Hoofdstuk 1: Inleiding
1.1. Algemeen
De eerste sporen van leven zijn minstens 3,8 miljard jaar oud. In Australië en Zuid-Amerika hebben ze
in gesteenten van die leeftijd zogenaamde stromatolieten gevonden (= gelaagde structuren die
ontstaan zijn door de activiteit van bacteriën) en fossiele resten van blauwbacteriën. Toen de eerste
levensvormen zich ontwikkelden waren de omstandigheden op aarde veel anders dan nu. Zo waren
zuurstof en de ozonlaag, beide een product van die allereerste levensvormen, er nog niet.
In principe is leven niets anders dan het vermogen van een organische verbinding om een kopie van
zichzelf te maken. Deze eigenschap is voorbehouden aan moleculen zoals het
desoxyribonucleïnezuur. DNA staat in voor de productie van eiwitten, die wordt gecontroleerd en
geregeld door organellen die in het celplasma liggen. Deze eiwitten worden gebruikt voor de vorming
van nieuwe cellen. Cellen vermeerderen zichzelf door delingen. Voor er een celdeling optreedt,
maakt het DNA een kopie van zichzelf, zodat na de deling beide cellen een eigen DNA-molecule
hebben die dezelfde informatie draagt als het oorspronkelijke DNA.
Bij de oeroude, prokaryote cellen ligt het DNA los in het cytoplasma. Bij eukaryote cellen is het DNA
gerangschikt in chromosomen die in de celkern liggen. De eukaryoten verschenen pas twee miljard
jaar later.
Alle levende materie is hoofdzakelijk opgebouwd uit de elementen koolstof, zuurstof, waterstof en
stikstof. Deze stoffen waren als gassen rijkelijk aanwezig in de atmosfeer van de jonge aarde, ze
kwamen vrij bij vulkaanuitbarstingen. Als een mengsel van deze gassen geactiveerd wordt door
ultraviolet licht of door bliksem, worden er eenvoudige organische verbindingen gevormd. Op deze
wijze is ook RNA ontstaan (primitieve vorm van DNA). Dit eerste nucleïnezuurachtig molecule zou zich
snel vermenigvuldigd hebben. Natuurlijke selectie zal vervolgens de overleving van de beste
varianten, die zich het snelst en efficiëntst vermenigvuldigen, bevoordeeld hebben.
De vermenigvuldiging van nucleïnezuren werd door de ontwikkeling van de cel veel efficiënter.
Binnen de wanden van de cel waren eiwitten aanwezig. De vorming van de aminozuren, de
bouwstenen van de eiwitten, ontstonden onder de toen aanwezige chemische condities spontaan.
Andere belangrijke ontwikkeling: de evolutie van het groene pigment chlorofyl. Dat stelde cellen in
staat zonlicht te gebruiken voor de productie van hun eigen energie. Als bijproduct van de
fotosynthese produceerde de eerste planten zuurstof. Deze zuurstof werd aanvankelijk gebonden
met andere stoffen, maar ongeveer 2,2 miljard jaar geleden was er voor het eerst vrije zuurstof
aanwezig. De levende wezens gebruikten deze reactieve stof voor allerlei biochemische processen in
hun cellen. Het vormde ook de ozonlaag.
1.2. Waarom planten bestuderen?
Planten zijn essentieel voor alle levende wezens, zonder planten is geen leven op aarde mogelijk.
Planten voeden de wereld, zij zijn de primaire producenten en staan aan de basis van elke
voedselketen. Ze hebben het verloop van de geschiedenis beïnvloed: houten boten
(ontdekkingsreizigers), migratiegolven door mislukt oogsten, medicinale waarde…
, Oorspronkelijk was de plantenkunde vooral gefocust op het gebruik van planten. Deze kennis gaat ver
terug in de tijd: overgang van een nomadisch naar sedentair bestaan vereist kennis van de
levenscyclus van planten, veredeling voor ene hogere opbrengst vereist inzicht in erfelijkheid.
De mens is een consument van planten, maar ook conservator, zodat de biodiversiteit bewaakt en
bewaard wordt. Dit is noodzakelijk voor bv de verdere ontwikkeling van grotere delen van de aarde
om een almaar grotende bevolking te kunnen voeden.
1.3. Inleiding van de plantenkunde
Plantenkunde = wetenschappelijke studie van alle aspecten van plantaardige organismen.
Er wordt dus een wetenschappelijk denkwijze gehanteerd, waarbij waarnemingen en experimenten
de basis vormen van het denken. De waarneming, het observeren is de start van alles en de vraag die
daarbij komt kijken: hoe komt dit? Hoe kunnen deze waarnemingen verklaard worden? Om deze
vragen te beantwoorden, formuleren we een hypothese, een voorgestelde verklaring. Vervolgens
wordt in gecontroleerde condities nagegaan of de hypothese in stand houdt. Wetenschappelijke
studie bestaat dus uit verklaringen zoeken, wetmatigheden en verbanden vaststellen, inzichten
krijgen.
Planten bezitten vele fundamentele eigenschappen die gemeenschappelijk zijn met alle organismen
zoals celstructuur, metabolisme, erfelijkheid, enz. Plantenkunde heeft daarom veel raakvlakken met
de dierkunde.
Een studie van planten kan vanuit verschillende standpunten en op verschillende niveaus gebeuren:
vanaf het niveau van moleculen en cellen over weefsels en organen tot individuen, populaties en
plantengemeenschappen. Globaal kan men 7 hoofdrichtingen onderscheiden waarin subdisciplines
af te bakenen zijn die vaak als aparte studiedomeinen worden opgevat.
Morfologie = bestudeert de inwendige en uitwendige structuur van organismen
- Cytologie = bestudeert de cel en celkern
- Histologie = bestudeert de weefsels
- Anatomie = bestudeert de inwendige structuur van organismen
- Morfologie = bestudeert de uitwendige structuur van organismen.
Fysiologie = bestudeert de functies van plantenstructuren
Genetica = bestudeert de erfelijkheid
Moleculaire biologie = bestudeert de micro- en macromoleculen (eiwitten, suikers, vetten, nucleïnezuren)
Microbiologie = bestudeert de micro-organismen
- Bacteriologie = bestudeert de prokaryoten
- Virologie = bestudeert de virussen
- Mycologie = bestudeert de schimmels (ook de meercellige vormen)
- Algologie (fycologie) = bestudeert de wieren (ook de meercellige vormen)
Ecologie = bestudeert relaties tussen organismen en hun milieu en hun onderlinge relaties.
- Vegetatiekunde = bestudeert de plantengemeenschappen
Systematiek (incl. taxonomie) = een synthesewetenschap die de evolutionaire relaties tussen
organismen bestudeert.
- Paleobotanie = bestudeert de fossielen
- Plantengeografie = bestudeert de verspreiding van planten in ruimte en tijd.
1.1. Algemeen
De eerste sporen van leven zijn minstens 3,8 miljard jaar oud. In Australië en Zuid-Amerika hebben ze
in gesteenten van die leeftijd zogenaamde stromatolieten gevonden (= gelaagde structuren die
ontstaan zijn door de activiteit van bacteriën) en fossiele resten van blauwbacteriën. Toen de eerste
levensvormen zich ontwikkelden waren de omstandigheden op aarde veel anders dan nu. Zo waren
zuurstof en de ozonlaag, beide een product van die allereerste levensvormen, er nog niet.
In principe is leven niets anders dan het vermogen van een organische verbinding om een kopie van
zichzelf te maken. Deze eigenschap is voorbehouden aan moleculen zoals het
desoxyribonucleïnezuur. DNA staat in voor de productie van eiwitten, die wordt gecontroleerd en
geregeld door organellen die in het celplasma liggen. Deze eiwitten worden gebruikt voor de vorming
van nieuwe cellen. Cellen vermeerderen zichzelf door delingen. Voor er een celdeling optreedt,
maakt het DNA een kopie van zichzelf, zodat na de deling beide cellen een eigen DNA-molecule
hebben die dezelfde informatie draagt als het oorspronkelijke DNA.
Bij de oeroude, prokaryote cellen ligt het DNA los in het cytoplasma. Bij eukaryote cellen is het DNA
gerangschikt in chromosomen die in de celkern liggen. De eukaryoten verschenen pas twee miljard
jaar later.
Alle levende materie is hoofdzakelijk opgebouwd uit de elementen koolstof, zuurstof, waterstof en
stikstof. Deze stoffen waren als gassen rijkelijk aanwezig in de atmosfeer van de jonge aarde, ze
kwamen vrij bij vulkaanuitbarstingen. Als een mengsel van deze gassen geactiveerd wordt door
ultraviolet licht of door bliksem, worden er eenvoudige organische verbindingen gevormd. Op deze
wijze is ook RNA ontstaan (primitieve vorm van DNA). Dit eerste nucleïnezuurachtig molecule zou zich
snel vermenigvuldigd hebben. Natuurlijke selectie zal vervolgens de overleving van de beste
varianten, die zich het snelst en efficiëntst vermenigvuldigen, bevoordeeld hebben.
De vermenigvuldiging van nucleïnezuren werd door de ontwikkeling van de cel veel efficiënter.
Binnen de wanden van de cel waren eiwitten aanwezig. De vorming van de aminozuren, de
bouwstenen van de eiwitten, ontstonden onder de toen aanwezige chemische condities spontaan.
Andere belangrijke ontwikkeling: de evolutie van het groene pigment chlorofyl. Dat stelde cellen in
staat zonlicht te gebruiken voor de productie van hun eigen energie. Als bijproduct van de
fotosynthese produceerde de eerste planten zuurstof. Deze zuurstof werd aanvankelijk gebonden
met andere stoffen, maar ongeveer 2,2 miljard jaar geleden was er voor het eerst vrije zuurstof
aanwezig. De levende wezens gebruikten deze reactieve stof voor allerlei biochemische processen in
hun cellen. Het vormde ook de ozonlaag.
1.2. Waarom planten bestuderen?
Planten zijn essentieel voor alle levende wezens, zonder planten is geen leven op aarde mogelijk.
Planten voeden de wereld, zij zijn de primaire producenten en staan aan de basis van elke
voedselketen. Ze hebben het verloop van de geschiedenis beïnvloed: houten boten
(ontdekkingsreizigers), migratiegolven door mislukt oogsten, medicinale waarde…
, Oorspronkelijk was de plantenkunde vooral gefocust op het gebruik van planten. Deze kennis gaat ver
terug in de tijd: overgang van een nomadisch naar sedentair bestaan vereist kennis van de
levenscyclus van planten, veredeling voor ene hogere opbrengst vereist inzicht in erfelijkheid.
De mens is een consument van planten, maar ook conservator, zodat de biodiversiteit bewaakt en
bewaard wordt. Dit is noodzakelijk voor bv de verdere ontwikkeling van grotere delen van de aarde
om een almaar grotende bevolking te kunnen voeden.
1.3. Inleiding van de plantenkunde
Plantenkunde = wetenschappelijke studie van alle aspecten van plantaardige organismen.
Er wordt dus een wetenschappelijk denkwijze gehanteerd, waarbij waarnemingen en experimenten
de basis vormen van het denken. De waarneming, het observeren is de start van alles en de vraag die
daarbij komt kijken: hoe komt dit? Hoe kunnen deze waarnemingen verklaard worden? Om deze
vragen te beantwoorden, formuleren we een hypothese, een voorgestelde verklaring. Vervolgens
wordt in gecontroleerde condities nagegaan of de hypothese in stand houdt. Wetenschappelijke
studie bestaat dus uit verklaringen zoeken, wetmatigheden en verbanden vaststellen, inzichten
krijgen.
Planten bezitten vele fundamentele eigenschappen die gemeenschappelijk zijn met alle organismen
zoals celstructuur, metabolisme, erfelijkheid, enz. Plantenkunde heeft daarom veel raakvlakken met
de dierkunde.
Een studie van planten kan vanuit verschillende standpunten en op verschillende niveaus gebeuren:
vanaf het niveau van moleculen en cellen over weefsels en organen tot individuen, populaties en
plantengemeenschappen. Globaal kan men 7 hoofdrichtingen onderscheiden waarin subdisciplines
af te bakenen zijn die vaak als aparte studiedomeinen worden opgevat.
Morfologie = bestudeert de inwendige en uitwendige structuur van organismen
- Cytologie = bestudeert de cel en celkern
- Histologie = bestudeert de weefsels
- Anatomie = bestudeert de inwendige structuur van organismen
- Morfologie = bestudeert de uitwendige structuur van organismen.
Fysiologie = bestudeert de functies van plantenstructuren
Genetica = bestudeert de erfelijkheid
Moleculaire biologie = bestudeert de micro- en macromoleculen (eiwitten, suikers, vetten, nucleïnezuren)
Microbiologie = bestudeert de micro-organismen
- Bacteriologie = bestudeert de prokaryoten
- Virologie = bestudeert de virussen
- Mycologie = bestudeert de schimmels (ook de meercellige vormen)
- Algologie (fycologie) = bestudeert de wieren (ook de meercellige vormen)
Ecologie = bestudeert relaties tussen organismen en hun milieu en hun onderlinge relaties.
- Vegetatiekunde = bestudeert de plantengemeenschappen
Systematiek (incl. taxonomie) = een synthesewetenschap die de evolutionaire relaties tussen
organismen bestudeert.
- Paleobotanie = bestudeert de fossielen
- Plantengeografie = bestudeert de verspreiding van planten in ruimte en tijd.
