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La botanique est la science consacrée à l'étude des végétaux (du grec βοτάνηιϰή[1], féminin du mot βοτάνηιϰόξ qui signifie « qui concerne les herbes, les plantes »[2]; βοτάνη qui signifie « herbe, plante » veut dire également « fourrage »[3] ou « plante fourragère »[4]). Elle présente plusieurs facettes qui la rattachent aux autres sciences du vivant. La botanique générale recouvre la taxinomie (description des caractères diagnostiques et différentiels), la systématique (dénombrement et classification des taxons dans un certain ordre), la morphologie végétale (décrivant les organes ou parties de la plante), l'histologie végétale, la physiologie végétale, la biogéographie végétale et la pathologie végétale. Certaines disciplines, comme la dendrologie, sont spécialisées sur un sous-ensemble des végétaux.
La connaissance fine des végétaux trouve des applications dans les domaines de la pharmacologie, de la sélection et de l'amélioration des plantes cultivées, en agriculture, en horticulture, et en sylviculture.
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Comme les autres formes de vie, les végétaux peuvent être étudiés de différents points de vue, au niveau moléculaire, génétique et biochimique, organite, cellulaire, tissus ou organes, en considérant la plante individuellement, à l'échelle d'une population ou d'une communauté de plantes.
À chaque niveau, le botaniste pourrait être amené à s'intéresser à la classification (taxinomie), la structure (anatomie), ou au fonctionnement (physiologie) de la plante considérée.
Plus précisémment, la botanique générale recouvre la taxinomie (description des caractères diagnostiques et différentiels), la systématique (dénombrement et classification des taxons dans un certain ordre), la morphologie végétale (décrivant les organes ou parties de la plante), l'histologie végétale, la physiologie végétale, la biogéographie végétale et la pathologie végétale. Certaines disciplines, comme la dendrologie, sont spécialisées sur un sous-ensemble des végétaux.
Historiquement, le domaine étudié par la botanique couvre l'ensemble des organismes qui étaient exclus du règne animal. Certains de ces organismes comme les champignons (étudiés par la mycologie), les bactérie et les virus (étudiés par la microbiologie) et les algues (étudiées par la phycologie) étaient alors assimilés à des végétaux. La plupart des algues, des mycètes et des microbes ne sont plus considérés comme étant du règne végétal. Pourtant, l'attention leur est encore accordée par les botanistes. Ainsi les bactéries, les champignons et les algues sont habituellement traités dans les cours d'introduction à la biologie végétale.
Les plantes sont une part fondamentale de la vie sur Terre : elles génèrent l'oxygène, de la nourriture, des fibres, du carburant et des médicaments qui permettent aux formes de vie évoluées d'exister. Les plantes absorbent également le dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, par la photosynthèse.
Par conséquent, une bonne compréhension des végétaux est cruciale pour le futur des sociétés humaines car elle permet :
Presque toute la nourriture que nous consommons provient directement ou indirectement des plantes, directement par les féculents, les fruits et les légumes ou indirectement à travers les animaux d'élevage qui se nourrissent de plantes fourragères. Les plantes sont à la base de presque toute chaîne alimentaire et surtout à la base de la chaîne alimentaire dans laquelle nous sommes intégrés. Elles constituent ce que les écologistes appellent le premier niveau trophique.
Comprendre comment les plantes produisent la nourriture que nous mangeons est important pour être capable de nourrir la planète et garantir la sécurité alimentaire pour les générations futures, par exemple par l'amélioration des plantes ou la compréhension des pertes de rendement agricole (phytopathologie).
Les plantes ne sont pas toutes bénéfiques à l'homme ; les adventices posent par exemple des problèmes considérables en agriculture. La botanique fournit des connaissances cruciales pour comprendre comment réduire leurs impacts. L'ethnobotanique étudie ces questions, ainsi que les autres relations entre les plantes et l'homme.
Les plantes sont des organismes commodes dans lesquels les processus fondamentaux du vivant (tels que la division cellulaire, la synthèse protéique ou la reproduction) peuvent être étudiés aisément, sans le dilemme qui pourrait se présenter pour une étude chez l'animal ou chez l'Homme. Les lois génétiques de l'hérédité ont été découvertes de cette façon par Gregor Mendel, en étudiant la forme des pois. Ce que Mendel apprit de cette étude dépassa de loin le domaine de la botanique. Par ailleurs, Barbara McClintock a découvert le 'gène sauteur' en étudiant le maïs. Ces quelques exemples montrent comment la recherche en botanique reste pertinente dans la compréhension des processus biologiques généraux.
Beaucoup de médicaments ou drogues proviennent du règne végétal. La cocaïne est extraite des plants de coca, la caféine des caféiers et la nicotine des tabacs. L'aspirine (acide salicylique), qui provient de l'écorce de saule, est un exemple parmi des centaines de médicaments directement issus du règne végétal. Des préparations en herboristerie sont largement utilisées en phytothérapie et de nombreux nouveaux médicaments, qui pourraient être fournis par les plantes, attendent d'être découverts et redécouverts.
Les stimulants courants comme le café, le chocolat, le tabac et le thé proviennent aussi des plantes. La plupart des boissons alcoolisées sont issues de la fermentation de plantes telles que l'orge ou le raisin.
Les plantes nous fournissent beaucoup de substances naturelles, telles que le coton, le bois, le lin, les huiles végétales, certaines cordes et le caoutchouc. La production de la soie ne serait pas possible sans la culture du mûrier. La canne à sucre et autre plantes sucrières sont utilisées comme sources de biocarburants, et offrent une alternative à l'utilisation des carburants fossiles.
Les plantes peuvent aussi nous aider à comprendre les changements dans notre environnement de plusieurs façons.
Par exemple, en analysant le pollen déposé par les plantes il y a des milliers d'années nous pouvons reconstituer les climats anciens et envisager ceux du futur, une part importante de la recherche sur le changement climatique.
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