Trong ngành thực vật học, cây là một loại cây lâu năm có thân dài, hoặc thân, hỗ trợ cành và lá ở hầu hết các loài. Định nghĩa của cây có thể hẹp hơn trong một số trường hợp, chỉ những cây gỗ có sự sinh trưởng thứ cấp, những cây có thể sử dụng như gỗ hoặc cây trên độ cao quy định. Theo nghĩa rộng hơn, những cây cau cao, cây dương xỉ, chuối và tre cũng là một loại cây. Cây không phải là một nhóm phân loại nhưng bao gồm nhiều loài thực vật đã phát triển, tiến hoá một thân cây một cách độc lập và các nhánh cũng leo trên các cây khác để có thể lấy được ánh sáng mặt trời. Cây có xu hướng sống lâu, một số đạt đến vài nghìn năm tuổi. Cây đã tồn tại trong 370 triệu năm. Người ta ước tính rằng có khoảng ba nghìn tỷ cây trưởng thành trên thế giới.
Cây thường có nhiều nhánh nhỏ ở cách mặt đất bằng thân cây. Thân cây này thường chứa mô gỗ để tăng sức mạnh và mô mạch máu để mang vật liệu từ phần này sang phần khác. Đối với hầu hết các cây, nó được bao quanh bởi một lớp vỏ cây để làm hàng rào bảo vệ. Dưới mặt đất, các nhánh rễ lan rộng ra; chúng phục vụ để leo cây và hút độ ẩm và chất dinh dưỡng từ đất. Trên mặt đất, các nhánh chia thành các nhánh nhỏ hơn và chồi. Các chồi thường mang lá, thu năng lượng ánh sáng và chuyển hóa thành đường bằng quang hợp, cung cấp thức ăn cho sự tăng trưởng và phát triển của cây.
Cây thường sinh sản bằng hạt. Hoa và quả của nó có thể có mặt, nhưng một số cây như cây lá kim có nón phấn hoa và nón hạt. Cây cọ, chuối và tre cũng tạo ra hạt, nhưng dương xỉ cây tạo ra bào tử thay thế. Cây xanh đóng vai trò quan trọng trong việc giảm xói mòn và điều tiết khí hậu. Chúng loại bỏ carbon dioxide trong khí quyển và lưu trữ một lượng lớn carbon trong các mô của chúng. Cây và rừng cung cấp môi trường sống cho nhiều loài động vật và thực vật. Rừng mưa nhiệt đới là một trong những môi trường sống đa dạng sinh học nhất trên thế giới. Cây xanh cung cấp bóng mát và nơi trú ẩn, gỗ để xây dựng, nhiên liệu để nấu ăn và sưởi ấm, và trái cây cho thực phẩm cũng như có nhiều công dụng khác. Ở nhiều nơi trên thế giới, rừng bị thu hẹp khi cây cối bị chặt phá để tăng diện tích đất dành cho nông nghiệp. Vì tuổi thọ và tính hữu dụng của chúng, cây cối luôn được tôn kính, với những khu rừng lạ ở nhiều nền văn hóa khác nhau và chúng đóng vai trò lớn trong nhiều câu chuyện nổi tiếng của thế giới.
Định nghĩa
Mặc dù 'cây' là thuật ngữ thông thường, không có định nghĩa chính xác nào nhận diện rõ ràng những gì được gọi là cây trong cả thực vật học và ngôn ngữ thông thường.
Trong một khía cạnh rộng hơn, cây thân gỗ là bất kỳ loài thực vật nào có thân cao, nâng đỡ lá quang hợp hoặc có nhánh mọc trên thân cây. Cây cũng có thể được định nghĩa theo chiều cao, trong đó các loài nhỏ hơn được phân loại vào nhóm cây bụi. Tuy nhiên, ngưỡng chiều cao tối thiểu để xem xét là cây thay đổi từ 10 m xuống tới 0,5 m. Theo cách định nghĩa này, những loài thân thảo lớn như đu đủ và chuối cũng có thể được coi là cây, mặc dù không thực sự rõ ràng theo định nghĩa hẹp hơn.
Tiêu chuẩn khác thường được áp dụng vào định nghĩa cây thân gỗ là chúng có thân bằng gỗ. Theo cách định nghĩa này, loại trừ các cây thân thảo như chuối và đu đủ. Các loài Monocot như tre và cây cau có thể được xem là cây thân gỗ theo cách định nghĩa này. Mặc dù chúng là thân thảo và không phát triển gỗ, cây cau và tre có thể tạo ra một số tế bào gỗ giả thông qua các quá trình phát triển ban đầu.
Bên cạnh các định nghĩa về cấu trúc, cây thân gỗ cũng thường được xác định theo chức năng sử dụng. Cây thân gỗ có thể được coi là những loài thực vật có khả năng sản xuất gỗ.
Lịch sử tiến hóa
Các loài sinh vật giống cây trong thời kỳ sớm nhất là dương xỉ một, cỏ đuôi ngựa và thạch tùng, chúng phát triển trong các khu rừng vào kỷ Cacbon. Cây đầu tiên có thể là Wattieza, một loài hóa thạch được tìm thấy tại tiểu bang New York vào năm 2007, có niên đại khoảng Devon giữa (khoảng 385 triệu năm trước). Trước khi phát hiện hóa thạch này, Archaeopteris từng được coi là cây thân gỗ sớm nhất. Cả hai nhóm này sinh sản bằng bào tử thay vì hạt và được xem là có liên kết giữa dương xỉ và thực vật hạt trần tiến hóa trong kỷ Trias. Thực vật hạt trần bao gồm các loài cây lá kim, tuế, Gnetophyta và ginkgo (bạch quả) và chúng có thể đã xuất hiện như là kết quả của sự kiện gen trùng lặp toàn bộ diễn ra vào khoảng 319 triệu năm trước. Ginkgophyta từng là một nhóm phân bố rộng rãi trong đó chỉ còn một loài sống sót Ginkgo biloba. Loài bạch quả này được xem là hóa thạch sống vì nó có hình dạng không thay đổi so với các mẫu hóa thạch được tìm thấy trong các lớp đất kỷ Trias.
Trong suốt Đại Trung Sinh (245 đến 66 triệu năm trước), các loài cây lá kim đã phát triển mạnh mẽ và thích nghi dần với nhiều môi trường sống chính trên cạn. Sau đó, các loài cây thân gỗ của thực vật có hoa đã tiến hóa trong suốt kỷ Creta. Chúng bắt đầu thống trị các loài cây lá kim trong suốt phân đại Đệ Tam (66 đến 2 triệu năm trước) khi các khu rừng phủ kín toàn cầu. Khi khí hậu lạnh bắt đầu vào khoảng 1,5 triệu năm trước và kỷ băng đầu tiên trong 4 kỷ băng đầu xuất hiện, các khu rừng thu hẹp lại khi băng tuyết mở rộng. Trong các thời kỳ băng hà, các loài cây đã tái chiếm lĩnh đất liền ngay sau khi thời kỳ băng hà tiếp theo bắt đầu.
Sinh thái học
Cây đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái trên cạn bằng cách cung cấp môi trường sống cho các loài sinh vật khác nhau. Những loài thực vật như dương xỉ, rêu, liverworts, phong lan và những loài thực vật ký sinh như chùm gởi thường sống treo trên các nhánh cây. Chúng cung cấp cảnh quan sống cho nhiều loài sinh vật, bao gồm cả động vật, bằng cách cung cấp bóng mát và những cấu trúc sống như lá, hoa và quả theo mùa. Dưới tán cây, có những loài sống tán dưới, lá rụng và gỗ phân hủy, tạo nên một hệ sinh thái phong phú hơn.
Các loài cây hỗ trợ đặc biệt cho nhiều loài động vật không xương sống. Ví dụ, trên cây sồi Anh (Quercus robur) và cây sồi Tasmania (Eucalyptus obliqua), có tới 284 và 306 loài côn trùng và động vật không xương sống khác nhau sinh sống, cho thấy sự phong phú của các môi trường sống này.