počet C, kde C je množství přítomné v pohlavních buňkách rostlin. Pohybuje se v širokém rozmezí: např. huseníček rolní (Arabidopsis thaliana) má pouhých 125 Mbp (milionů párů bází), zatímco řebčík Fritillaria assyriaca má asi tisíckrát více. Velikost genomu sice příliš nevypovídá o množství genů, přesto je to zajímavé číslo, neboť se zdá, že nad určité množství DNA v jádře jsou již všechny rostliny trvalky. Existují i další korelace, ale jako druhý příklad může být uvedena skutečnost, že rostliny s větším obsahem DNA jsou odolnější radioaktivnímu záření.[15]
Počet chromozomů se rovněž pohybuje v širokém pásmu hodnot. Rozchodník Sedum suaveolens má v diploidní (2n) buňce 640 chromozomů, rostlina Machaeranthera gracilis má pouhé 4. Vysoké počty jsou známy i od kapradin. Rostliny mívají jedinou centromeru, některé však jich mají více a tím pádem je na jednom chromozomu i více kinetochorů, na něž se upíná dělící vřeténko. Dalším typickým znakem je polyploidie, tzn. obsah více než dvou identických kopií genomu v každé tělní buňce. Znamená to, že rostliny někdy v evoluční historii zkopírují veškerý svůj genom a DNA je nyní přítomna v několikanásobně vyšším množství. Známí jsou například tetraploidi (4n), kteří mají dvakrát více DNA ve svých buňkách, než jejich diploidní předci.[15]
Počet genů se obvykle u rostlin příliš neodvíjí od toho, kolik mají v buňkách DNA. Modelová rostlina huseníček rolní jich má asi 25 000, tedy srovnatelně s člověkem, a počty genů u ostatních rostlin zřejmě nebudou nijak radikálně odlišné. Mnoho genů má tato rostlina v několika kopiích (z nichž každá je již během času přizpůsobená ke své vlastní funkci) a tyto kopie vytvářejí množství genových rodin.[15]
Rostliny neobsahují DNA jen ve svém jádře, ale určité množství představuje i tzv. plastidová DNA v plastidech a mitochondriální DNA v mitochondriích.
Rostliny stojí na počátku potravního řetězce a produkují díky fotosyntéze organickou hmotu a kyslík, a tím umožňují život dalších živých organismů. Jejich kořeny zadržují vodu a zpevňují půdu, čímž brání erozi.
Nenahraditelný význam pro biosféru mají díky unikatní schopnosti zadržovat a řízeně uvolňovat vodu. Ničení rostlinných porostů má prokazatelně následek v lokálním snížení vzdušné vlhkosti a množství srážek.
Rostliny jsou symbiotické organizmy pro živočichy, poskytují biogenní prvky, regenerují vzduch a také slouží jako prostředí.
Prakticky veškerá lidská strava je založena na přírodních plodinách, ať už přímo nebo nepřímo. Nejvíce výživné jsou obiloviny, zvláště kukuřice, obilí, pšenice, rýže nebo další důležité plodiny jako brambory, luštěniny a olejniny. Dále sem patří ovoce, zelenina, ořechy, byliny a koření. Z rostlin se vyrábí i nápoje, např. káva, čaj, pivo, víno a alkohol. Cukr se získává hlavně z cukrové třtiny a cukrové řepy. Olej a margarín pochází ze sóji, oliv, slunečnic a z palmy olejné.
V průmyslu se hojně využívají stromy. Dřevo z nich používáme při stavbě budov, k výrobě papíru, nábytku, hudebních nástrojů nebo sportovního nářadí. Látka je nejčastěji vyráběna z bavlny, lnu a ze syntetických vláken pocházejících z přírodního hedvábí. Uhlí a ropa jsou fosilní paliva, která také pocházejí z rostlin. Některé rostliny slouží též k výrobě léčiv, pesticidů, drog nebo jedů, ale i při výrobě dalších předmětů denní potřeby. Rostliny lze také použít pro výrobu tepelné či elektrické energie jejich spalováním (kupř. dřevní odpady, sláma apod.) popř. pro výrobu biolihu, který pak slouží coby palivo ve spalovacích motorech. Kromě základních složek lidské i zvířecí stravy rostliny také snižují prašnost a hlučnost, a to zejména v městském prostředí, pomáhají také zlepšovat mikroklima (nejen ve městech) a působí i esteticky - kupř. pokojové rostliny, ozdobné zahrady, zámecké parky, stromořadí podél cest apod.
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Plants na anglické Wikipedii.
Obrázky, zvuky či videa k tématu rostliny ve Wikimedia Commons
Rostliny (Plantae, též nově Archaeplastida či Primoplantae) je říše eukaryotických a převážně fotosyntetických organismů. Odhaduje se, že se na Zemi vyskytuje asi 350 000 druhů rostlin (včetně semenných rostlin, mechorostů a kapraďorostů). Zatím bylo popsáno asi 290 000 druhů, z nichž je asi 260 000 semenných, 15 000 mechorostů a zbytek tvoří zejména kapraďorosty a zelené řasy.
Typickým znakem rostlin jsou plastidy s dvoujednotkovou membránou, vzniklé primární endosymbiózou eukaryotní buňky a prokaryotní cyanobakterie (sinice). Mitochondrie mívají ploché kristy, centrioly většinou chybějí. Je vyvinutá buněčná stěna, která obsahuje celulózu, zásobní látkou jsou různé formy škrobu. Většina rostlin získává energii procesem zvaným fotosyntéza, při němž se energie ze slunečního záření používá k výrobě organických látek s vysokým obsahem energie. Při něm rostliny pohlcují oxid uhličitý a produkují kyslík.
Podle používaných fotosyntetických barviv se rostliny dělí na dvě skupiny: Glaukofyty a ruduchy mají chlorofyl a fykobiliny stejně jako sinice, zeleným řasám a rostlinám fykobiliny chybějí. Glaukofyty jsou zvláštní tím, že u nich je endosymbióza se sinicí teprve v počátcích - nemají pravé plastidy, ale cyanely, které stojí někde na půl cesty mezi plastidem a cyanobakterií a mají zachovalou peptidoglykanovou buněčnou stěnu.
Ačkoli se řasy objevily na souši před více než miliardou let (ale už i komplexnější eukaryota), rostliny osídlily zem přibližně před půl miliardou let.
