25.4D: Helechos y Otras Plantas Vasculares sin Semillas

Los helechos, musgos club, colas de caballo y helechos batidores son plantas vasculares sin semillas que se reproducen con esporas y se encuentran en ambientes húmedos.

Objetivos de aprendizaje

• Identificar tipos de plantas vasculares sin semillas

Puntos Clave

• Los musgos club, que son la forma más temprana de plantas vasculares sin semillas, son licófitos que contienen un tallo y micrófilos.
• Las colas de caballo se encuentran a menudo en las marismas y se caracterizan por tallos huecos articulados con hojas verticiladas.
• La fotosíntesis ocurre en los tallos de helechos batidores, que carecen de raíces y hojas.
• La mayoría de los helechos tienen raíces ramificadas y forman grandes hojas compuestas, o frondas, que realizan la fotosíntesis y transportan los órganos reproductivos de la planta.

Términos Clave

• sorus: un racimo de esporangios asociados a una hoja de helecho
• licófito: una subdivisión traqueofita del Reino Plantae; la división de plantas vasculares más antigua existente (viva) con alrededor de 410 millones de años
• esporangios: recintos en los que se forman esporas

Helechos y otras plantas vasculares sin semillas

Se requiere agua para la fertilización de plantas vasculares sin semillas; la mayoría favorecen un ambiente húmedo. Las traqueofitas sin semillas modernas incluyen licófitas y monilófitas.

Phylum Lycopodiophyta: Musgos Club

Los musgos del club, o phylum Lycopodiophyta, son el primer grupo de plantas vasculares sin semillas. Dominaron el paisaje del Carbonífero, creciendo en árboles altos y formando grandes bosques pantanosos. Los musgos del club de hoy son diminutas plantas siempreverdes que consisten en un tallo (que puede estar ramificado) y micrófilos (hojas con una sola vena no ramificada). El filo Lycopodiophyta está formado por cerca de 1,200 especies, entre ellas los quillworts (Isoetales), los musgos club (Lycopodiales) y los musgos espigas (Selaginellales), ninguno de los cuales son verdaderos musgos o briofitas.

Los licófitos siguen el patrón de alternancia de generaciones visto en las briofitas, excepto que el esporófito es la etapa principal del ciclo de vida. Los gametofitos no dependen del esporofito para obtener nutrientes. Algunos gametofitos se desarrollan bajo tierra y forman asociaciones micorrízicas con hongos. En musgos club, el esporófito da lugar a esporófilas dispuestas en estrobili, estructuras cónicas que dan nombre a la clase. Los licófitos pueden ser homosporosos o heterosporosos.

Figura\(\PageIndex{1}\): Strobili de musgos club: En algunos musgos de club como Lycopodium clavatum, los esporangios están dispuestos en racimos llamados strobili.

Phylum Monilophyta: Clase Equisetopsida (Cola de caballo)

Las colas de caballo, los helechos batidores y los helechos pertenecen al filo Monilophyta, con colas de caballo colocadas en la Clase Equisetopsida. El único género existente Equisetum es el sobreviviente de un gran grupo de plantas, que produjeron grandes árboles, arbustos y vides en los bosques pantanosos del Carbonífero. Las plantas suelen encontrarse en ambientes húmedos y marismas.

El tallo de una cola de caballo se caracteriza por la presencia de articulaciones o nódulos, de ahí el antiguo nombre Arthrophyta (arthro- = “articulación”; -phyta = “planta”). Las hojas y ramas salen como verticilos de las juntas uniformemente espaciadas. Las hojas en forma de aguja no contribuyen en gran medida a la fotosíntesis, la mayoría de las cuales tiene lugar en el tallo verde.

Figura\(\PageIndex{1}\): Hojas de cola de caballo: Los verticilos de estructuras verdes en las articulaciones son en realidad tallos. Las hojas apenas se notan como anillos marrones justo encima de cada articulación. Las colas de caballo alguna vez se usaban como cepillos para fregar y así se llamaban corridas de fregado.

La sílice se acumula en las células epidérmicas, contribuyendo a la rigidez de las plantas de cola de caballo. Tallos subterráneos conocidos como rizomas anclan las plantas al suelo. Las colas de caballo modernas son homosporosas y producen gametofitos bisexuales.

Phylum Monilophyta: Clase Psilotopsida (Helechos Batidores)

Si bien la mayoría de los helechos forman hojas grandes y raíces ramificadas, los helechos batidores, Clase Psilotopsida, carecen tanto de raíces como de hojas, que probablemente se perdieron por reducción. La fotosíntesis se realiza en sus tallos verdes; se forman pequeñas perillas amarillas en la punta del tallo de la rama y contienen los esporangios. Los helechos batidores fueron considerados como pterofitos tempranos. Sin embargo, los recientes análisis comparativos de ADN sugieren que este grupo puede haber perdido tanto hojas como raíces a través de la evolución y está más estrechamente relacionado con los helechos.

Phylum Monilophyta: Clase Polypodiopsida (Helechos)

Con sus hojas grandes, los helechos son las plantas vasculares sin semillas más fácilmente reconocibles. Más de 20 mil especies de helechos viven en ambientes que van desde los trópicos hasta los bosques templados. Aunque algunas especies sobreviven en ambientes secos, la mayoría de los helechos están restringidos a lugares húmedos y sombreados. Los helechos hicieron su aparición en el registro fósil durante el período Devónico y se expandieron durante el Carbonífero.

La etapa dominante del ciclo de vida de un helecho es el esporofito, que típicamente consiste en grandes hojas compuestas llamadas frondas. Las frondas cumplen un doble papel; son órganos fotosintéticos que también portan estructura reproductiva. El tallo puede ser enterrado bajo tierra como un rizoma del cual crecen raíces adventicias para absorber agua y nutrientes del suelo, o pueden crecer sobre el suelo como tronco en helechos arbóreos. Los órganos adventicios son aquellos que crecen en lugares inusuales, como las raíces que crecen desde el lado de un tallo. La mayoría de los helechos producen el mismo tipo de esporas y, por lo tanto, son homosporosos. El esporófito diploide es la etapa más conspicua del ciclo de vida. En la parte inferior de sus frondas maduras, los sori (singular, sorus) se forman como pequeños racimos donde se desarrollan los esporangios. Los esporangios en un soro producen esporas por meiosis y las liberan al aire. Aquellos que aterrizan sobre un sustrato adecuado germinan y forman un gametofito en forma de corazón, el cual está unido al suelo por delgados rizoides filamentosos. El gametófito poco visible alberga ambas gametangias sexuales. Los espermatozoides flagelados se liberan y nadan sobre una superficie húmeda hasta donde se fertiliza el óvulo. El cigoto recién formado se convierte en un esporófito que emerge del gametofito, creciendo por mitosis hacia el esporofito de próxima generación.

Figura\(\PageIndex{1}\): Sori sobre una fronda de helecho: Sori aparece como pequeños bultos en la parte inferior de una fronda de helecho.