21.2: Introducción a las Plantas Vasculares sin Semilla
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A medida que las briófitas comenzaron a colonizar la superficie terrestre, produjeron ácidos orgánicos durante el metabolismo que ayudaban a la descomposición del sustrato rocoso. Al morir, su materia orgánica se mezcló con la roca desgastada, formando los suelos más tempranos de la Tierra. Antiguamente abundante hasta los primeros fotosintetizadores en convertirse en terrestres, el acceso a la luz solar se volvió competitivo a medida que las briofitas se expandieron. Esto llevó a la selección de individuos que podrían elevarse más alto y transportar agua a través de sus tejidos. Eventualmente, esta selección resultó en la evolución del tejido vascular, pipas que podían sacar agua del suelo para que partes de la planta pudieran elevarse hacia arriba, y esas partes levantadas hacia arriba pudieran transportar sus fotosintatos hasta las partes inferiores de la planta. Las células del xilema (tejido vascular transportador de agua) contenían lignina, el compuesto duro y resistente a la descomposición del que está hecha la madera. Esta molécula rígida en el tejido vascular permitió el soporte estructural, permitiendo que las plantas crecieran más altas, ¡algunas de más de 100 pies! El sistema vascular también permitió la especialización de órganos: raíces para absorción de agua, hojas para fotosíntesis y tallos para soporte estructural.
Las plantas vasculares sin semillas (SVP) también comenzaron a depender más de la etapa de esporofitos. El esporófito se convirtió en la etapa más grande, nutricionalmente independiente del ciclo de vida. Los esporofitos de ramificación ofrecieron más sitios para que ocurriera la meiosis, lo que resultó en mayores oportunidades de variación, lo que podría interpretarse como más opciones en un entorno cada vez más competitivo. Existen aproximadamente 20 mil especies conocidas, la mayoría de las cuales son helechos.
Los SVP son considerados como un grupo parafilético de organismos, formando dos linajes distintos: Helechos y Licófitas. Estos dos linajes comparten las siguientes características:
- Morfología: Los esporofitos desarrollan tejidos complejos, incluyendo tejido vascular lignificado, raíces verdaderas, tallos y hojas. Los esporofitos son ramificados, produciendo muchos esporangios. Los gametofitos son reducidos y taloides. En algunos grupos, el gametofito es subterráneo y parasita los hongos micorrícicos para obtener azúcares.
- Ciclo de vida: Alternancia de generaciones. Esporofitos dominantes: los esporofitos aún crecen a partir del gametofitos, pero ahora son fotosintéticos y la fase más grande y de vida más larga del ciclo de vida.
- Ecología: Los gametos aún se encuentran dispersos en el agua, por lo que aún se requiere humedad para la fertilización.
Presiones de selección y conductores
- Competencia por la luz solar. Para tener acceso a la luz solar, los SVP necesitaban crecer más altos que las briófitas. Sin embargo, esto presenta el problema de distribuir agua alrededor del cuerpo de la planta para evitar que se seque. Las plantas vasculares sin semillas resolvieron este problema con la adaptación del tejido vascular lignificado. La lignina en las paredes secundarias de las células del esclerénquima permitió que el soporte estructural de las SVP creciera más alto.
- La formación inicial de los suelos. Antes de las briofitas, las superficies terrestres eran principalmente rocosas. Las primeras plantas terrestres habrían contribuido a la meteorización química de estas rocas al producir ácidos durante el metabolismo. Después de la muerte, estas plantas agregan su materia orgánica a estas rocas meteorizadas, comenzando a formar los suelos tempranos de la Tierra. Los hongos probablemente estuvieron involucrados en este proceso, ya que hay genes en las briofitas para las relaciones micorrícicas.