De planten (Plantae) vormen een rijk van eukaryoten die hun energie verkrijgen uit fotosynthese en zich meestal niet zelfstandig kunnen voortbewegen. Bijna alle planten bezitten chloroplasten (bladgroenkorrels) in hun cellen, waarmee ze energie uit zonlicht kunnen vangen om koolhydraten te vormen uit koolstofdioxide en water. De wetenschap die zich bezighoudt met de bestudering van planten heet botanie.
In de moderne biologie wordt het plantenrijk vaak gelijkgesteld met de grote evolutionaire groep Viridiplantae. Hiertoe behoren de groenwieren en de landplanten – met hierbinnen de mossen, lycofyten, varens, naaktzadigen en bedektzadigen. Een gemeenschappelijk kenmerk is dat al deze groepen een celwand bezitten bestaande uit cellulose, en dat ze hun koolhydraten opslaan in de vorm van zetmeel.
Er zijn ongeveer 385.000 plantensoorten beschreven, waarvan de overgrote meerderheid zaden vormen. Deze zaadplanten zijn zeer divers in groeiwijze en levenscyclus, van minuscule waterplanten tot metershoge bomen. Groene planten zijn verantwoordelijk voor de productie van een belangrijk deel van de zuurstof in de atmosfeer. Als ecologische producenten staan ze aan de basis van vrijwel alle ecosystemen op Aarde. Vele organismen, waaronder dieren, voeden zich met plantaardig materiaal of zijn weer afhankelijk van organismen die van planten leven.
Bij de uitdrukking 'bloemen en planten' gaat het in het gewone spraakgebruik vaak om kruidachtige soorten van de bedektzadigen, bijvoorbeeld snijbloemen, sierplanten, kamerplanten en tuinplanten. Deze worden dan voor een deel geplaatst tegenover de houtige planten zoals de struiken en bomen. Samen vormen ze slechts een klein deel van de Viridiplantae.
Omgrenzing Taxonomische geschiedenis thumb|Een gravure van kurkcellen, uit Micrographia van Robert Hooke (1665)
In de loop van de geschiedenis is de definitie van de 'planten' sterk geëvolueerd. In de Oudheid werden alle levende wezens ondergebracht in een van twee groepen: planten en dieren. Deze indeling gaat terug tot Aristoteles (384–322 v.Chr.), die verschillende niveaus van leven probeerde te onderscheiden. Theophrastus, een leerling van Aristoteles, zette zijn werk voort en maakte het eerste beschrijvende inventaris van planten. Veel later legde Linnaeus (1707–1778) de basis voor het moderne systeem van wetenschappelijke classificatie, maar hij behield de dieren- en plantenrijken, en noemde het plantenrijk Vegetabilia.
Na de uitvinding van de microscoop in de 17e en 18e eeuw bleek dat groepen als schimmels, bacteriën en veel een- en meercellige algen fundamenteel verschilden van de klassieke landplanten. De veranderde inzichten leidden in de 19e eeuw tot herzieningen van het rijkensysteem. Ernst Haeckel introduceerde in 1866 het rijk Protista om organismen onder te brengen die niet goed pasten in de traditionele dier- of plantengroep. Hierdoor verdwenen steeds meer organismen uit het plantenrijk.
In de 20e eeuw werden nieuwe classificaties voorgesteld, onder meer door een beter begrip van evolutie, anatomie en levenscyclus van diverse soorten. De vijf-rijkenverdeling van Robert Whittaker (1969) splitste de schimmels (Fungi) definitief van de planten, en plaatste bacteriën in een apart rijk (Monera). Daarmee werden 'planten' steeds sterker beperkt tot organismen die zowel meercellig als fotosynthetisch zijn, en cellulose in hun celwanden hebben.
Modern begrip Met de komst van de moleculaire fylogenie aan het eind van de 20e eeuw veranderde het begrip opnieuw. DNA-gegevens toonden aan dat de klassieke “algen” geen natuurlijke groep vormen. Alleen de roodwieren, glaucofyten, groenwieren en Charophyta (Streptofyt-algen) bleken genetisch verwant aan de landplanten door een gedeelde evolutionaire oorsprong van hun plastiden. Deze groepen worden tegenwoordig ondergebracht in de clade Archaeplastida. Binnen deze clade vormen de groene planten (Viridiplantae) – bestaande uit groenwieren en landplanten – een duidelijk afgebakende evolutionaire eenheid. De traditionele planten worden in moderne fylogenie daarom soms beperkt tot de landplanten (Embryophyta), maar vaker, in bredere zin, tot de Viridiplantae.
Evolutie Verscheidenheid thumb|upright|De kustmammoetboom (Sequoia sempervirens) in Californië is een van de grootste plantensoorten op aarde Het plantenrijk omvat alle landplanten en groene algen in brede zin, maar tellingen beperken zich meestal tot de embryofyten (landplanten). Er zijn 385.000–390.000 plantensoorten waarvan circa 370.000 zaadplanten (naaktzadigen en bedektzadigen) zijn. Het resterende deel bestaat onder meer uit mossen, wolfsklauwen en varens. Geschat wordt dat er nog vele soorten niet zijn ontdekt; ieder jaar worden duizenden nieuwe soorten planten beschreven, vooral uit tropische gebieden. Verschillende internationale initiatieven, zoals World Flora Online, proberen de plantendiversiteit te registreren en bij te houden.
Morfologisch loopt de verscheidenheid sterk uiteen, van microscopische levermossen tot bomen van meer dan honderd meter hoog. Tussen deze uitersten zitten talloze groeivormen – kruiden, struiken, epifyten, waterplanten – elk met specifieke aanpassingen aan hun leefomgeving. Planten zijn te vinden in alle terrestrische niches, waaronder woestijnen, regenwouden, hooggebergten, moerassen en aquatische habitats. De kleinste plantensoorten zijn de eencellige desmiden (ongeveer 10 micrometer) en picozoa van minder dan 3 micrometer. Aan de andere kant van het spectrum is er de naaktzadige kustmammoetboom (Sequoia sempervirens) die tot circa 120 meter hoog kan worden.
Op biochemisch niveau is er eveneens grote variatie. Planten gebruiken verschillende fotosynthese-strategieën om koolstof vast te leggen: de klassieke C3-route, de efficiëntere C4-fotosynthese in warme en droge omgevingen, en CAM-fotosynthese, waarbij de opname van koolstof 's nachts plaatsvindt om waterverlies te beperken. Daarnaast produceren planten een enorm scala aan secundaire metabolieten, zoals alkaloïden, terpenen en fenolen, die dienen voor verdediging, communicatie of bescherming tegen stress.
Evolutionaire geschiedenis De vroege voorlopers van landplanten waren waarschijnlijk eenvoudige, in water levende groenwiertjes (streptofyt-algen), die ongeveer 700–500 miljoen jaar geleden leefden. Deze algen ontwikkelden kenmerken die essentieel zouden worden voor het leven op het land, zoals een celwand die stevigheid bood, en mechanismen om waterverlies te beperken.
De eerste echte landplanten verschenen in het Siluur, ongeveer 430 miljoen jaar geleden. Dit waren voornamelijk mossenachtige planten die nog geen echte bladeren, wortels of houtachtige structuren bezaten. Ze waren wel in staat om te overleven in een vochtige omgeving. In het Devoon verschenen de eerste vaatplanten, met xyleem en floëem waardoor water en voedingsstoffen efficiënter konden worden getransporteerd. Dit was een belangrijke stap in de evolutie van planten, want het maakte grotere structuren mogelijk, zoals boomvarens.
Zaadplanten (spermatofyten) verschenen later in het Devoon, en divergeerden sterk in het Carboon en Perm. Zaadplanten omvatten zowel naaktzadigen, zoals coniferen, als later bedektzadigen (bloemplanten), die ongeveer 140–160 miljoen jaar geleden verschenen. Bloemplanten werden dominant door hun voortplantingssucces door middel van bloemen en vruchten. De soortenrijkdom nam in relatief korte tijd zo snel toe dat Charles Darwin het in zijn werken over de evolutietheorie een 'abominabel mysterie' noemde.
Fylogenie Tegen het eind van de jaren 2010 begon er een consensus te ontstaan omtrent de evolutionaire stamboom (fylogenie) van het plantenrijk, mede door vooruitgangen in genoomanalyses. In 2019 werd een fylogenie voorgesteld die gebaseerd is op uitgebreide genoom- en transcriptoomgegevens van ruim duizend plantensoorten, hieronder samengevat. De plaatsing van de verschillende algengroepen werd in de jaren daarna ondersteund door genoomanalyses van onder meer Mesostigmatophyceae en Chlorokybophyceae. De kranswieren (Charales) en andere verwante algen werden in het verleden ondergebracht onder de Charophyta, maar deze indeling is parafyletisch, aangezien de landplanten zijn ontstaan binnen deze groepen. De positie van de mossen was lange tijd onduidelijk, maar wordt ondersteund door genoomgegevens van recent gesequencede hauwmossen.
Bouwplan Zaadplanten
De typische bouw van zaadplanten omvat drie hoofdorganen: wortels, stengels en bladeren. wortels, ondergronds (zelden bovengronds) Stengels, bovengronds (soms ondergronds), deze dragen de bladeren Bladeren, langs de stengels
Op de drie hoofdorganen bestaan veel variaties, vaak afhankelijk van hun functie. Bloemen zijn te beschouwen als omgevormde stengels met bladeren. Organen als wortels, bladeren of stengels kunnen ontbreken of sterk gereduceerd zijn.
Varens en wolfsklauwen Planten uit andere groepen, zoals de varens en de wolfsklauwen hebben een iets andere bouw, waarvoor vaak een eigen terminologie bestaat. Om deze bouw en de evolutie daarvan goed te kunnen verklaren is voor deze groepen in het verleden de teloomtheorie opgesteld.
Mossen Sterker afwijkend zijn de levermossen, mossen, hauwmossen omdat het bij deze planten om haploïde gametofyten gaat en niet zoals bij de voorgaande groepen om diploïde sporofyten. Bij de bebladerde levermossen en bij mossen zijn er structuren die sterk gelijken op stengels en bladeren, maar met wortels vergelijkbare structuren zijn er niet.
Bij hauwmossen en de thalleuze levermossen bestaat de plant uit een min of meer vlak en gelobd thallus, soms met schubben en rizoïden.
Algen
Een zeer heterogene groep wordt gevormd door de algen, die een hiervan afwijkende bouw en generatiewisseling hebben. Het meest verwant aan de planten zijn de groenwieren en de kranswieren.
Taxonomische indeling De formele botanische nomenclatuur (naamgeving) van planten wordt tegenwoordig geregeld door de International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (ICBN).
Tegenwoordig worden in de biologie bijna uitsluitend fylogenetische classificatiesystemen gevolgd die de planten aan de hand van hun afstamming indelen. Hierbij gelden alleen de groenwieren (Chlorophyta), de kranswieren (Charophyta) en de Prasinophyta naast de landplanten (Embryophyta) als echte planten, te weten de Archaeplastida of Primoplantae. Al deze organismen bevatten chlorofyl a en b en slaan fotosynthetisch geproduceerde suikers in de vorm van zetmeel op in plastiden zoals chloroplasten en leukoplasten. De celwanden van deze organismen bestaan uit het macromolecuul cellulose (een polymeer van druivensuiker).
Wanneer plantaardige cellen delen, moeten zij een nieuwe celwand vormen tussen beide dochtercellen. Dit wordt bewerkstelligd door de vorming van een fragmoplast: een systeem van langs de as van de celdeling georiënteerde microtubuli, dat helpt bij het begeleiden van de afzetting van cellulose. Dit is ook een belangrijk verschil met de groenwieren, die een fycoplast tijdens de mitose vormen, waarbij de microtubuli loodrecht liggen op de as van de celdeling. Alleen planten en kranswieren hebben celdeling met behulp van een fragmoplast.
Bedektzadigen +APG IV (2016), vereenvoudigd schema 'angiosperms', bedektzadigen, Angiospermae basale 'angiosperms'</span>basale 'angiosperms' of ANA grade, ordes: Amborellales, Nymphaeales, Austrobaileyales
'magnoliids', magnoliiden (Magnoliopsida)'magnoliids', ordes: Magnoliales, Laurales, Piperales, Canellales Chloranthales
'monocots' (Monocotyledoneae, Liliopsida)'monocots', ordes: Acorales, Alismatales, Petrosaviales, Dioscoreales, Pandanales, Liliales, Asparagales, en de 'commelinids' met de ordes Arecales, Poales, Commelinales, Zingiberales 'eudicots', 'nieuwe' tweezaadlobbigen Asteropsida'eudicots' en de orde Ceratophyllales worden beschouwd als zustergroepen (Dicotyledoneae)