עולם הצומח

צמחים, כלל האורגניזמים בעולם הטבע, המשתייכים לממלכת הצומח (Plantae או Metaphyta).

הטקסונומיה (המדע העוסק במיון האורגניזמים השונים) המודרנית משייכת את ממלכת הצומח לעל-ממלכת (תחום) האווקריוטים (בעלי גרעין תא), והיא מקיפה, על דרך השלילה, את כל האורגניזמים הרב-תאיים שאינם בעלי חייםואינם פטריות (הגדרה על דרך החיוב מצויה להלן). הצמחים התפתחו מיצורים חד-תאיים אווקריוטיים, הופיעו לראשונה בעידן הפרקמבריון, ושרידיהם המאובנים הקדומים ביותר נמצאו בסלעים בני 700 מיליון שנה. בתחילת הקמבריון החלה ה"התפוצצות" שיצרה את מערכותיהם השונות.

בעבר היתה נהוגה חלוקת הטבע לשתי ממלכות בלבד, חי וצומח, ושררה אי-בהירות רבה בדבר שיוכן של קבוצות שונות, בעיקר מבין היצורים החד-תאיים, לזו או לזו. במרוצת המאה העשרים נעשתה החלוקה מפורטת יותר: תחילה הופרדו הפטריות מעל הצמחים, לממלכה משלהן; בהמשך הופרדו מן הצומח הקבוצות החד-תאיות, ולפיכך כל הצמחים הם רב-תאיים.האצות החד-תאיות דומות לצמחים במובנים רבים, אך הן משויכות כיום לממלכת פרוטיסטה.

מקובל שהאבולוציה של ממלכת הצומח החלה מאצות כאלה, שהתקיימו במקווי מים החל מהפרקמבריון, כאמור. ראיות המאובנים הקיימות כיום מצביעות על ראשית הופעתם של צמחי יבשה באורדוביקון, לפני כ-500 מיליון שנה. בתקופה הבאה, סילור, החלו להופיע צמחים יבשתיים גדולים. מאז ואילך נמשכת הסתעפות הצמחים והתמיינותם.

הגדרת הצמח

מאפיינים העיקריים שמגדירים את הצמחים ומבדילים בינם לבין שאר האורגניזמים הרב-תאיים הם:

הימצאותו של צבען בתאיהם (הצבען הירוק כלורופיל, או לעתים צבענים אחרים), הממלא תפקיד חיוני בבליעת אנרגיית אור בתהליך הפוטוסינתזה. פוטוסינתזה (בעבר נעשה שימוש בשם העברי הטמעה) - תהליך המתרחש בתאים שיש בהם כלורופיל, דהיינו תאי הצמחים הירוקים. בתהליך זה מיוצרות פחמימות מפחמן דו-חמצני וממימן שמקורו לרוב במים, תוך ניצול אנרגיית השמש. הוא מתנהל בעיקר באברוני התא הקרויים כלורופלסטים.

חוסר יכולת תנועה: רוב הצמחים קבועים במקום צמיחתם, וכמעט אינם מתנועעים בכוחות עצמם. מכל מקום, אין לצמחים איברי תנועה ייעודיים.

הצמחים חסרים מערכת עצבים, ואין להם חושים במובן המקובל בממלכת החי.

לתאי הצמח (בניגוד לתאי בעלי החיים) דופן נוקשה, הבנוי בד"כ מכמויות גדולות של תאית; פנימה לדופן נמצא החלק

הפעיל של התא הצמחי - קרומית התא המקיפה את הציטופלסמה, שבתוכה הגרעין ואברונים אחרים. יצוינו במיוחד

הפלסטידות, ובראשן הכלורופלסטידות, האופייניות לצמחים ולא לאורגניזמים אחרים. באמצע הציטופלסמה נמצאת החללית

המרכזית, המקנה לתא את צורתו ומאזנת את משק הנוזלים שלו.

הצמחים נבדלים מאורגניזמים אחרים גם במורפולוגיה שלהם, כמתואר להלן :

מחזור הרבייה של הצמחים כולל שלב דיפלואידי (ספורופיט) והפלואידי (גמטופיט) לסירוגין.

רוב הצמחים הם אוטוטרופיים, כלומר, יוצרים את המולקולות האורגניות שלהם מחומרים אי-אורגניים

שהם קולטים מן הסביבה (מים, פחמן דו-חמצני ותרכובות פשוטות אחרות, ומינרלים שונים),

תוך ניצול אנרגיית האור.

לסיכום יצוין כי קבוצות רבות בממלכת הצומח חסרות אחד או אחדים מהמאפיינים הללו (למשל, יש צמחים טפיליים שאינם

עוסקים בפוטוסינתזה; יש צמחים שאינם אוטוטרופיים, אלא ניזונים מבעלי חיים; ועוד), ורק השילוב של מרבית התכונות

הוא המגדיר את הצמחים בכללותם.

מיון צמחים

מיונה של ממלכת הצומח בעייתי, ויש בתחום זה מחלוקות רבות במחקר המודרני. לפי אחת הגישות המקובלות,

הממלכה נחלקת לשתי קבוצות עיקריות: תת-ממלכת האצות (Algae) ותת-ממלכת צמחי העובר (Embryophyta).

זו האחרונה נחלקת בין צמחים ירודים, חסרי מערכת הובלה, וצמחים עילאיים (וסקולריים), בעלי מערכת הובלה ייעודית.

הצמחים הירודים, לפי גישה זו, כוללים את הטחבים למיניהם, כבת-ממלכה או כחטיבה; הצמחים העילאיים (Tracheophytes)

הם בת-ממלכה אחרת וגדולה בהרבה, שאליה משתייכים רוב מיני הצמחים הקיימים בימינו.

תת-ממלכת הצמחים העילאיים נחלקת אף היא לשני חלקים, על-חטיבת חסרי-הזרע (Pteridophyta או Prospermopsida)

ועל-חטיבת בעלי-הזרע (Spermatophyta או Spermopsida). חסרי-הזרע כוללים את השרכנים למשפחותיהם,

ובעלי-הזרע הם כל יתר הצמחים העילאיים (למרבה הצער, יש המחילים את ההבחנה בין צמחים ירודים ועילאיים דווקא כאן,

ומכנים את בעלי-הזרע "עילאיים" ואת חסרי-הזרע "ירודים"; אך מכיוון שההבחנה הפילוגנטית החשובה יותר בעולם הצומח

היא בין הצמחים שיש להם מערכת הובלה ייעודית ומשוכללת לבין החסרים אותה, עדיף להשתמש במונחים האלה כנהוג

כאן -הירודים הם חסרי מערכת ההובלה).

בקרב הצמחים בעלי-הזרע, החלוקה היא בין חטיבת חשופי-הזרע(Gymnospermae) לבין חטיבת מכוסי-הזרע

(Angiospermophyta או Angiospermae). זו האחרונה נקראת גם "צמחים בעלי-פרחים" (Anthophyta); היא הגדולה יותר, ונחלקת לשתי מחלקות: חד-פסיגיים, שכיום מקובל לכנותם שושנים (Monocotyledoneae, כיום Liliopsida), ודו-פסיגיים, המכונים עתה מגנולים (Dicotyledoneae, כיום Magnolopsida).

כמו בשאר ממלכותיו של עולם הטבע, גם כאן אין החלוקה המתוארת לעיל מקובלת במלואה על כלל החוקרים, ויש שיטות שונות המציבות את הקבוצות שתוארו לעיל ברמות מיון אחרות (לדוגמה, יש רואים את החד-פסיגיים והדו-פסיגיים כתת-מחלקות במחלקת מכוסי-הזרע, וכו'). כללית, רמות החלוקה בשיטות השמות את הדגש בפילוגניה (השתלשלות מוצאו של הצמח) הן מפורטות ומרובות רבדים יותר מאלה שבשיטות המסורתיות יותר, השמות את הדגש בפיסיולוגיה - מבנה הצמח.

חלוקה אחרת לגמרי של עולם הצומח (בייחוד של הצמחים העילאיים), שלא מן הטקסונומיה,

מתייחסת לגודל האורגניזם ומבדילה בין צמחים עשבוניים, שיחים ועצים. עוד חלוקה, מתחום

האקולוגיה, מבדילה בין צמחי מים (שאינם אצות) לבין צמחים יבשתיים.

הפיסיולוגיה של הצמח

כאמור, ההבחנה הפיסיולוגית החשובה בתחומי עולם הצומח עומדת על קיומה או אי-קיומה של

מערכת הובלה (מערכת וַסְקוּלָרִית). בצמח העילאי, חלקיו העיקריים של הצמח הם:

מערכת שורשים, לרוב תת-קרקעית, שתפקידה לקלוט מים וחומרי תזונה אחרים מהקרקע

ולמוסרם למערכת ההובלה, וכן לספק בסיס פיסי לשאר הצמח.

גבעול, שהוא הציר המרכזי של גוף הצמח, הנושא את הנוף - כל חלקי הצמח שמעל הקרקע.

בצמחים גדולים (שיחים ועצים) הגבעול קרוי גזע. מערכת ההובלה עוברת מהשורשים לגבעול,

ומסתעפת ממנו אל שאר חלקי הנוף.

בצמחים שאינם עשבוניים יוצאים מן הגזע ענפים, הקרויים בדים; אלה עשויים להסתעף לזלזלים (ענפי משנה).

הענפים והזלזלים (בשיחים ובעצים) והגבעולים (בעשבוניים) נושאים עלים, שבתאיהם מתנהלת הפוטוסינתזה.

בעונה המתאימה, הצמח מוציא נבגים, איצטרובלים או פרחים - איברי הרבייה שלו.

תא הצמח שונה בכמה מובנים חשובים מתאיהם של בעלי חיים: הוא קשיח יחסית, משום שהוא מוקף בדופן עשוי תאית, ובמקרים רבים גם ליגנין; ויש בו אברונים (פלסטידות) שאינם מצויים אצל בעלי חיים. מנגד, רב הדמיון בין תא הצמח ותא הפטרייה. תאי הצמחים נוצרים באתרים מסוימים בגוף הצמח, הנקרויים מריסטמות, ומתמיינים לרקמות לפי מיקום המריסטמות השונות ותפקידן.

רקמת אפידרמיס קיימת בכל הצמחים, ועוטפת את הצמח כולו. צורותיהם של תאי האפידרמיס השונים תלויות במיקומם ובתפקידיהם הייעודיים, אך לרוב הם שטוחים, דמויי לוח, ומפרישים שעווה וחומרים שומניים על פני משטחיהם החיצוניים, כדי להגן על הצמח. במרוצת הזמן עשויים תאי האפידרמיס להתחלף בתאי פרידרמיס קשיחים ועמידים יותר, ואלה יוצרים את הקליפה החיצונית של גזעים, ענפים ושורשים. תאי פרידרמיס מתים אינם נושרים אלא נשארים צמודים למקומם; מעבר לכך מתנהל בצמח תהליך של התעבות משנית של רקמות נוספות, וכך נוצרת קליפת מגן סביב חלקיו העיקריים של הצמח. התהליך בכללותו נקרא "התעצוּת".

מערכת ההובלה של הצמחים כוללת שני סוגים של רקמות, עצה להובלת מים, ושיפה להובלת מוצרי הפוטוסינתזה. מערכות אלה עוברות בכל חלקי הצמח, ומשמשות יחדיו להזנת חלקיו השונים, לנשיאת החומרים הדרושים ממקום למקום ולאגירתם. תפקיד נוסף הוא תמיכה פיסית בצמח. בעניין זה חשובה במיוחד העצה, שכן החוסן המבני של צמחים רבים, ובעיקר של חלקיהם שאינם מעוצים, תלוי בלחץ ההידרוסטטי של המים בצינורות העצה: בהעדר מים, כומשים צמחים רבים ומאבדים את יציבותם. רקמה חשובה אחרת, שיש הרואים אותה כחלק ממערכת ההובלה, היא הפרנכימה, הממלאת תפקידים חשובים של פוטוסינתזה, אגירת מוצרים, תיקון נזקי פגיעה בצמח ועוד.

מחזור המים בצמח מתחיל בשורשים, אם כי גם העלים עשויים לקלוט מים במידה מסוימת. המים חודרים דרך קרומיות התאים החיצוניים בתהליך אוסמוזה ועוברים מתא לתא במערכת העצה, ומן העצה, אל התאים שבקרבתה. מים שאינם דרושים לפעולתם של תאי הצמח נפלטים מהפיוניות שבעלים, בתהליך הקרוי דיות.

הפוטוסינתזה, התהליך הביוכימי המבדיל בין צמחים לבין כל שאר הרב-תאיים, היא דרכו המתוחכמת של הצמח לייצר חומרים אורגניים מאי-אורגניים בעזרת אור השמש. בשלב הראשון הופכים מים ופחמן דו-חמצני לסוכרים פשוטים, בנוכחות הצבען כלורופיל המשמש זרז, תוך פליטת חמצן. תוך כדי כך משתחררת אנרגיה, שמאוחסנת במולקולות אט"פ. בהמשך הפוטוסינתזה נוצרות מולקולות מורכבות יותר. התהליך ההפוך לזה, במובנים ידועים, הוא נשימת הצמח, שבה מנוצלת האנרגיה האגורה ליצירת המולקולות הרבות והשונות הדרושות לצמח, תוך ניצול מוצרי הפוטוסינתזה. מכאן שכל צמח הוא בית חרושת כימי משוכלל, שמייצר סוכרים פשוטים ומורכבים, שומנים,פחמימות, חלבונים ועוד כימיקלים אורגניים, ביניהם ההורמונים הדרושים לגדילת הצמח ולתפקודו התקין. כמתואר להלן, בפרק "הצמח והאדם", הצמח מייצר גם כימיקלים רבים למטרות הגנה עצמית וסיוע ברבייה.

רביית צמחים ומחזור חייהם

רביית הצמחים נחלקת בין שתי דרכים עיקריות: הרבייה הזוויגית (או המינית) והרבייה האל-זוויגית, או הווגטטיבית, המתוארת בערך נפרד. בדרך הראשונה יש ערבוב של חומר גנטי בין שני אורגניזמים שונים, ובשנייה כל צמח הוא העתק גנטי מדויק - שיבוט של המקור.

הרבייה הזוויגית מאופיינת בתופעה המחזורית הקרויה חילוף דורות: כאשר צמח מגיע לבגרות מינית, הוא יוצר ספורופיט - גוף צמח רב-תאי דיפלואידי (בעל מערכת כפולה של כרומוזומים), שבתוכו או עליו מתפתחים מנבגים, איברי הרבייה שלו. המנבגים מייצרים נבגים הפלואידיים, שמתחלקים ויוצרים את הגמטופיט. גוף צמחי זה מייצר גמטות הפלואידיות, והתלכדותן -ההפריה - יוצרת את הזיגוטה שממנה מתפתח צמח חדש. הדברים מוסברים ביתר הרחבה בערכים המקושרים לעיל. עוד יש לציין כי צמחים רבים הם פוליפלואידיים - יש בתאיהם יותר משתי מערכות של כרומוזומים הומולוגיים.

אחד ההבדלים הבולטים בין צמחים ירודים ועילאיים מתבטא בכך שאצל הראשונים, הגמטופיט הוא הדור השליט, שאותו אנו מזהים בד"כ כצמח עצמו, ואילו הספורופיט הוא גוף זעיר שגדל עליו בשלב מסוים במחזור חייו. והיפוכו של דבר בצמחים העילאיים, שם הגמטופיט הוא גוף מיקרוסקופי שמתקיים בשלב מסוים בחיי הספורופיט השליט.

במחזור החיים של הצמחים העילאיים, ראשית הדרך היא הזרע, מוצר ההפריה. הוא מכיל את העובר, וכן אנדוספרם וחומרי תשמורת, ומוקף בקליפה להגנה. לצמחים השונים אסטרטגיות הפצה רבות ומגוונות, שתכליתן להבטיח כי הזרעים יגיעו למקום שבו יוכלו לנבוט. למשל, יש שהזרע מצוי בתוך פרי, המיועד "לפתות" בעלי חיים לאכול אותו; הקליפה מגינה על הזרע מפני מיצי העיכול, עד שהוא נפלט עם הפרשת היצור האוכל. במקרים מסוימים מיצי העיכול אף מסייעים לזרע, בכך שהם ממיסים את הקליפה החיצונית הקשה; אלמלא כן לא היה הזרע יכול לנבוט כלל. יש שהזרעים מופצים ע"י הרוח; ציוד הזרע בכנפונים או בסוככים מקל על נשיאתו על כנפי הרוח למרחק גדול מהצמח ההורה. ויש עוד דרכים רבות אחרות.

לאחר שהגיע הזרע למצע הגידול המתאים, וכאשר נוצרים תנאי הסביבה המתאימים, מתחילה הנביטה. עוּבּר הצמח מתחיל להתפתח, בדרך חלוקת תאים רגילה, באתרי הגדילה המיוחדים הקרויים מריסטמות. משלב זה ואילך, אין הבדל בין תוצאות הרבייה המינית והאל-מינית. בהדרגה מתפתחים חלקי הצמח השונים, המתוארים לעיל, עד שמגיעה שעתו של הצמח לפתח את מנגנוני הרבייה שלו. בצמחים חד-שנתיים, הדבר מתרחש בתוך עונה יחידה; ברב-שנתיים, אפשר שהופעת איברי הרבייה תתרחש שנים לא-מעטות מאז הנביטה. אצל חשופי-הזרע, איברי הרבייה הם איצטרובלים, ואצל מכוסי-הזרע אלה הם פרחים.

יש צמחים שמפתחים איברי רבייה נפרדים לכל זוויג - זכריים או נקביים; אלה נקראים דו-ביתיים - לזכרים ולנקבות "בתים" נפרדים, דהיינו פרחים זכריים בלבד או נקביים בלבד באותו הצמח עצמו, או אף פרחים זכריים בלבד או נקביים בלבד בכל צמח נתון. צמחים אחרים מכילים איברי רבייה משני הזוויגים בפרח אחד, והם נקראים חד-ביתיים. אצל החד-ביתיים יש בדרך כלל מנגנונים שתכליתם להבטיח כי לא תתרחש הפריה עצמית; לדוגמה, אפשר שהאיברים הזכריים יבשילו לפני הנקביים, או להפך. האיצטרובלים הם בדרך כלל, אבל לא תמיד, דו-ביתיים.

איברי הרבייה הנקביים הם השחלה שבתוכה הביצית ואליה קשור העלי, והזכריים הם האבקנים שמייצרים אבקה. ההפריה מתרחשת כאשר האבקה שמייצרים האבקנים באה במגע עם העלי, ולכן היא קרויה האבקה. תוצאת ההאבקה היא התפתחותו של עובר בתוך זרע, והפצתו המוצלחת של הזרע תביא להולדת צמח חדש.

בצמחים החד-שנתיים, הצמח נובל ומת אחרי שהפיץ את זרעיו. ברב-שנתיים מתרחש תהליך

הרבייה פעמים רבות - אחת לעונה אם לא יותר מכן - מאז הגיע הצמח לבגרות ועד למותו בשל

סיבות סביבתיות (בד"כ שריפה, מחלה, טפילים וכו'), או מידי האדם. ברב-שנתיים רבים, אין

מנגנון של "מוות מתוכנת" כמו זה שיש בחד-שנתיים; הם ממשיכים להתקיים משנה לשנה,

ומכיוון שאינם משירים מעליהם את רוב תאיהם המתים, אלא צוברים אותם כקליפה, הם הולכים

וגדלים. ישנם עצים יחידים, כמו אורן אריסטטה האמריקני או הסקוויה הענקית, גם היא אמריקנית,

שגילם נמדד במאות רבות ואפילו באלפים של שנים.

צמחים וסביבה

רוב הצמחים הם יצרנים ראשוניים במארג המזון, כלומר מספקים אנרגיה ומזון לאורגניזמים חיים

אחרים. כמו כן הם ממלאים תפקיד מרכזי בשמירה על תכולת החמצן באטמוספירה של כדור הארץ.

למעשה, האטמוספירה היתה חסרת חמצן מולקולרי כמעט לגמרי עד להופעתם של הצמחים

הפוטוסינתטיים הראשונים, שהחלו לשחרר חמצן לאטמוספירה. בה בעת ספגו הצמחים פחמן

דו-חמצני, עד שנוצר האיזון השורר כיום בין שני הגזים הללו. בעשורים האחרונים גובר החשש

שכריתת יערות וסוגים אחרים של הרס צמחייה משבשים את האיזון הזה וגורמים למפגעים

אקולוגיים כמו תוצא החממה וההתחממות הכלל-עולמית.

האקולוגיה של הצמחים מגוונת ביותר, שכן הם מצויים כמעט בכל בית-גידול מלבד כמה יוצאים מן הכלל(ובהם בתי הגידול הקיצוניים שבהם קיימים רק חיידקים, או ה"מעשנות" הגיאותרמיות שבמעמקי הים).הואיל והצמחים הם יצרנים ראשוניים , קשה להעלות על הדעת בית-גידול חסר צמחים. נהפוך הוא, רוב המערכות האקולוגיות מתוארות בד"כ באמצעות הצמחים המצויים בהן, ורק אחריהם נמנים בעלי החיים, הפטריות והחד-תאיים השונים. לדוגמה, יער הגשם, הטונדרה, הסוונה וכיו"ב, הם בראש ובראשונה סביבות צומח, שאליהן הסתגלו אורגניזמים אחרים. שינויים בתנאי הקיום של הצמחים הם גורם מרכזי בתהליכי שינוי אקולוגי בכלל: בצורת ממושכת, לדוגמה, תשפיע קודם כול על הצומח, ובעקבות זאת על החי, ועל כל היתר.

הגורמים המכתיבים את הימצאותם של צמחים שונים בבית-גידול נתון הם איפוא פיסיים: סוג האדמה, האקלים, כמויות המשקעים, כמות קרינת השמש בעונות השנה השונות, הגובה מעל פני הים, משטר הרוחות וכדומה. כמעט תמיד, מכלול נתון של תנאים מתאים לא רק לצמח יחיד, אלא למספר רב למדי של צמחים מכל הצורות - עצים, שיחים ועשבוניים. לפיכך נהוג לדבר על חברות צמחים, דהיינו קבוצות של מינים שונים ששבות ומופיעות יחדיו, פחות או יותר, כל אימת שמתקיימים תנאים פיסיים מסוימים.

רוב הצמחים הם יבשתיים, אבל צמחים לא מעטים הסתגלו לחיים בים, במקווי מים מתוקים, בביצות ובמלחות. לצמחים אלה הסתגלויות מיוחדות המאפשרות את קיומם בתנאים שצמחים אחרים לא היו חיים בהם; ההלופיטים, לדוגמה, הם צמחים שהסתגלו לחיים בקרקע מלוחה, ויש להם דרכים שונות להפריש את המלחים המיותרים מגופם, שכן הצטברות מלחים כאלה היתה ממיתה אותם. לעומת זאת ישנם צמחים שהסתגלו לתנאי יובש קיצוניים, ולהם מנגנונים לשמירת נוזלים ולמניעת התאיידות.

רוב הצמחים היבשתיים מכים את שורשיהם באדמה, וצומחים מעליה. יוצאים מכלל זה כמה צמחים, כמו האפיפיטים, המשתכנים בין ענפי עצים. אין הם טפילים, משום שהם אינם נוטלים מאומה מהעץ שעליו הם גדלים, אלא רק מנצלים את גובהו כדי להגיע לאור השמש. עם זאת, יש לא מעט צמחים טפילים שמצמיחים שורשים אל תוך שורשיהם, גבעוליהם או ענפיהם של צמחים אחרים; במקרים קיצוניים, הטפיל עשוי לגרום למות הפונדקאי שלו.

אור השמש, כאמור לעיל, הוא תנאי לקיומם של כל הצמחים. לפיכך, מאפיין חשוב של האקולוגיה של הצומח הוא השאיפה להגיע אליו; תופעה זו בולטת במיוחד ביער הגשם, שם מתחרים עצים שונים זה בזה בגובהם. אולם צמחים אחרים פורשים מהתחרות, כביכול, ומסתפקים בכמויות זעומות יחסית של אור. בצמחים לא מעטים מצויה התופעה הקרויה פוטוטרופיה - צמיחה לא-אחידה, או לא-סימטרית, באופן כזה שהצמח נוטה לכיוון השמש. תגובה אחרת על אור השמש נקראת תנועת טוּרגוֹר: עלי הצמחים ופרחיהם נפתחים כשהשמש מאירה ונסגרים כשהיא שוקעת; וישנם צמחים, כמו החמנייה, שבהם מתבטאת תנועת טורגור בנטיית הפרח כולו לעבר השמש ובמעקב אחריה כשהיא חוצה את כיפת השמים.

על החשיבות המרובה של הצומח בשמירה על הרכב האטמוספירה, ועל מרכזיותו בקיומן של מערכות אקולוגיות, יש להוסיף את שמירתו על האדמה עצמה, שכך הוא מגן עליה מפני תהליכי בליה כמו סחף מים ורוח. ועוד יש לציין את המירוץ המתמשך לגילוי צמחים בעלי סגולות רפואיות או סוגים אחרים של תועלת לאדם (כמתואר להלן). משום כל הגורמים האלה, ההגנה על הצומח היא עניין בעל חשיבות ראשונה במעלה. כנגדה פועלים ניצולם המסחרי של עצים כחומרי בנייה או חומרי גלם לתעשיית הנייר וכו', והצורך באדמה לחקלאות ולשימושים אחרים. במאבק המתנהל בין הכוחות הללו, ידה של הגנת הצומח היא על התחתונה כיום, למרות מאמצים ראויים לשבח במקומות שונים בעולם. בחשבון כולל, שטחי הצמחייה הטבעית (ובייחוד יערות הגשם, שהביומסה שלהם היא הגדולה ביותר) הולכים ומתמעטים בקצב מבהיל ברחבי העולם, וכבר עתה אנו חשים בתוצאותיו השליליות המרובות של התהליך: למשל, סחיפת אדמה מעל מדרונות הרים שהיו מיוערים בעבר, המביאה לסתימת אפיקי נהרות ולשטפונות. אם לא תתהפך המגמה, צפויה לעולמנו חזות קשה.

הצמח והאדם

חשיבותו הראשונה במעלה של הצומח לאדם היא כמקור מזון. האדם, כשאר בעלי החיים, אינו יצרן ראשוני, ונזקק לרקמותיהם של יצרנים ראשוניים (דהיינו צמחים, בעיקר) ולחומרים האגורים בהן לתזונתו. הצמחונות אף קובעת כי האדם אינו זקוק לשום מאכל מלבד רקמות צמחים, אם כי יש החולקים עליה. צריכת מזון מן הצומח יכולה להיות ישירה - אכילת פירות, ירקות, עלים, גבעולים ושורשים - או לאחר עיבודים רבים ושונים, כמו בישול, סחיטת שמן, התססת יין ומשקאות אחרים, ועוד ועוד.

מעבר לכך עושה האדם שימוש בחומר צמחי למטרות רבות אחרות, כפי שמעידה אמרת חז"ל על דקל התמר: "תמרה זו אין בה פסולת, אלא תמרים לאכילה, לולבין להילול, חריות [כפות] לסיכוך, סיבים לחבלים, סנסינים לכברה, שפעת קורות לקרות בהן הבית." (בראשית רבא מ"א). דברי חז"ל נרשמו בשעתם על קלף, ולכן אין הם מזכירים את הנייר המופק מעיסת צמחים, שחשיבותו בתרבות האדם לא תשוער כלל.

שינוי קיצוני ביחסי התלות של האדם בצומח אירע לפני 12,000 שנה בערך, עם "המצאת" החקלאות. האדם חדל להיות תלוי בחיפוש צמחי הבר הדרושים לו בסביבה, והחל ליצור בתי-גידול לצמחים אלה בקרבת מקום מגוריו, שם טיפל בהם והשביח אותם לצרכיו; כך הופיעו צמחי התרבות. ביות בעלי-החיים החל כעבור זמן קצר. כמעט כל החוקרים רואים את ראשית החקלאות כראשית הציוויליזציה האנושית. המעבר מליקוט צמחי בר ומציד אל חקלאות של גידול צמחים גרר מעבר מחיי נדודים לישיבת קבע; הצורך בהשקיה סדירה, במקומות שהמשקעים הטבעיים אינם מספיקים, הוליד לדעת רבים את הארגון החברתי הראשון ברמה שמעל השבט הקטן, ולא מקרה הוא שרוב הציוויליזציות הגדולות הראשונות הופיעו בעמקי נהרות, שם היה צורך בגורם מרכזי שיפקח על ניהול משק המים - מצרים העתיקה בעמק הנילוס, הציוויליזציות הקדומות של מסופוטמיה בעמק הפרת והחידקל, הציוויליזציות של הודו העתיקה בעמקי האינדוס והגנגס, הציוויליזציה הסינית העתיקה בעמק הינג-דזה, ועוד.

כדי לעמוד על חשיבותה של המצאת החקלאות, די אם נציין עובדה אחת:האש החלה לשמש את האדם לפני 140,000 שנה בערך. מאז ועד להופעת החקלאות חלו אמנם תמורות חשובות, אך אין הן עומדות בשום השוואה עם התמורות שהתחוללו מאז ראשית החקלאות ועד ימינו אלה, בכל תחום מתחומי החיים.

מלבד שימושי הצמח כמקור מזון, כמקור חומרי גלם שונים וכחומר בנייה, ראוי לעמוד על תועלת חשובה נוספת שהוא מביא לאדם, כמקור של כימיקלים רבים. הצמחים (וכן הפטריות) שונים מבעלי החיים, בין היתר, בכך שהם מייצרים כימיקלים (בעיקר אורגניים) מסוגים שונים, שאינם מצויים בעולם החי. הסיבה לכך נעוצה בהבדלים המשמעותיים בין "אורח החיים" של הצמח לבין זה של בעל החיים: לצמח, כמו לבעל החיים, אויבים טבעיים - "טורפים" מחד גיסא, דהיינו יצורים אוכלי עשב, וטפילים מאידך גיסא. מלבד זאת תוקפים אותו חיידקים, נגיפים ומיקרואורגניזמים אחרים. אך הצמח אינו מסוגל לברוח מפני טורפיו או להילחם בהם, וגם אין לו מערכת חיסונית כמשמעותה בעולם החי.

כיוון שכך נוקטים הצמחים שיטות שונות של הגנה עצמית סבילה; חלקם מגדלים קוצים, להרתעת אוכלי עשב; אחרים נוקטים אסטרטגיות התגוננות אחרות, ובהן אפילו סימביוזה עם בעלי חיים שמגינים עליהם. אך האסטרטגיה החשובה ביותר היא לוחמה כימית: צמחים רבים מייצרים בתאיהם כימיקלים רעילים או מרתיעים אחרים כדי להרחיק "טורפים" ומזיקים. למעשה, הצמחים הם שהמציאו את ההדברה הביולוגית במרוצת ההיסטוריה האבולוציונית שלהם.

בדומה לכך, גם אסטרטגיות הרבייה של הצמחים שונות מאלה של בעלי החיים, וחלקן מחייבות אותם לייצר חומרים למשיכת מאביקים ומפיצי זרעים - בראש ובראשונה צבענים (פיגמנטים), המעניקים לפרחיהם צבעים שמזהים אותם ומפרסמים את מקום הימצאם, וכן צוף וחומרים ריחניים או טעימים. בתחום אחר, הואיל ואין לצמחים מערכת חיסונית, רבים מהם מייצרים סוגים שונים של שרף, גומי ונוזלים אחרים בעלי צמיגות נמוכה, לאטימת פצעים בקליפתם ולמניעת זיהום רקמותיהם.

את החומרים הרבים והמגוונים (תרתי משמע) הללו מנצל האדם לתועלתו. הם כוללים, בין היתר, את הטנינים מונעי הריקבון, המשמשים בעיבוד עור גולמי; הם מצויים, בין השאר, בקליפת האלון והשיטה ובעלי צמח התה. בין יצרני הצבענים השימושיים אפשר למנות את הצמחים איסטיס, אינדיגו וחינה.

צמחי מרפא - צמחים בעלי תכונות ריפוי המשמשים לצרכים רפואיים וקוסמטיים של האדם. השימוש בצמחים לרפואה וטיפוח הוא עתיק יומין, וניתן למצוא אזכורים רבים לכך בכתבים של תרבויות קדומות, ובכלל זה בתנ"ך.בעבר נעשה השימוש בצמחי המרפא בצורתם הטבעית. כמעט כל תרבות עתיקה הכירה את איכויותיהם של צמחי המרפא וידעה כיצד לנצלם לצרכיה. עם התפתחות הרפואה המודרנית, החלה החברה המערבית לנצל את מרכיבי הצמח באופן תעשייתי המבוסס על מחקרים מדעיים. יחד עם זאת, גם בימינו, במקומות רבים בעולם נהוג להשתמש בצמחי המרפא בצורתם הטבעית.כיום מוכרים כמה אלפי סוגים של צמחי מרפא, הנמנים על משפחות בוטניות שונות ומגוונות.

צמחים ואסתטיקה

על כל התועלות הללו שמביאים הצמחים לאדם יש להוסיף עוד אחת - אסתטיקה.

האדם מגדל צמחים לא רק לתועלת חומרית אלא גם לנוי, בגנים ובפארקים

גדולים וקטנים, למען ההנאה שהוא מפיק מהימצאות במחיצתם. כדברי

אמרה סינית עתיקה, "מי שיש לו פרוטה אחת, יקנה בה פת לחם; מי שיש לו

שתי פרוטות, יקנה פת לחם ופרח". יש להבדיל בין שני סוגים עיקריים של

הנאה מעולם הצומח - יציאה אל הטבע, לשמורות, לפארקים טבעיים

ומלאכותיים, או החזקת גנים בצמוד לבית, מחד גיסא, וקניית צמחים או

גידולם בבית פנימה, מאידך גיסא. במה שנוגע לקנייה, מדובר בעיקר בפרחים,

הגם שצמחים רבים נחשבים צמחי נוי בשל עליהם או גבעוליהם.

גידול פרחים הוא ענף חקלאי חשוב, בישראל ובארצות רבות אחרות, ומסכת

תרבותית שלמה אופפת את השימוש בהם.