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6.1: ¿Qué define una planta?

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    Todos los organismos vivos de la Tierra se dividen en tres dominios (grupos): Bacterias, Archaea y Eukarya. Las bacterias y Archaea se agrupan en una categoría informal llamada procariotas, pequeños organismos unicelulares (más pequeños que la punta de una aguja) que carecen de núcleo y orgánulos unidos a la membrana. Los eucariotas, por otro lado, están compuestos por células más grandes que tienen un núcleo y orgánulos unidos a membrana y pueden ser unicelulares o multicelulares. El dominio Eukarya se divide en cuatro Reinos (grupos; Figura\(\PageIndex{1}\)): plantas (Plantae), animales (Animalia), hongos (Hongos) y protistas (Protista). Tanto los procariotas como los eucariotas tienen una membrana celular, ribosomas y material genético (ADN y ARN).

    Reinos de la Vida Árbol filogeniético_Por DutraElliott.jpg
    Figura\(\PageIndex{1}\): Árbol filogenético simplificado de la vida. Por DutraElliott está licenciado bajo CC BY-NC-SA 4.0 vía Flickr.

    Las plantas son organismos fotosintéticos multicelulares que tienen orgánulos y compuestos únicos, diferenciándolos de otros eucariotas. Los orgánulos vegetales especializados, que no se encuentran en las células animales, son los cloroplastos para la fotosíntesis, una vacuola central para almacenar agua y una pared celular para brindar protección y estructura a la célula vegetal. Otros grupos de organismos también tienen paredes celulares, como algunas bacterias, hongos y algunos protistas, pero en las plantas, la pared celular está compuesta principalmente por una sustancia llamada celulosa, mientras que en otros organismos está compuesta por otras sustancias, como la quitina en los hongos. También hay otros organismos capaces de realizar la fotosíntesis, como algunas bacterias, y algunos protistas (algas). Las plantas tienen pigmentos verdes llamados clorofila a y clorofila b, los cuales están involucrados en la fotosíntesis.

    Origen de las plantas

    Las plantas son bien conocidas por su papel crucial en la producción de oxígeno. Alrededor del 16% de la atmósfera moderna de la Tierra está constituida por oxígeno, pero hace un par de mil millones de años no tenía ningún oxígeno, por lo que no podía soportar la vida tal como la conocemos hoy. Hace alrededor de 2.8 mil millones de años un grupo de bacterias comenzó a realizar un proceso innovador llamado fotosíntesis en los océanos de la Tierra, y con el tiempo el oxígeno se acumuló en la atmósfera hasta que estuvo lo suficientemente alto como para soportar criaturas que respiran oxígeno, como animales.

    Durante millones de años las algas y las algas verdeazuladas (bacterias) fueron los principales organismos fotosintéticos de la Tierra. Las primeras plantas verdaderas evolucionaron a partir de un alga verde, probablemente de una Clase (grupo) de algas verdes llamada Zygnematophyceae (Cheng et al. , 2019; Figura\(\PageIndex{2}\)). Debido a que los antepasados de las plantas terrestres eran acuáticas, las plantas terrestres tuvieron que adaptarse a los nuevos desafíos que traían las condiciones secas inherentes a los ambientes terrestres. Algunas de las adaptaciones vegetales más notorias a la vida en tierra fueron el desarrollo de una barrera física para evitar la desecación (desecación), células especializadas para el transporte de agua y nutrientes, soporte mecánico para mantenerse erguido, mecanismos de anclaje, mecanismos especializados para transferir las células reproductoras ( gametos) de una planta a otra, y el desarrollo de capas celulares protectoras alrededor de las estructuras productoras de esporas y gametos.

    Las plantas de barrera física desarrolladas para evitar la desecación se llama cutícula, una capa cerosa que cubre todas las superficies aéreas de una planta para ayudar a prevenir la desecación. Todas las plantas de tierra viva tienen una cutícula. Se plantea la hipótesis de que las algas Zygnematophyceae han adquirido genes de bacterias del suelo que ayudan a prevenir la desecación (Cheng et al., 2019). Estos genes se encuentran actualmente en plantas terrestres y bacterias, pero no en ninguna otra alga, lo que agrega apoyo a la hipótesis de que estas algas verdes son el antepasado de todas las plantas terrestres. Cuando las plantas colonizaron tierras también tuvieron que rediseñar la forma en que se realizaba la reproducción sexual. En ambientes acuáticos los gametos simplemente nadan o flotan hacia otra planta, lo cual no es posible en la mayoría de los ambientes terrestres. Las plantas terrestres desarrollaron esporas resistentes a la sequía que podrían sobrevivir en tierra firme y encerraron las estructuras productoras de gametos y esporas con varias capas de células para protegerlas de la desecación. Algunas plantas terrestres, como las briófitas, todavía tienen esperma nadador, lo que las limita a ambientes húmedos.

    Figura\(\PageIndex{2}\): Algas filamentosas, Spirogyra spp. (Clase Zygnematophyceae). Escala=0.1mm. Por Andrei Savitsky CC BY 4.0 vía Wikicommons.

    En ambientes acuáticos, el agua y los minerales disueltos están fácilmente disponibles y son fácilmente absorbidos por las plantas. Las plantas terrestres, en contraste, tuvieron que desarrollar células especializadas para poder transportar agua y nutrientes disueltos del suelo. La mayoría de estas células especializadas parecen tubos estrechos, donde el agua se transporta desde las raíces hasta las hojas a través del tallo. Estas células transportadoras también están relacionadas con el soporte mecánico recién requerido, ya que tienen paredes celulares fortificadas para poder soportar las fuerzas físicas involucradas en el transporte de fluidos (Niklas, 1997). Se requiere soporte mecánico para el crecimiento vertical fuera de un ambiente acuático y como las plantas buscan alcanzar la mayor cantidad de luz solar para poder realizar la fotosíntesis, crecer verticalmente es beneficioso para muchas de ellas. La mayoría de las plantas terrestres desarrollaron un tallo cilíndrico que proporcionaba medios eficientes de soporte mecánico (Niklas, 1986), lo que podría explicar la forma general de la mayoría de los tallos de las plantas. Las briófitas no tienen estos tejidos conductores, y por lo tanto son cortas, mientras que las plantas que los tienen, como las plantas con flores, pueden crecer más altas. El desarrollo de una posición erguida en las plantas también estuvo acompañado por el desarrollo de un mecanismo de anclaje, o raíces. La evidencia más temprana de raíces se remonta al Devónico temprano hace 408 millones de años (Erick et al. , 1998).

    Los principales grupos existentes (vivos) de plantas son plantas no vasculares, plantas vasculares sin semillas, gimnospermas y angiospermas. La primera evidencia de plantas terrestres son esporas fósiles del Ordovícico tardío (~450 Ma; Gray, 1985; Apéndice 1). Desde briófitas (el grupo de plantas más antiguo) hasta plantas con flores (el grupo de plantas más reciente), las plantas han adquirido características únicas que les permiten sobrevivir y prosperar en diferentes ambientes terrestres (Figura\(\PageIndex{3}\)). Las plantas han podido colonizar todos los ecosistemas terrestres de la Tierra, incluyendo montañas, islas, dunas de arena, selvas tropicales y desiertos.

    Plantas y Bryophytes.jpg
    Figura\(\PageIndex{3}\): Árbol evolutivo de plantas terrestres y ancestro de algas. Por DutraElliott está licenciado bajo CC BY-NC-SA 4.0 vía Flickr.

    En los siguientes capítulos, exploraremos las principales características de cada grupo de plantas y aprenderemos sobre usos económicos o culturales importantes para cada uno. Conocer las características básicas de cada grupo es el primer paso en la identificación de las plantas. Por ejemplo, si vas de excursión y encuentras una planta interesante que quieras identificar, puedes comenzar por identificar el grupo de la planta. Al eliminar a los otros grupos, puedes acercarte a una identificación.


    This page titled 6.1: ¿Qué define una planta? is shared under a CC BY-NC-SA 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by Daniela Dutra Elliott & Paula Mejia Velasquez.