維管束植物

維管束植物 時間範囲:シルル紀～現在、4億2500万～4億2500万年前[1] [2] 前Ꞓ Ꞓ お S だ Ｃ ポ T J け ページ いいえ
種子を産まない植物 であるシダ
レモンバジル、種子植物
科学的分類
王国：	植物界
クレード:	胚植物
クレード:	多胞子嚢菌類
クレード:	Tracheophytes Sinnott, 1935 [3]元Cavalier-Smith , 1998 [4]
部門 † 絶滅
スーパーディビジョンクリプトガマエ †クックソニア †鼻水草類 †帯状藻類 ヒカゲノカズラ類 †三量体植物門 ポリポディオフィタ †前裸子植物門 種子植物上分類 †シダ植物 マツ科植物 ソテツ類 イチョウ科 グネト植物門 被子植物​ †ベネティタレス

維管束植物（ラテン語の vasculum  「管」に由来）は、維管束植物（英: / ˈ t r æ k iː ə ˌ f aɪ t s /、^[5]米: / ˈ t r eɪ k iː ə ˌ f aɪ t s /）^[6]または総称して維管束植物（英: / ˌ t r eɪ k iː ˈ ɒ f ɪ t ə / ^[7] ; ^{[8] [9]}古代ギリシャ語のτραχεῖα ἀρτηρία ( trakheîa artēría )  「気管」とφυτά ( phutá )  「植物」に由来）^[9]とも呼ばれ、水を導くための木質組織（道管）を持つ植物である。植物体全体に栄養分やミネラルを蓄えています。また、光合成の産物を運ぶための特殊な非木質組織（師管）も持っています。このグループには、コケ類を除くほとんどの陸上植物（約 30万種が知られている）^[10]が含まれます。

維管束植物には、ヒメコケ類、スギナ類、シダ類、裸子植物（針葉樹を含む）、被子植物（顕花植物）が含まれる。これらは、コケ類や緑藻類などの非維管束植物と対比される。維管束植物グループの学名には、維管束植物門（Tracheophyta ） ^{[11] [4] : 251} Tracheobionta ^[12]およびEquisetopsida sensu latoなどがある。初期の陸上植物（rhyniofytes）には維管束組織があまり発達していなかったものもあり、現生植物を含むその他すべての維管束植物には、 eutracheophyteという用語は使用されている。

歴史的には、維管束植物は「高等植物」として知られていました。これは、維管束植物が他の植物よりも複雑な生物であるため、他の植物よりも進化していると考えられていたためです。しかし、これは時代遅れのscala naturaeの古い名残であり、この用語は一般に非科学的であると考えられています。^[13]

植物学者は維管束植物を 3 つの主な特徴によって定義します。

1. 維管束植物には、植物全体に資源を分配する維管束組織があります。植物には、道管と師管という2種類の維管束組織があります。師管と道管は互いに密接に関連しており、通常は植物内で互いに隣接して位置しています。互いに隣接する道管と師管の組み合わせは、維管束束として知られています。 [ ^14]植物の維管束組織の進化により、植物は、これらの特殊な伝導組織を欠いているため比較的小さなサイズに制限されている非維管束植物よりも大きなサイズに進化することができました。
2. 維管束植物では、主要な世代または段階は胞子体であり、胞子を形成し、二倍体（細胞あたり2セットの染色体を持つ）です。（対照的に、非維管束植物の主な世代段階は配偶体であり、配偶子を形成し、一倍体（細胞あたり1セットの染色体を持つ）です。）
3. 維管束植物には真の根、葉、茎がありますが、一部のグループではこれらの特性の 1 つ以上が二次的に失われています。

キャバリエ・スミス（1998）は、維管束植物門を、ラテン語の「facies diploida xylem et phloem instructa」（木部と師管を持つ二倍体段階）で定義されるこれらの特徴のうち2つを含む門または植物学上の区分として扱った。^{[4] : 251}

半数体生成重視から二倍体生成重視への進化のメカニズムとして考えられるのは、より複雑な二倍体構造による胞子散布の効率向上である。胞子柄の発達により、より多くの胞子が生産され、胞子をより高く放出し、より遠くまで拡散する能力が発達した。このような発達には、胞子を持つ構造の光合成領域の拡大、独立した根を成長させる能力、支えとなる木質構造、およびより多くの枝分かれが含まれる可能性がある。^[要出典]

^{ケンリックとクレイン（1997年） [15]}の後に提案された維管束植物の系統発生は、クリステンフスら（2011a）^[16]の裸子植物、スミスら^{[17]のシダ植物、クリステン}フスら（2011b）^[18]のヒカゲノカズラ類とシダ植物を修正したものであり、クラドグラムは、リニオ植物を「真の」維管束植物である真維管束植物と区別している。^[15]

この系統発生はいくつかの分子生物学的研究によって裏付けられている。^{[17] [19] [20]}他の研究者は、化石を考慮すると異なる結論が導かれると主張している。例えば、シダ植物（シダ類）は単系統ではない。^[21]

ハオとシュエは2013年に前真葉植物の代替系統樹を発表した。^[22]

土壌から根によって水と無機溶質の形で養分が吸い上げられ、道管によって植物全体に運ばれます。葉で光合成によって生成されたショ糖などの有機化合物は、師管要素によって分配されます。

道管は、顕花植物では道管から、その他の維管束植物では仮道管から構成されます。道管細胞は、水の輸送を担う管の列を形成するように配置された、硬壁の中空の死んだ細胞です。仮道管の細胞壁には通常、ポリマーのリグニンが含まれています。

一方、師管は篩管メンバーと呼ばれる生きた細胞で構成されています。篩管メンバーの間には、分子が通過できる孔がある篩板があります。篩管メンバーには核やリボソームなどの器官はありませんが、その隣にある細胞、つまり伴細胞が篩管メンバーを生かし続けるために機能します。

すべての植物、そしてすべての細胞生物の中で最も豊富な化合物は水であり、それは重要な構造的役割と植物の代謝における極めて重要な役割を果たしている。蒸散は植物組織内の水移動の主な過程である。植物は絶えず気孔を通して大気中に水を蒸散させ、その水を根が吸い上げた土壌水分と補充する。夜間に気孔が閉じているとき、植物内に水圧がかかる可能性がある。余分な水は、水門と呼ばれる孔から排出される。^{[23]葉の気孔からの}水の移動により、道管または仮導管内の水柱に蒸散引力または張力が生じる。この引力は、気孔が開いているときに表面から蒸発が起こる葉肉細胞の細胞壁内の水の表面張力の結果である。水分子間には水素結合が存在し、それらが一列に並ぶ原因となっている。植物の上部にある分子が蒸発すると、それぞれが次の分子を引き上げ、それを置き換え、それがさらに次の分子を引き上げます。水の上方への引き込みは完全に受動的であり、浸透圧による根への水の動きによって補助される場合があります。その結果、蒸散では植物は水の移動にほとんどエネルギーを費やさなくて済みます。蒸散は、植物が土壌から栄養分を可溶性塩として吸収するのを助けます。可溶性塩は水とともに土壌から葉に運ばれるため、蒸散は土壌からの栄養分の吸収に重要な役割を果たします。植物は蒸散率を調整して、水分損失と栄養分の吸収のバランスを最適化できます。^[24]

生きている根の細胞は受動的に水を吸収します。浸透による蒸散需要が低い場合は根内の圧力が上昇し、水需要が高い場合は圧力が低下します。蒸発散がない場合、芽や葉への水の移動は発生しません。この状態は、高温、高湿度、暗闇、干ばつと関連しています。 ^{[引用が必要]}

木部は水を導く組織であり、二次木部は林業に原材料を供給する。^[25]木部組織と師管組織はそれぞれ植物内の伝導プロセスに関与している。糖は師管を通って植物全体に運ばれ、水と他の栄養素は木部を通過する。伝導は、栄養素ごとに供給源からシンクへと起こる。糖は葉（供給源）で光合成によって生成され、成長中の新芽と根（シンク）に運ばれ、成長、細胞呼吸、貯蔵に利用される。ミネラルは根（供給源）で吸収され、新芽に運ばれ、細胞分裂と成長を可能にする。^{[26] [27] [28]}

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