copac , plantă lemnoasă care își reînnoiește în mod regulat creșterea ( perenă ). Majoritatea plantelor clasificate ca arbori au un singur trunchi autoportant care conține țesuturi lemnoase, iar la majoritatea speciilor trunchiul produce membre secundare, numite ramuri.
Pentru mulți, cuvântul arbore evocă imagini ale unor structuri atât de vechi, puternice și maiestuoase precum stejarii și sequoia , acestea din urmă fiind printre cele mai masive și mai longevive organisme din lume. Deși majoritatea pământului terestre biomasa este reprezentată de copaci, importanța fundamentală a acestor plante aparent omniprezente pentru însăși existența și diversitatea vieții de pe Pământ nu este poate pe deplin apreciată. Biosfera este dependentă de metabolismul, moartea și reciclarea plantelor, în special a copacilor. Trunchiurile lor vaste și sistemele radiculare stochează dioxid de carbon , mișcă apa și produc oxigen care este eliberat în atmosferă. Materia organică a solului se dezvoltă în principal din frunze, crenguțe, ramuri, rădăcini și copaci căzuți, care reciclează azotul, carbonul , oxigenul și alți nutrienți importanți. Există puține organisme la fel de importante ca copacii pentru menținerea ecologiei Pământului .
Acest articol discută clasificările istorice, populare și botanice ale copacilor, evoluția lor, importanța lor pentru oameni și structura lor generală și modelele de creștere. Pentru mai multe informații despre cele trei grupuri botanice care includ copaci, consultați ferigă (de exemplu, ferigile arborescente ), gimnosperme (inclusiv conifere ) și angiosperme (plantele cu flori). Pentru informații generale despre plante, vezi plantă .
Clasificarea arborilor
Greecii antici au dezvoltat o clasificare în jurul anului 300 î.Hr. în care plantele erau grupate în funcție de forma lor generală – adică sub formă de copaci, arbuști, arbuști și viță de vie. Această clasificare a fost folosită timp de aproape 1.000 de ani. Clasificările moderne ale plantelor încearcă să atribuie o plantă unui anumit taxon și să stabilească relații cu alte plante bazate pe genetică, citologie, ecologie, comportament și linii evolutive probabile, în plus față de morfologia brută . Clasificările populare rămân totuși instrumente utile pentru studierea tensiunilor comune pe care mediul le exercită asupra tuturor plantelor și a tiparelor generale de adaptare care sunt arătate indiferent cât de îndepărtat sunt înrudite plantele.
Clasificări filogenetice
Copacii sunt reprezentați în fiecare dintre marile grupe de plante vasculare: pteridofitele (plante vasculare fără semințe care includ ferigile arborescente ),gimnosperme ( cicade , ginkgo și conifere ) și angiosperme (plante cu flori).
Deşi ferigi de copac reprezintă doar un mic procent de ferigi , multe sunt membri vizibili ai unei păduri , atingând înălțimi de 7 până la 10 metri (23 până la 33 de picioare); unele au 15, 18 sau ocazional 24 de metri înălțime (49, 59 sau 79 de picioare). Acești copaci grațioși, care sunt originari din pădurile montane umede din tropice și subtropice și din regiunile temperate calde din emisfera sudică, au frunze uriașe de dantelă; sunt rămășițele unei flore mult mai numeroase care a populat o mare parte a Pământului în timpul perioadei Carbonifer (acum aproximativ 358,9 până la 298,9 milioane de ani).
Cicadele Modjadji cicadele ( Encephalartos transvenosus ) în Grădina Botanică Națională Pretoria, provincia Gauteng, Africa de Sud.
Cicadele compun Cycadophyta , o diviziune de plante gimnosperme formată din 4 familii și aproximativ 140 de specii. Nativi din regiunile calde ale emisferelor estice și vestice, ei sunt, de asemenea, rămășițe ale unui număr mult mai mare de specii care în epocile geologice trecute au dominat flora Pământului.
Frunze de ginkgo, Frunzele de piele în formă de evantai ale unui arbore de ginkgo ( Ginkgo biloba ), o gimnospermă.
Ginkgo este singurul reprezentant viu al diviziei de gimnosperme Ginkgophyta . Este o relicvă care a fost păstrată în cultivare în jurul templelor budiste antice din China și plantată în altă parte ca ornament de la mijlocul secolului al XVIII-lea; arborele probabil nu mai există în stare sălbatică.
Copac de puzzle de maimuță Conuri și ramuri ale unui copac de puzzle de maimuță ( Araucaria araucana ), originar din centrul și sudul Chile și vestul Argentinei.
Coniferele (diviziunea Pinophyta) sunt cel mai mare grup de gimnosperme și includ arbori și arbuști în 7 familii existente și 545 de specii. Reprezentanți familiari sunt araucariile , cedrii , chiparoșii , brazii Douglas , brazii , cucutele , jnepenii , leuștenii , pinii , podocarpii , sequoia , molizii și tisa .
Flora actuală a Pământului dominant este angiosperme , cu aproximativ 300.000 de specii, printre care se numără majoritatea copacilor din lume. Angiospermele sunt uneori împărțite pe baza unui grup de caracteristici în două grupe majore: monocotiledonatele și eudicotiledonatele. Cei mai numeroși dintre arborii monocotiledonați sunt palmierii ; altele includ agave , aloe , dracaena , pini șurub și yucca . De departe, cel mai mare număr de specii de arbori sunt eudicotiledonatele; sunt reprezentați de grupuri familiare precum mesteacănii , ulmii , ilisurile , arțarii , stejarii , plopii , frasinul și sălcii .
Clasificare ecologică și evolutivă
Arborele nu este o categorie biologică imuabilă, ci mai degrabă un concept uman bazat pe criterii vizuale . Poate că o definiție generală ar descrie un copac ca aplantă perenă lemnoasă care se dezvoltă de-a lungul unui singur principal principal trunchiul la o înălțime de cel puțin 4,5 metri (15 picioare) la maturitate.
Acest lucru poate fi în contrast cu un arbust , care ar putea fi definit în mod vag ca o plantă lemnoasă cu tulpini multiple, care este, în cele mai multe cazuri, mai puțin de 3 metri (aproximativ 10 picioare) înălțime. Cu toate acestea, o specie care se potrivește descrierii fiecăreia într-o zonă a lumii ar putea să nu facă neapărat acest lucru în alte regiuni, deoarece o varietate de stres modelează obiceiul plantei mature. Astfel, o anumită specie lemnoasă poate fi un copac într-un set de habitate din aria sa și un arbust în altă parte.
De exemplu, molidul și bradul pot prospera sub formă de copac la baza unui munte, dar pot lua o formă de arbust lângă vârful muntelui, variația datorată în principal tensiunilor exercitate de condițiile de mediu precum altitudinea, temperatura și tensiunea oxigenului.
După cum se vede în secțiunea de mai sus, copacii se găsesc printre multe familii de plante care includ și arbuști și ierburi, astfel încât conceptul de copac nu este unul filogenetic. În plus, nu există un consens clar dacă forma arborelui este starea avansată sau primitivă. Unii paleobotaniști sugerează că copacii sunt cei mai primitivi membri ai acestor familii de plante. Cu toate acestea, forme de arbore se găsesc în toate plantele vasculare, de la mușchi și ferigi până la gimnosperme și angiosperme . Mai mult, este adevărat că, printre plantele cu flori, copacii se găsesc nu numai printre membrii cei mai primitivi (ordinul Magnoliales ), ci și printre membrii mai specializați, sau mai avansati, precum trandafirii (ordinul Rosales ).
În consecință, atât din perspectivă taxonomică, cât și din punct de vedere filogenetic, arborele este o categorie artificială. Pe o bază ecologică, totuși, copacul poate fi recunoscut ca o construcție naturală, deoarece reprezintă o strategie de adaptare a multor taxoni diferiți pentru a exploata și a domina habitatul deasupra solului.
În primele etape ale dezvoltării vieții terestre, plantele terestre erau fără rădăcini și fără frunze. Deoarece își aveau originile în medii apoase , ele nu necesitau țesuturi conducătoare și de susținere specializate oferite de rădăcini și tulpini și nici nu necesitau regiuni localizate de sinteză a carbohidraților , deoarece fiecare celulă era implicată în metabolism, absorbția apei și nutrienților și în respirație. . Habitatele mai îndepărtate de apă, precum și habitatele aeriene reprezentau mediile nelocuite disponibile.
O cheie pentru exploatarea habitatelor terestre este creșterea complexității formei plantei pentru a permite specializarea funcției. Acest lucru necesită complexitate fiziologică și morfologică, precum și optimizare biologică. Dacă toate țesuturile trunchiurilor masive de copac ar fi vii, de exemplu, costul fiziologic al menținerii acestor structuri în stare de viață ar fi enorm și probabil de neatins. O soluție elegantă a venit sub forma unor adaptări structurale extraordinare : țesuturi și organe noi au permis localizarea funcțiilor corpului plantei.
Evoluția părților distincte ale corpului plantei cu funcții separate a permis plantelor să se deplaseze pe pământ și să sufere o radiație adaptativă incredibilă . Frunzele au evoluat ca organe fotosintetice specializate . Tulpinile au oferit rezistență mecanică, precum și o capacitate conductivă de a transporta apa și substanțele nutritive de la rădăcini la frunze.
Rădăcinile au asigurat ancorarea și absorbția suficientă a apei și a nutrienților pentru a susține restul plantei.