Las plantas
El origen
de las plantas superioresLa transición a la tierraClasificación de las plantasDivisión Bryophyta:hepáticas antoceros ymusgosLas plantas vasculares:introducciónLas plantas vascularessin semillasPlantas con semillasEl papel de las plantasLa transición a la tierra firme fue un evento remarcable e improbable.
Capítulo 30. Las plantas
La transición a la tierra
En la época en que el antecesor inmediato de las plantas se trasladó desde aguas poco profundas a la tierra firme, aparentemente ya había desarrollado una alternancia de generaciones heteromórficas bien definida. Después de la transición a la tierra firme, se fueron seleccionando nuevas adaptaciones en el ciclo de vida y también en otras características.
Algunas adaptaciones fueron críticas para el éxito final de las plantas en tierra firma y deben haber ocurrido temprano en su historia evolutiva, pues la mayoría de las plantas modernas, aunque sean muy diversas, las comparten. Las células necesitan agua; de hecho, son 95% de agua. Fue necesario que se reconciliaran esta exigencia básica de agua en los sistemas biológicos con una vida en el suelo árido y desnudo de la superficie terrestre. Las plantas presentan rasgos tales como raíces que las anclan al suelo y que forman un sistema de captación de agua, sistemas de bombeo, órganos fotosintéticos, superficies recubiertas contra la desecación y tejidos reforzados.
Estos rasgos son los que permiten que ejemplares como los abetos y tsugas de la siguiente fotografía se eleven decenas de metros sobre la superficie y tengan troncos de varios metros de diámetros.
Una de estas características, claramente asociada con la transición a la tierra, es la cutícula § protectora que cubre las superficies aéreas de las plantas y retarda la pérdida de agua por el cuerpo. La cutícula está formada por una sustancia cerosa llamada cutina, secretada por las células de la epidermis. Asociadas con la cutícula y, de hecho, vueltos necesarios por su existencia, hay "poros" especializados a través de los cuales pueden realizarse los intercambios de gases necesarios para la fotosíntesis.
Otra adaptación fue el desarrollo de órganos reproductores multicelulares como los gametangios §-donde se producen gametas §- y los esporangios § -donde se producen esporas §-. Éstos fueron rodeados por una capa protectora de células estériles. Cuando los gametangios originan gametos femeninos -denominados ovocélulas u oósferas- se llaman arquegonios § y cuando originan gametos masculinos o espermatozoides § se llaman anteridios §.
Gametangios multicelulares de la hepática Marchantia, miembro de la división Bryophyta.
a) Gametangios femeninos o arquegonios en varias etapas de desarrollo. Los arquegonios tienen forma de botella, en cuya base se desarrolla una sola ovocélula. b) Anteridio en desarrollo en el gametofito § masculino. El tejido espermatogénico originará las gametas masculinas que, cuando estén maduros, nadarán hasta la ovocélula a través del canal del cuello del arquegonio.
Una adaptación que se relaciona con esto fue la retención de la ovocélula fecundada (el cigoto) dentro del gametangio femenino (el arquegonio) y el desarrollo del embrión dentro de esa estructura. Así, durante las etapas críticas de su desarrollo, el embrión §, o esporofito § joven, está protegido por los tejidos del gametofito § femenino.
Briofitos representativos, las únicas plantas en las
cuales el gametofito, que es haploide (n), es la generación dominante y
nutricionalmente independiente.
Un gametofito joven de la hepática Marchantia (clase Hepaticae) creciendo sobre una roca.
Anthoceros (clase Anthocerotae).
Los "cuernos" de este briofito son los esporofitos diploides (2n), que están unidos a un gametofito con forma de disco.
Musgo politrico (clase Musci) con cápsulas esporíferas.
Las estructuras verdes inferiores del briofito de la figura son los gametofitos. Los pedicelos y cápsulas no fotosintéticos son los esporofitos. Según la especie, los esporofitos de los musgos que crecen en regiones templadas tardan entre 6 y 18 meses en alcanzar la madurez.
Un tiempo después de la transición a la tierra, las plantas divergieron en al menos dos linajes separados. El más antiguo, a juzgar por el análisis de la filogenia basado en la secuencia de la subunidad pequeña del RNA ribosomal § dio lugar a los briofitos, miembros de la división Bryophyta, un grupo que incluye a las clases hepáticas, antoceros y los musgos modernos.
El otro dio lugar a las plantas vasculares, el grupo que incluye a todas las restantes plantas terrestres. Una diferencia principal entre los briofitos y las plantas vasculares es que los esporofitos de las últimas -conocidos como traqueofitos- tal como su nombre lo indica, tienen un sistema vascular bien desarrollado que transporta agua, minerales §, azúcares § y otros nutrientes a través del cuerpo de la planta. Los briofitos aparecen por primera vez en el registro fósil a fines del período Silúrico, hace aproximadamente 400 millones de años. Estos fósiles antiguos son muy similares a los briofitos que viven actualmente. Los fósiles más antiguos de las plantas terrestres -a juzgar por los hallazgos de esporas- son de mediados del período Ordovícico, hace aproximadamente 470 millones de años.
Así como la aparición de los primeros organismos fotosintéticos tuvo un efecto decisivo en la historia ulterior de la vida, la aparición de las plantas terrestres tuvo importantes consecuencias sobre los flujos de energía y nutrientes entre los ecosistemas § terrestres y acuáticos, así como sobre la subsecuente evolución § de los animales. Se cree que la aparición de las plantas terrestres fue un factor de gran importancia en la reducción de la concentración atmosférica de dióxido de carbono y -a través de tal reducción- en el descenso de la temperatura sobre la superficie terrestre.
Esquema global de las relaciones evolutivas de los seres vivos.
Relaciones filogenéticas simplificadas entre los principales grupos de plantas.
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