พืชเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์แบบยูคาริโอต เป็นพวกที่สังเคราะห์ด้วยแสงได้ และสร้างสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์ได้ พืชมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับกลุ่มสาหร่ายสีเขียวพวกคาโรไฟซีน (charophycean) หรือพวกคาโรไฟต์ (charophyte) หรือสาหร่ายไฟ มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับพืชมากที่สุด
กำเนิดของพืชบก มีหลักฐานทางสายวิวัฒนาการเชื่อมโยงระหว่างพืชบกกับคาโรไฟต์
คลอโรพลาสต์มีจุดกำเนิดร่วมกันพลาสติดของสาหร่ายคล้ายกับคลอโรพลาสต์ของพืชมาก
ผนังเซลล์ประกอบด้วยเซลลูโลสเหมือนกัน
มีเพอรอกซิโซม (peroxisome) ที่เหมือนกัน
มีแฟรกโมพลาสต์ (phragmoplast) ซึ่งเป็นถุงเล็ก ๆ ที่เกิดจากกอลจิคอมเพล็กซ์มาเรียงกันอยู่ที่กลางเซลล์ที่กำลังแบ่งเซลล์ทำให้มีการสร้างเซลล์เพลต (cell plate) กั้นระหว่างเซลล์
มีโครงสร้างสเปิร์มแบบเดียวกันพืชจำนวนมาก
การเปรียบเทียบในระดับโมเลกุลโดยเปรียบเทียบลำดับเบสของ DNA ในคลอโรพลาสต์และยีนในนิวเคลียส มีหลักฐานสนับสนุนว่าพืชและคาโรไฟต์มีบรรพบุรุษร่วมกัน
ลักษณะที่มีเฉพาะในพืชบก ได้แก่
การมีเนื้อเยื่อเจริญที่ปลาย (apical meristem) ทำให้สร้างเนื้อเยื่อต่าง ๆ ของพืชได้ พืชจะต้องมีการปรับตัวทางด้านโครงสร้างคือ รากและลำต้น โดยการยืดตัวยาวออกและแตกกิ่งก้านของรากและลำต้นให้มากที่สุด เพื่อให้ไปสัมผัสกับแหล่งปัจจัยที่ต้องการคือ คาร์บอนไดออกไซด์ แสง น้ำ และแร่ธาตุ การที่พืชจะเพิ่มความยาวของรากและลำต้นได้ ก็โดยการแบ่งเซลล์ของเนื้อเยื่อเจริญที่ปลายยอด ปลายกิ่ง ปลายรากแล้วมีการเจริญเปลี่ยนแปลงไปเป็นเนื้อเยื่อต่าง ๆ รวมทั้งเอพิเดอร์มิสที่ปกคลมป้องกันพืช
พืชส่วนใหญ่มีโครงสร้างที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์ เรียกว่า แกมีแทนเจียม (gametangium) ซึ่งเป็นโครงสร้างที่มีหลายเซลล์ แกมีแทนเจียมของพืชมีชั้นของเซลล์ที่เป็นหมัน (sterile cell) ล้อมรอบและป้องกันเซลล์สืบพันธุ์ (เซลล์ไข่และสเปิร์ม) ไว้ ไข่ที่ถูกปฏิสนธิเจริญเป็นเอ็มบริโอที่มีหลายเซลล์ และอยู่ใน แกมีแทนเจียมเพศเมีย เอ็มบริโอจึงได้รับการปกป้องในขณะที่กำลังเจริญ
มีวัฏจักรชีวิตแบบสลับ (alternation of generation) พืชมีช่วงชีวิตที่เป็นระยะแกมีโทไฟต์ (gametophyte) สลับกับช่วงชีวิตระยะสปอโรไฟต์ (sporophyte) แกมีโทไฟต์ เป็นระยะที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์หรือแกมีต (gamete) คือไข่และสเปิร์มที่มีโครโมโซมชุดเดียว (n) เมื่อเกิดการปฏิสนธิระหว่างไข่กับสเปิร์มจะได้ไซโกต (zygote) ที่มีโครโมโซมเป็นดิพลอยด์ (2n) หลังจากนั้นไซโกตแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสกลายเป็นเอ็มบริโอและต้นอ่อน ซึ่งเป็นระยะสปอโรไฟต์ เมื่อสปอโรไฟต์เจริญเต็มที่ จะแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสเพื่อสร้างสปอร์ (spore) ที่มีโครโมโซมแฮพลอยด์ (n) สปอร์แบ่งเซลล์แบบไมโทซิสเพื่อเจริญเป็นระยะแกมีโทไฟต์อีก ระยะแกมีโทไฟต์จึงมีการสร้างเซลล์สืบพันธุ์อีกสลับกันไป
มีสปอร์ที่มีผนังหุ้มเกิดอยู่ในสปอแรนเจียม ระยะสปอโรไฟต์ของพืชมีอวัยวะสปอแรนเจียม (sporangium) เป็นโครงสร้างที่สร้างสปอร์ภายในสปอแรนเจียมสปอร์มาเทอร์เซลล์ (Spore mother cell) จะแบ่งไมโอซิสได้สปอร์ที่มีโครโมโซม n ส่วนเนื้อเยื่อของสปอแรนเจียมก็ช่วยป้องกันสปอร์ที่กำลังพัฒนาจนกว่าจะปลิวไปในอากาศ การมีสปอแรนเจียมจึงเป็นการปรับตัวของพืชบก
มีแกมีแทนเจียมที่มีหลายเซลล์ (multicellular gametangium) ระยะแกมีโทไฟต์ของพืชพวกไบรโอไฟต์ (bryophyte) เทอริโดไฟต์ (pteridophyte) และจิมโนสเปิร์ม (gymnosperm) สร้าง แกมีตอยู่ในอวัยวะแกมีแทนเจียม โดยแกมีแทนเจียมเพศเมียเรียกว่า อาร์ดีโกเนียม (archegonium) มีรูปร่างคล้ายคนโท ทำหน้าที่สร้างไข่ ส่วนแกมีแทนเจียมเพศผู้เรียกว่า แอนเทอริเดียม (antheridium) สร้างสเปิร์มซึ่งจะปล่อยออกสู่ภายนอก เมื่อเจริญเต็มที่แล้วสเปิร์มของพืชพวกไบรโอไฟต์ เทอริโอไฟต์ และจิมโนสเปิร์มบางชนิดมีแฟลเจลลาใช้ว่ายน้ำได้ จึงว่ายไปหาไข่และปฏิสนธิกับไข่ในอาร์คีโกเนียม ไข่ที่ถูกปฏิสนธิเจริญเป็นไซโกตแล้วพัฒนาไปเป็นเอ็มบริโอ
โดยมีพืชบก 4 กลุ่มคือ ไบรโอไฟต์ เทอริโดไฟต์ จิมโนสเปิร์ม และแองจิโอสเปิร์ม จะมีลักษณะต่างๆ เหมือนกัน และเป็นลักษณะที่ไม่พบในคาโรไฟต์ หรือสาหร่ายไฟ ซึ่งรายละเอียดของพืชบกทั้ง 4 กลุ่มจะกล่าวในหัวข้ออาณาจักรพืช 2 3 4 และ 5 ตามลำดับต่อไป
การปรับตัวด้านอื่น ๆ ของพืชบก
การปรับตัวเพื่อสงวนรักษาน้ำไว้ เนื้อเยื่อเอพิเดอร์มิสของใบและส่วนอื่นในลำต้นที่สัมผัสอากาศจะมีคิวทิน (cutin) ที่เป็นไขปกคลุมอยู่เป็นชั้นคิวติเคิล (cuticle) เป็นการป้องกันการสูญเสียน้ำแล้ว ยังป้องกันการเข้าทำลายของจุลินทรีย์อีกด้วย แต่พืชก็ต้องการคาร์บอนไดออกไซด์ในการสังเคราะห์ด้วยแสงดังนั้นเอพิเดอร์มิสของใบหรือส่วนที่สังเคราะห์ด้วยแสงได้จะมีรูใบหรือปากใบ stomata) เป็นทางแลกเปลี่ยนแก๊ส CO2 และ O2 ระหว่างอากาศภายนอกกับภายในใบ แต่ปากใบก็เป็นทางให้น้ำระเหยออก โดยการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์คุม (guard cell) ที่อยู่ข้าง ๆ ปากใบจะทำให้ปากใบปิดเพื่อลดการสูญเสียน้ำ
การปรับตัวในการลำเลียง พืชบกยกเว้นไบรโอไฟต์ มีราก ลำต้น และใบที่แท้จริง และมีเนื้อเยื่อลำเลียงคือ ไซเล็ม (xylem) ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุขึ้นมาทางราก กับโฟลเอ็ม (phloem) ลำเลียงอาหารไปทั่วต้นพืช
|