Fotosíntesis en plantas
Las plantas son fotosintéticas. Las plantas son principalmente fotoautótrofas, es decir, realizan la fotosíntesis en las que se libera oxígeno como un subproducto. Comparten este metabolismo fundamental con cianobacterias, varios organismos llamados algas, e incluso algunos animales. La fotosíntesis en plantas y algas ocurre en los cloroplastos, que son descendientes de cianobacterias capturadas a través de la endosimbiosis primaria.
Organismos multicelulares
Las plantas son multicelulares, principalmente organismos terrestres descendientes de algas verdes. El reino vegetal de la planta (Clado Embryophyta) desciende del grupo de algas verdes Charophyta, y consiste en plantas complejas, multicelulares, en su mayoría terrestres, en las cuales el crecimiento embrionario temprano se protege y se nutre en cámaras especiales en la planta madre.
Crecimiento
El crecimiento de las plantas es indeterminado y está adaptado para reunir recursos difusos. Los recursos necesarios para la vida fotosintética, incluida la luz, el dióxido de carbono, el agua y los minerales, tienden a distribuirse de forma difusa, requiriendo sistemas anchos, parecidos a antenas, por encima y por debajo de la tierra, para reunir esos recursos. Las diversas formas de arquitectura vegetal reflejan diferentes estrategias para optimizar esos sistemas de recolección de recursos. La mayoría de las plantas no tienen un tamaño o forma fija, aunque algunas tienen una vida útil bien definida. Se expanden indefinidamente, añadiendo nuevos órganos fotosintéticos y de absorción a lo largo de su vida.
Las plantas y sus partes
Los brotes consisten de unidades repetidas simples que exhiben homología en serie. Un brote es una sección joven del tallo con las hojas u otros órganos derivados producidos en serie a través del crecimiento en su extremidad. Las hojas suelen ser estructuras determinadas de tamaño fijo, forma y vida útil, y se unen en puntos a lo largo del tallo llamados nodos. Los nodos pueden estar separados por secciones de tallo llamadas entrenudos. Una yema axilar, del cual puede surgir un brote de rama, se sitúa en la axila (ángulo basal) de cada hoja. Las hojas pueden ser modificadas en brácteas, zarcillos, espinas o órganos florales mediante la modificación de un plan común de desarrollo fundamental (es decir, estas estructuras son homólogas en serie).
Meristemas
Nuevos tejidos y órganos se forman en los meristemas. El crecimiento en las plantas está localizado en tejidos especializados llamados meristemas. Los meristemas de crecimiento primario (meristemas apicales) se localizan en las puntas de los brotes y raíces, y en las plantas con tallos alargados, la división celular y la expansión pueden continuar durante algún tiempo dentro de los entrenudos. La ramificación en tallos se logra mediante el crecimiento de los brotes axilares, y en las raíces por la formación de nuevos meristemas profundamente dentro de los tejidos de las raíces. Los tallos y raíces de muchas plantas se expanden en espesor a través de meristemas secundarios cilíndricos que producen madera y corteza.
Transporte de agua y minerales
Las plantas son sistemas hidrostáticos. Las células vegetales tienen paredes celulares rígidas hechas principalmente de celulosa, que limitan la expansión celular causada por la ósmosis. Esto da lugar a una presión de turgencia, que desempeña un papel en el crecimiento celular, expansión del tejido, el movimiento de las partes de la planta, el mantenimiento de la rigidez del órgano y el transporte de alimentos, agua y minerales. Las paredes celulares están fuera de los protoplastos vivos y, junto con los espacios intercelulares y las células conductoras huecas, crean colectivamente una matriz no viva (apoplástica) a través de la cual el agua puede moverse de una parte de la planta a otra. Los hilos citoplásmicos (plasmodesmos) conectan los protoplastos vivos de las células vegetales, dando lugar a una segunda red (simplástica) a través de la cual fluidos incluyendo azúcar disuelto y otros orgánicos, también pueden moverse de una parte de la planta a otra, a menudo a través de la manipulación activa de las fuerzas osmóticas. Una gran vacuola central contiene agua y otras sustancias almacenadas, y ayuda a regular el contenido citoplásmico de agua y de soluto.
Ciclos reproductivos
Las plantas tienen ciclos reproductivos complejos que implican la alternancia de generaciones. Como organismos no móviles, las plantas multicelulares dependen de factores externos, como el viento, el agua o los animales, para completar la reproducción sexual y dispersar su progenie genética a lugares distantes. En las plantas terrestres más simples, los espermatozoides nadan hasta los huevos, pero la dispersión a nuevas localidades es un proceso independiente logrado por las esporas aerotransportadas. Como la dispersión a larga distancia de las esporas y el viaje a corta distancia de los gametos tienen requisitos muy diferentes, las plantas típicamente alternan entre dos cuerpos multicelulares distintos, o generaciones. Un cuerpo productor de esporas diploides (esporofito) produce esporas a través de la meiosis, y es típicamente alto para lanzar las esporas para una dispersión efectiva por las corrientes de aire. Las esporas germinan en cuerpos haploides productores de gametos (gametófitos), que permanecen pequeñas y cerca del suelo, de modo que las células de esperma pueden ser liberadas en películas de agua superficial y necesitan viajar sólo una corta distancia para unirse con un huevo en una planta genéticamente diferente. En las plantas de semillas, los gametófitos productores de esperma son pequeños y permanecen dentro de esporas especializadas (granos de polen) que son transportadas por el viento o los animales a las semillas embrionarias (óvulos) donde se encuentran los gametófitos productores de huevos.
Mecanismos de defensa
Las plantas se defienden sin moverse. Para protegerse contra la depredación de los herbívoros, los órganos de las plantas producen capas de tejidos fibrosos o pedregosos, se cubren con pelos o escamas superficiales, se arman con púas, o espinas, producen sustancias químicas repelentes o tóxicas o proporcionan alimento y refugio a los animales que defienden activamente la planta. Algunas plantas invierten poco en defensa, y en su lugar dependen de un crecimiento rápido de reemplazo.