Biología y Geología . 1º de Bachillerato

Los Seres Vivos: Clasificación actual de las formas de vida

6.2.7 - Plantas
Inicio
Índice

Las plantas o metafitas forman un reino de seres vivos caracterizado por ser organismos eucariontes autótrofos adaptados al medio terrestre.

Las plantas son siempre pluricelulares. Sus células se rodean de una pared celular compuesta fundamentalmente por celulosa y poseen cloroplastos destinados a realizar la fotosíntesis.
Sus numerosos tipos celulares se organizan en tejidos y órganos complejos.
La coordinación y diferenciación celular son debidas a mecanismos hormonales de comunicación entre sus células.
Poseen reproducción sexual, con un ciclo biológico alternante (haplodiplonte), con un gametofito haploide y un esporofito diploide.

Las plantas viven fijas al sustrato, carecen de movimientos rápidos y presentan poca variedad morfológica (menor que animales o protistas). Sin embargo, poseen una notable capacidad para sintetizar compuestos químicos diversos, muchos de ellos como defensa frente a predadores, parásitos o competidores.

Se han descrito cerca de 300.000 especies, aunque se estima que su número puede ser significativamente mayor.

A lo largo de su historia evolutiva muestran una tendencia a independizarse progresivamente del agua. Se encuentran claramente emparentadas con las algas clorofíceas, con las que las comparten muchas características como sus ciclos biológicos, tipos de gametos, pared celular, tipos de conexiones intercelulares como plasmodesmos, y tipo de plastos y clorofilas.

Las plantas de organización más primitiva se conocen como briófitos o musgos, carecen de vasos conductores y sólo son activos en medios muy húmedos.
El resto de las plantas son los traqueófitos, que poseen un sistema circulatorio complejo formado por xilema y floema. Pueden ser de gran tamaño; poseen mayor independencia del agua, pudiendo habitar ambientes muy secos.
Entre los traqueófitos se encuentran los pteridófitos (helechos, licopodios y equisetos), que producen esporas reproductivas asexuales y carecen de semillas; y los espermatófitos, con varios grupos de gimnospermas, como las coníferas y otras, y el gran grupo de las plantas angiospermas. Los espermatófitos se reproducen mediante semillas consistentes en un embrión, rodeado de tejidos de reserva para sus primeras etapas de desarrollo.

Se conocen plantas fósiles desde el Devónico, hace 400 millones de años.
Los grupos dominantes de plantas han ido cambiando a lo largo de los periodos geológicos; licopodios en el Paleozoico; equisetos y cicadofitos (gimnospermas) en Mesozoico; y angiospermas, aparecidas recientemente (en el Cretácico, hace 100 millones de años) y que suponen la flora continental dominante actualmente.


  Briófitos Musgos  
Hepáticas  
Traqueófitos Pteridófitos Psilófitos
Licopodios
Equisetos
Helechos
Espermatófitos Cicadófitos Gimnospermas
Ginkofitos
Coniferófitos
Genetófitos
Angiospermas

 


Briófitos (Bryophyta)

Son organismos comunes conocidos habitualmente como musgos y hepáticas.

Hay descritas unas 24.000 especies.

Los briófitos son autótrofos aéreos de tamaño pequeño, desde milímetros hasta unos pocos centímetros.

Habitan generalmente lugares húmedos, ya que necesitan abundante agua para transportar las sales minerales desde el sustrato a las células fotosintéticas, y también para realizar la fecundación, pues poseen espermatozoides flagelados.
Hay formas resistentes a condiciones de aridez, pero sólo son activas en periodos húmedos.

Los briofitos difieren de los otros grupos de plantas en carecer de tejidos conductores o ser muy sencillos.

Pueden reproducirse asexualmente (por fragmentación) o sexualmente.
En la reproducción sexual tiene un ciclo alternante. La forma más conspicua es el gametofito haploide.
En condiciones adecuadas desarrolla arquegonios que producen óvulos o anteridios productores de espermatozoides. Para que se produzca la fecundación, el espermatozoide ha de nadar hasta el arquegonio.
El zigoto se desarrolla dando lugar al esporofito diploide, que crece a expensas del gametofito.
El esporofito genera esporangios donde se desarrollan esporas haploides por meiosis.
Las esporas suelen dispersarse por el viento para dar lugar, en condiciones adecuadas, a nuevos gametofitos.

Los briófitos están claramente relacionados con los protistas clorófitos, como lo ponen de manifiesto sus semejanzas reproductivas (los gametos masculinos ciliados y el ciclo reproductor alternante) y sus semejanzas fisiológicas (tipo de pigmentos fotosintéticos y la estructura de los cloroplastos).

Se conocen representantes fósiles desde finales del paleozoico. Se hallan presentes en todos los periodos geológicos, pero no parecen haber sido nunca la vegetación dominante.

Musgos
(Musci)

Musgos

 

Hepáticas  

 

 

Pteridófitos (Pteridophyta)

Pertenecen a este grupo unas 11.000 especies de plantas herbáceas, arbustivas o pequeños árboles, algunas de ellas epífitas o trepadoras, conocidas como helechos, equisetos y licopodios.

La mayor parte habitan zonas tropicales húmedas, aunque se encuentran también en áreas relativamente secas y en latitudes altas.

Los pteridófitos son plantas vasculares, es decir poseen sistemas especializados en el transporte de nutrientes llamados xilema y floema, pero se diferencian del resto de los traqueófitos en que no forman semillas.

Poseen una epidermis o cutícula impermeable con estomas para el intercambio de gases.
Esta epidermis, al contrario que en otras plantas vasculares, suele contener cloroplastos.

Los tallos son ramificados de modo dicotómico o lateral, pero no generan ramas en las axilas foliares. No tienen fibras de sostén especializadas.
La raíz está habitualmente bien formada y es capaz de aportar a la planta gran cantidad de agua.

La fotosíntesis se realiza en los tallos o en las hojas. Muchos pteridófitos pueden vivir con bajas intensidades de luz, ocupando lugares umbríos que no colonizan otras plantas.

Como en el resto de las plantas presentan un ciclo alternante. La planta habitualmente visible es el esporofito diploide, que desarrolla esporangios productores de esporas en las hojas o en terminaciones de los tallos. Las esporas presentan una cubierta muy resistente y son transportadas por el aire.
Si alcanzan un lugar adecuado desarrollan un gametofito haploide que recibe el nombre de protalo. El protalo desarrolla los órganos reproductores: anteridios (masculinos), arquegonios (femeninos) o ambos. De los anteridios se generan gametos masculinos flagelados llamados espermatozoides o anterozoos que alcanzan nadando el arquegonio, donde fecundan la ovocélula.

Tras la fecundación, el nuevo esporofito se desarrolla sobre el gametofito. Se forma un embrión con tres ápices: radical, caulinar y foliar, que dan lugar a la raíz primitiva, el tallo y la primera hoja llamada cotiledón. La raíz embrional muere enseguida, y se desarrollan raíces secundarias a partir del tallo.
La presencia de células flageladas en la reproducción exige la presencia de agua ambiental, al menos en esta fase del desarrollo de los pteridófitos.

Los pteridófitos se dividen en los siguientes grupos:

Psilófitos (Psilophyta) Son los peteridófitos de organización más primitiva.
No poseen raíces y en sus formas más antiguas tampoco hojas.
Tienen un tallo herbáceo con ramificación dicotómica. Una parte del tallo es subterráneo (rizoma) y de él surgen tallos aéreos fotosintéticos.
Los psilófitos más primitivos ya tenían vasos conductores y cutícula impermeable con estomas.
De las formas primitivas han evolucionado las hojas por aplanamiento de determinados tallos.

Licopodios
(Lycopodiophyta)

Este taxón incluye unas mil especies de licopodios y selaginelas actuales, además de numerosas formas fósiles.
Las formas actuales son plantas herbáceas, generalmente tropicales, siempre verdes sin crecimiento en grosor y ramificación generalmente dicotómica. Poseen tallos tendidos o rectos, con numerosas hojas pequeñas de un solo nervio dispuestas helicoidalmente. En la cara inferir de los tallos surgen raíces de ramificación dicotómica. El extremo de algunos tallos produce las esporas.
Los protalos son subterráneos saprófitos, es decir, se nutren de materia orgánica y son de vida muy larga en licopodios, y muy reducidos en selaginela.
Existen numerosas formas fósiles sobre todo de la era Primaria. Algunas formas alcanzaron gran tamaño como lo Lepidodendros del Carbonífero, de 40 m de alto y 5 m de grueso. Tenían crecimiento en grosor, y algunos desarrollaron protalos en la planta madre y semillas procedentes de ellos.

Equisetos Constituyen un grupo claramente identificable por sus tallos articulados de los que pueden surgir hojas verticiladas. Los tallos presentan depósitos de sílice.
Los esporangios se desarrollan al final de los tallos.
Tienen protalos fotosintéticos monoicos o dioicos, generalmente muy reducidos.
Las formas actuales son muy escasas, unas 30 especies, aunque de amplia distribución.
Son plantas herbáceas de lugares húmedos.
En el periodo Carbonífero había gran cantidad y variedad de estas plantas, que alcanzaban hasta 15 m de altura..

Helechos o Filicinófitos Representan el grupo con mayor número de representantes actuales, unas 12.000 especies, la mayoría tropicales.
Se caracterizan por presentar hojas grandes, generalmente compuestas, llamadas frondes.
Los esporangios se sitúan en el envés de las hojas o sobre tallos especiales.
Presentan un protalo fotosintético, monoico o dioico.

El origen de los pteridófitos no está claro.
Los psilofitos más primitivos aparecen en el periodo Silúrico hace unos 400 millones de años y presentan muchas semejanzas con algas clorofíceas. Es posible que evolucionaran de ellas independientemente de los briófitos (musgos). Los psilofitos, licopodiofitos y equisetos fueron muy abundantes al final de la era Primaria, en los periodos Carbonífero y Pérmico, formando extensos bosques. Estos pteridófitos son los responsables de los importantes depósitos de carbón de estos periodos. De los helechos con semillas evolucionaron los gimnospermas y de un grupo de éstos los angiospermas. Estos nuevos grupos de plantas fueron reduciendo la importancia de los pteridófitos en la flora del planeta hasta su estado actual.

 

 

Gimnospermas

Grupo de plantas vasculares productoras de semillas desnudas, es decir, carentes de cubiertas derivadas del ovario (sin fruto).
Este grupo se establece por exclusión y se compone de varios filos diferentes (Cicadófitos, Ginkófitos, Coniferófitos y Gnetófitos).
Se diferencian de las Pteridófitos por la presencia de semillas, y de las angiospermas por la ausencia de flores y frutos.

Las Gimnospermas más abundantes en la actualidad son las Coníferas, entre las que se encuentran pinos, abetos, cipreses, sequoias y especies similares. Los otros grupos se encuentran mucho más reducidos, aunque tuvieron gran importancia en periodos geológicos pasados.

Las Gimnospermas son plantas leñosas de porte arbustivo o arbóreo. Presentan un sistema de transporte bien desarrollado, constituido por el floema y el xilema.

Sus estructuras reproductoras se conocen habitualmente como conos. En realidad son gametofitos haploides reducidos y dependientes de la planta principal.
Los gametofitos masculinos constituyen los granos de polen que se dispersan por el aire hasta alcanzar los conos femeninos. Allí dan lugar a un tubo polínico, por el que una célula o núcleo celular fecunda una oosfera del gametofito femenino.
En algunos casos, como en los ginkos, los gametos masculinos son flagelados, aunque lo habitual es que sean inmóviles.

Tras la fecundación, comienza el desarrollo del embrión, de un tejido de reserva y de una cubierta protectora. A este conjunto se le conoce como semilla.
Una vez formada la semilla, el desarrollo se paraliza. Las semillas abandonan la planta, se dispersan de diferentes manera y, en circunstancias adecuadas, se produce su germinación, reanudando su desarrollo gracias a sus reservas, y formando una raíz y unas hojas que les permitan su nutrición autótrofa.

Los Gimnospermas constan en realidad de cuatro filos diferentes.

Cicadófitos (Cycadophyta)

Los Cicadófitos son un grupo de unas cien especies de pequeñas plantas arbustivas, semejantes a piñas de hasta 3 metros con forma de palmera.
No suelen presentar ramificaciones.
Habitan zonas tropicales o subtropicales.
Es frecuente la simbiosis con cianobacterias fijadoras de nitrógeno en raíces aéreas, lo que las capacita para colonizar suelos pobres.
Son todas dioicas, cada planta sólo produce un tipo de conos: o masculinos o femeninos.

Ginkófitos (Ginkophyta)

Los ginkófitos están representados en la actualidad por una sola especie, el Ginko biloba, aunque fueron plantas abundantes durante el Mesozoico.
Tienen hojas típicas en forma de abanico (flaveliformes).
Son plantas dioicas. Los granos de polen se dispersan por el aire, pero, al alcanzar el cono femenino, desarrollan espermatozoides móviles que nadan hasta fecundar el gameto femenino.
El tegumento o piel exterior de sus semillas se transforma en una cubierta carnosa, semejante a los frutos de las angiospermas

Coniferofitos (Coniferophyta)

Los Coniferófitos constituyen el grupo más amplio y extendido de Gimnospermas.
Hay actualmente 550 especies de pinos, abetos, cedros, enebros, cipreses, sequoias, tejos, araucarias y especies similares.
Son plantas leñosas de porte arbustivo o, mayoritariamente, arbóreo. Pueden alcanzar tamaños muy grandes. La mayor planta viviente, la sequoia gigante (puede alcanzar 100 metros de altura y 8 de diámetro), pertenece a este grupo.
Son la vegetación arbórea dominante en altas latitudes y altitudes, pero también aparecen en muchos otros lugares de todo el planeta. Muchas de ellas adaptadas a ambientes secos o fríos.
Si bien el número de especies en la actualidad no es muy elevado, constituyen masas arbóreas de gran extensión.
Tienen hojas simples, mucha veces en forma típica de aguja (acícula).
Presentan canales resiníferos, y su crecimiento es habitualmente bastante rápido.
Generalmente son monoicoas, es decir, la misma planta desarrolla los dos tipos de conos: masculinos y femeninos.

Genetófitos (Genetophyta)

Los son un grupo de unas 70 especies con tres géneros de aspectos muy diferentes: welwitchias, genetos y efedras.
Habitan zonas secas y presentan porte arbustivo o son trepadoras.
Su xilema está constituido por células vivas en contraste con el resto de las plantas vasculares.

Los Gimnospermas proceden evolutivamente de los helechos con semilla del periodo Devónico.
Fueron la vegetación dominante de finales de la Era Primaria y de toda la Secundaria, especialmente cícadas y ginkos.
Tras la aparición de las plantas Angiospermas en el Cretácico, fueron perdiendo importancia y quedando relegadas a ambientes especializados, pobres, fríos o secos durante el Terciario.

Varias especies de coníferas son importante económicamente, ya que proporcionan madera, papel, trementina y resina. En ocasiones, los piñones tienen uso como alimento.
Varios representantes de estos grupos se utilizan como plantas ornamentales.

 

Angiospermas (Angiospermae)

Es, con diferencia, el filo actual con mayor número de representantes. A este grupo pertenecen casi todos los árboles, arbustos y hierbas conocidos.
Existe una gran diversidad de especies, unas 230.000 descritas actualmente, y su número real puede ser mucho mayor.

Las angiospermas son plantas traqueófitas y espermatófitas, es decir, poseen vasos conductores y forman semillas, (embriones rodeados de un tejido de reserva). Éstas se caracterizan por estar cubiertas por estructuras procedentes del ovario, los frutos; y por desarrollar estructuras reproductoras destinadas, en principio, a la simbiosis con animales. Estas estructuras se denominan flores.

El biotipo de las angiospermas es muy variado. Existen formas herbáceas y leñosas, arbustivas, arbóreas y lianas trepadoras. Enraízan generalmente en el suelo, pero también pueden hacerlo en otras plantas (epífitas) y algunas son totalmente acuáticas. Existen también formas parásitas que no realizan fotosíntesis.

Su periodo de vida es también muy variable: hay formas anuales o bianuales mientras que otras viven periodos muy prolongados de tiempo.
Las hay con hojas perennes y otras que las pierden anualmente en la época menos favorable para la planta, el invierno o la estación seca (hoja caduca o marcescente)

Su tamaño oscila desde escasos milímetros hasta casi cien metros de altura en algunos eucaliptos.
Suelen presentar hojas planas con nerviación pinnada y crecimiento del tronco en grosor, aunque algunos árboles como las palmeras y muchas formas herbáceas han perdido este crecimiento. Tienen muy desarrollado el sistema de transporte de la savia, el xilema y el floema, especialmente en los grandes árboles.

Los órganos reproductivos de las angiospermas son las flores.
Una flor está formada por varios verticilos de hojas modificadas, que reciben los nombres cáliz, corola, androceo y gineceo. Sus hojas correspondientes se denominan sépalos, pétalos, estambres y carpelos. Los estambres forman los granos de polen y los carpelos forman un ovario que contiene las ovocélulas. Del ovario surge una prolongación en forma de tubo, dominado estilo, que lo une con un estigma en forma de plataforma donde se depositan los granos de polen.
La fecundación se produce mediante un tubo polínico que desarrolla el grano de polen al entrar en contacto con el estigma y que lleva a uno de sus núcleos hasta el ovario, donde fecunda la ovocélula para producir un embrión. El otro núcleo del grano de polen fecunda otras dos células del saco embrionario para producir el endospermo, soporte nutritivo del embrión en sus primeras fases de desarrollo. Esta doble fecundación es típica de las angiospermas.
Las flores suelen ser hermafroditas, pero evitan la autofecundación madurando en distintos periodos estambres y carpelos.

La flor evolucionó inicialmente para la simbiosis con insectos. Los animales transportan el polen, reduciendo las pérdidas que supone una dispersión por el viento, y reciben, a cambio, una sustancia nutritiva azucarada llamada néctar. Para indicar a los insectos su localización, las flores presentan vivos colores, generalmente en los pétalos, y emiten aromas intensos. Secundariamente, algunas angiospermas que se encuentran en grandes densidades, han perdido su capacidad de polinización por animales y han vuelto al transporte aéreo, como ocurre en las gramíneas y en muchos árboles.

Como en las gimnospermas, la semilla pasa por un periodo de latencia en la que el embrión, rodeado de su reserva nutritiva, es dispersado y espera a que las condiciones sean adecuadas para la germinación. A diferencia de las otras plantas con semillas, las angiospermas poseen una serie de estructuras derivadas del ovario floral que rodean a la semilla y que facilitan su dispersión. Estas estructuras reciben el nombre de fruto.
El mecanismo de dispersión de los frutos puede ser aéreo (forma de ala, vilano o algodonoso), por diversos modos de lanzamiento, dispersión acuática o a través de una nueva simbiosis con animales, a los que proporcionan frutas comestibles.

Las angiospermas se dividen en dos grandes grupos conocidos como monocotiledóneas y dicotiledóneas.


El filo de las angiospermas es relativamente joven a escala evolutiva. Aparecieron en el Cretácico y desplazaron progresivamente al resto de especies vegetales (helechos, coníferas, cicadas y ginkos), relegándolas a ecosistemas especializados o climas extremos. En este proceso hay una coevolución con los animales simbiontes encargados de diseminar su polen y semillas, como determinados grupos de insectos (abejas, mariposas, moscas) y vertebrados (colibrís y aves frungívoras, murciélagos, monos, etc...).

Económicamente son uno de los grupos de organismos más importante. De ellas obtenemos alimentos a partir de sus semillas (grano de gramíneas o semillas de leguminosas), de frutas o de otras partes de la planta (verduras). Se obtienen también fibras textiles como algodón o lino, materiales de construcción como maderas diversas para la fabricación de múltiples objetos, corcho, cañas. De estas plantas se obtienen también numerosas sustancias químicas de utilidad en farmacia. Su papel ecológico es fundamental como purificadoras del aire, fijadoras de CO2, sustentadoras de suelo e intervienen en la evaporación y el régimen de lluvias de extensas regiones.

Dicotiledóneas

Son el grupo mayoritario.
Presentan dos cotiledones como primeras hojas embrionarias, y suelen presentar 5 ó 4 hojas o múltiplos de estos números en los verticilos de sus flores.
Muchas de las hierbas más comunes pertenecen a este grupo: Ranunculáceas (ranúnculos o botones de oro), Papaveráceas (amapolas), Cariofiláceas (estelarias, clavelinas, ...), Geraniáceas (geranios), Crucíferas (mostaza, alhelí,...), Umbelíferas (anís,...),Violáceas (violetas), Escrofulariáceas (pajaritas, verónicas, ...) o Compuestas (margaritas, cardos, etc).
En otras familias predominan las formas arbustivas como en las Ericáceas (brezos, madroños), Labiadas (romero, tomillo, menta) o Cistáceas (jaras). Hay varias familias con especies predominantemente arbóreas como las Fagáceas, (encinas, quejigos, hayas, castaños), Salicáceas (sauces, chopos, álamos), Betuláceas (abedules, alisos), Moráceas (higueras, ficus, moreras). En algunas predominan las formas trepadoras como en las Convolvuláceas (correhuela). Las Leguminosas son una amplia familia con especies herbáceas (tréboles, vezas), arbustivas (tojos, retamas), o arbóreas (acacias y mimosas). Algo semejante ocurre con las Rosáceas (fresas, zarzas, rosas, cerezos, manzanos, serbales, etc.).

Monocotiledóneas

Las son menos numerosas, pero en ocasiones son muy comunes y alcanzan grandes densidades.
Presentan generalmente hojas con nervios paralelos, y las plantas no tienen crecimiento secundario en grosor.
Como primera hoja embrionaria tienen un solo cotiledón, y las flores suelen organizarse en verticilos formados por tres hojas o múltiplos de tres.
Como familias principales se encuentran las Liliáceas (ajos, cebollas y numerosas plantas silvestres semejantes), las Gramíneas (trigo, centeno, maíz, etc), las Orquidiáceas (orquídeas) y las Palmáceas (palmeras, cocoteros y palmitos).

 

Posibles relaciones evolutivas entre los grupos de plantas

Relaciones evolutivas plantas


Vínculos


Proyecto pteridofita Helechos y formas similares
The Cycad Pages Cicadófitos
Flora silvestre del Mediterráneo Fotografías de flora silvestre del Mediterráneo occidental
Botanic im bild Botánico Naturhistorische Museum de Viena
   

  Inicio
  Índice
  Siguiente