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ORIGEN Y
DIVERSIFICACIÓN DE LAS
PLANTAS VASCULARES
Adl et al. 2012. The Revised
Classification of Eukaryotes.
J. Eukaryot. Microbiol., 59:
429–493
¿Qué es una planta?
• organismos eucariotas, multicelulares y autótrofos capaces de convertir energía lumínica en energía química a través del proceso de fotosíntesis.
• Móviles en el espacio y en el tiempo
• Organismos modulares
• Crecimiento indeterminado
• Defensa física y química
• Organismos con gran plasticidad fenotípica
• Con pared celular de celulosa y vacuolas
PLANTAS TERRESTRES O EMBRIÓFITAS
Gonduana 450 425 m.a. 342 m.a. Pangea 255 m.a. 65 m.a.
Origen de
primeras
plantas ca.
475 m.a.
Origen de
plantas
vasculares
Diversificación
de embriófitas
basales.
Aparición de
plantas
seminíferas ca.
385 m.a.
Licófitos y
Calamites
arborescentes en
bosques
pantanosos.
Primeras
coníferas
aparecen en el
Carbonífero.
Ginkgo y Cycas.
Mayoría de
Equisetites y
Licófitos
desaparecen al
final del
Pérmico.
Radiación de
“helechos”,
Cycas,
Coníferas;
Inicio del Cre-
táceo: coníferas
dominan el
paisaje.
Plantas floríferas
aparecen al inicio del
Cretáceo – gran
radiación y se hacen
dominantes.
Ordovícico Silúrico Devónico Carbonífero Pérmico Triásico Jurásico Cretáceo Terciario
Hace millones de años (m.a.)
488 443 416 359 299 251 146 66 200
CONTEXTO GEOLÓGICO
Evolución de las plantas en tiempo geológico
ORIGEN DE LAS PRIMERAS PLANTAS TERRESTRES (470 m.a.)
La colonización de la superficie
terrestre por las plantas fue una
revolución en la historia de la vida.
• Permitió la evolución de una gran
diversidad de seres vivos en la tierra.
• Cambiaron el clima, proveen oxígeno y
alimento.
• Actualmente hay más de 290000 especies
de plantas conocidas.
AMBIENTE TERRESTRE
• +La luz solar no es filtrada por el agua o el
plancton.
• +La atmósfera ofrece más dióxido de
carbono que el agua.
• +El suelo es rico en algunos nutrientes
minerales.
• - Escasez de agua.
• - Ausencia de un soporte estructural
contra la gravedad.
¿Cuáles son las características principales que
permitieron la supervivencia y reproducción en
el ambiente terrestre?
• Cutícula.
• Estomas o poros.
• Esporas protegidas con esporopolenina, producidas en esporangios multicelulares.
• Embriones multicelulares y dependientes.
• Gametangios multicelulares.
• Raíces o micorrizas.
• Metabolitos secundarios.
• Meristemas apicales.
• Alternancia de generaciones.
. alternancia de generaciones de
organismos multicelulares (haploides y
diploides)
Esporas protegidas con esporopolenina,
producidas en esporangios multicelulares.
Gametangios multicelulares.
Embriones multicelulares y dependientes.
Meristemas apicales
Cutícula y estomas o poros
¿Cuáles son los caracteres que permiten
distinguir las plantas vasculares del resto de
las plantas?
• Sistema radical (nutrición, crecimiento en altura)
• Ramas y hojas (fotosíntesis)
• Esporofilos
• Tejido vascular complejo (transporte de agua-xilema con
traqueidas- y nutrientes-floema-).
• Tejido vascular lignificado (crecimiento en altura).
• Ciclos biológicos con esporófitos dominantes y
ramificados.
• Pigmentos y fisiología especial (protección).
• Representan el 93% de las plantas vivientes
no se sostiene como grupo “homogéneo”
Origen de las plantas vasculares (370 m.a.)
• Sin la ventana del pasado que la
paleontología nos aporta, los biólogos
ignoraríamos la existencia de más del
90% de todas las especies que algunas
vez vivieron. Es así, que nos faltaría el
biocronómetro para comprender el Tempo
y el Modo de los cambios evolutivos. Sólo
estudiando a los muertos se puede
comprender la historia…
Traducido a partir de Karl J. Niklas
• –The evolutionary biology of plants, 1996,
ISBN0226580822–
LAS PRIMERAS PLANTAS
VASCULARES • No tenían
verdaderas hojas y
raíces
• Formaban
asociaciones
simbióticas con
hongos para la
nutrición.
Primeras plantas vasculares (fin del Ordovícico, principios del Silúrico)
Cooksonia (470-450 m.a)
Co
ok
so
nia
sp
.
(Rh
yn
iac
ea
e)
Psilophyton (Ordovícico, principios del Silúrico)
Esporas triletes
Rhynia (Devónico)
Epidermis, parénquima
Haz vascular central
con traqueidas.
Ramificación dicotómica
Esporangios terminales
Tallos fotosintéticos
Cutícula
Devónico •Mayor diversidad climática, depósitos continentales. •Diversificación de peces, anfibios y plantas vasculares.
Zoste
rophyllo
ph
ytina
PLANTAS VASCULARES SIN SEMILLAS
Grupo parafilético
Tipos de hojas
Ciclo biológico de una planta vascular sin semillas
• Las gametas masculinas nadan hasta
encontrar las femeninas.
• Son más comunes en ambientes
húmedos.
• Formaron los primeros bosques
(enfriamiento global del clima por
secuestro de carbono de la atmósfera)
PLANTAS TERRESTRES
(Clase Equisetopsida)
• Subclase Anthocerotidae
• Subclase Bryidae
• Subclase Marchantiidae
• Subclase Lycopodiidae
• Subclase Equisetidae
• Subclase Marattiidae
• Subclase Ophioglossidae
• Subclase Polypodiidae
• Subclase Psilotidae
LICÓFITAS Subclase Lycopodiidae
Lycopodium annotinum Selaginella sp.
tallo de un licófito
gigante (Lepidodendron),
ca. 40 m de alto
Medullosa, una de
las primeras plantas
seminíferas
tallo de una “cola de
caballo gigante”
(Calamites), ca. 20 m
de alto
Representación - bosque del Carbonífero
Hace 300 a 360 m.a.
En el Carbonífero predominaron grandes plantas
con tejidos lignificados
Familia Lycopodiaceae
Familia Selaginellaceae
PLANTAS VASCULARES SIN SEMILLAS
MONILÓFITAS
• Subclase Equisetidae
• Subclase Marattiidae
• Subclase Ophioglossidae
• Subclase Polypodiidae
• Subclase Psilotidae
Equisetum giganteum (Equisetaceae)
Subclase Equisetidae Familia Equisetaceae
Equisetum giganteum
Esporangios reunidos en estróbilos en el
extremo de las ramas. Hojas reducidas
formando anillo perinodal. Estróbilos con
esporangióforos hexagonales. Esporas con
eláteres
Desde Mesoamérica y Antillas Mayores, hasta
Chile, Uruguay y Argentina
Diurético y Astringente.
Subclase Polypodiidae
HELECHOS
LEPTOSPORANGIADOS
Desarrollo de un esporangio. 1. Pared del esporangio, 2. Células
esporogénicas o arquesporio, 3. Tapete, 4. Tétrades.
Euesporangio
Leptosporangio
Anillos de dehiscencia
Partes de un “helecho”
Vernación circinada
Familia Polypodiaceae
Polypodium virginianum
Familia
Pteridaceae
Adiantum peruvianum
Familia
Pteridaceae
Pellaea sp.
Familia
Aspleniaceae
Asplenium sp.
Familia
Blechnaceae
Blechnum serrulatum
Familia
Anemiaceae
Anemia tomentosa
Familia Dryopteridaceae
Cystopteris sp.
Familia
Marsileaceae
Marsilea quadrifolia
Marsilea sp.
Familia Salviniaceae
Azolla sp.
Familia
Salviniaceae
Salvinia sp.
Morero et al.
2014
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