19.2: Introducción a la evolución de la Embriofita
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Hay cuatro grupos evolutivos principales de plantas terrestres: briófitas, plantas vasculares sin semillas (SVP), gimnospermas y angiospermas. Estas agrupaciones representan cambios importantes en la estructura vegetal y en las características de la historia de vida a lo largo del tiempo que coinciden con cambios importantes en la evolución de la Tierra, en su conjunto. La clasificación “embriofitas” se refiere a la evolución del embrión, un cigoto que es retenido y nutrido por el gametofito femenino a medida que crece.
Los embriófitos comparten muchas características comunes, la mayoría correspondientes a las presiones selectivas desde el movimiento inicial hacia la tierra. El embrión es uno de estos, proporcionando mayor probabilidad de éxito para la descendencia en un ambiente nuevo y duro. Además del embrión, todas las plantas tienen el mismo ciclo vital básico: alternancia de generaciones. Al igual que las algas marinas, las primeras plantas vivían en un ambiente donde necesitaban aumentar sus posibilidades de eventos reproductivos. Los estadios multicelulares en ambos lados del ciclo de vida aumentan el número de propágulos reproductivos. Todas las plantas también son multicelulares, con tejidos y gametangios multicelulares.
Otras adaptaciones a la vida en tierra incluyen el compuesto esporopollenino resistente a la desecación. Esto se encuentra en las paredes celulares de esporas de plantas terrestres tempranas y en el polen de plantas semilleras, de ahí el nombre sporo - polen - in. También se encuentra en las paredes celulares de algunas algas verdes. En el exterior, las plantas están rodeadas por una cutícula cerosa que ayuda a protegerlas de su entorno exterior.
Al igual que sus predecesoras de algas verdes, las plantas almacenan sus carbohidratos como almidón dentro de los plastidios, los plastidios con dos membranas (resultado de la endosimbiosis primaria), las paredes celulares que contienen celulosa, y tienen los pigmentos clorofila a, clorofila b y carotenoides. Por esta razón, junto con la secuenciación genética, las plantas terrestres y las algas verdes se agrupan en las Viridiplantae.
Filogenia: una hipótesis sobre las relaciones evolutivas
El diagrama de la siguiente página muestra las relaciones anidadas entre linajes en los descendientes de endosimbiosis primaria. Este diagrama es una hipótesis de cómo se relacionan estos diferentes linajes, a partir de una gran cantidad de información genética que se analizó a través de la Iniciativa Mil Transcriptomas de Plantas (2019). En este proyecto, compararon los productos genéticos (transcripciones de ARN) de más de 1,000 especies. La filogenia resume sus hallazgos agrupando los organismos por quién fue más similar.
Las algas rojas fueron más similares al grupo externo, un grupo que se cree que es anterior a la endosimbiosis primaria, mientras que las angiospermas fueron las menos similares al grupo externo. Lo más probable es que estas diferencias se deban a que las angiospermas evolucionaron más tarde, después de que muchas diferencias se hubieran acumulado en su historia evolutiva, diferenciándolas del grupo externo. Las conclusiones que sacamos sobre la relación de grupos principales de plantas y cuándo estos grupos de plantas evolucionaron también pueden ser apoyadas por el registro fósil. Las rocas en las que se encuentran los fósiles pueden ser fechadas y podemos usar las características morfológicas que se encuentran en esos fósiles para vincularlas con las plantas existentes.
No tenemos forma de conocer la verdadera historia evolutiva de los organismos, ya que no estuvimos ahí para presenciar los acontecimientos. Sin embargo, podemos utilizar un conjunto de datos para desarrollar hipótesis sobre cómo ocurrieron los eventos. Los agrupamientos evolutivos utilizados en este manual de laboratorio se basan en gran medida en los hallazgos de la siguiente filogenia.
A medida que trabaja a través del material hoy en día, haga referencia a la filogenia y trate de darle sentido a cómo representa las relaciones descritas en el laboratorio. Tenga en cuenta los grupos anidados discutidos. Al final, trata de hacer tu propia filogenia simplificada.
Diagrama a continuación: Inferencias filogenéticas de clados mayores; de Mil transcriptomas vegetales y la filogenómica de plantas verdes por Leebens-Mack, J.H., Barker, M.S., Carpenter, E.J. et al. Nature 574, 679—685 (2019) [Acceso Abierto]
