22.5: Gnetofitos y Coníferas

Gnetófitos (aproximadamente 70 especies existentes)

Los gnetófitos representan un grupo anatómica y genéticamente difícil de clasificar. Tienen varios rasgos en común con las angiospermas, como elementos vasculares en el xilema, doble fertilización y una cobertura sobre sus semillas (más sobre esto en los laboratorios 21 y 22). Incluso sus hojas son parecidas a angiospermas, con venación en red. Sin embargo, estos rasgos evolucionan convergentemente, lo que significa que las angiospermas y los gnetofitos desarrollaron estos rasgos por separado. Genéticamente, estudios recientes han colocado a los gnetófitos como grupo hermano de las Pináceas (familia de los pinos) dentro de las coníferas. Esto significaría que los pinos, abetos y abetos están más estrechamente relacionados con gnetofitos extraños como la efedra que con otras coníferas como las secuoyas, cedros y tejo del Pacífico. Sin embargo, la verdadera naturaleza de esta relación evolutiva sigue siendo turbia y polémica.

• Características similares a la angiosperma: elementos de los vasos, doble fertilización, cubiertas de óvulos frutales
• Dioica. Las plantas femeninas tienen óvulos cubiertos, mientras que las plantas masculinas tienen conos de polen.
• Hojas xerofíticas con arreglo opuesto
• Principalmente polinizado por insectos; las semillas de colores brillantes son dispersadas por las aves

Observe los especímenes de gnetofitos disponibles en laboratorio. Haz notas y dibujos de características que te ayuden a reconocer este grupo en el siguiente espacio:

Coníferas (aproximadamente 600 especies existentes)

Las coníferas son el linaje más rico en especies de gimnospermas. A partir del registro fósil, pensamos que había más de 20 mil especies de coníferas. Sin embargo, su diversidad disminuyó con los dinosaurios. Como se discutió en la introducción, estas increíbles plantas representan algunos de los organismos más antiguos, altos y masivos del planeta. Aunque actualmente son bajas en diversidad, estas increíbles plantas constituyen el 30% de los bosques de la Tierra. Las coníferas comparten las siguientes características:

• Monoica. Las plantas producen estrobili tanto machos como hembras en la misma planta.
• Polinizado por el viento con polen alado
• Hojas xerofíticas con una relación de área superficial a volumen baja. Principalmente de hoja perenne, pero algunas especies son de hoja caduca (por ejemplo, secoya del amanecer y alerce).

Nota

La Pinaceae es actualmente la familia más grande de coníferas, por lo que muchos de nuestros ejemplos para este grupo de gimnospermas serán del género tipo Pinus (pinos).

Ciclo de vida del pino

En el ciclo de vida del pino, el pino es el esporófito. Debido a que los pinos son monoicos, un esporófito producirá tanto microstrobili como megastrobili. Los microgametofitos se forman dentro de las microsporangias del microestrobilus, o cono de polen. Estas estructuras son todas diploides. Dentro del microsporangio se encuentran microsporocitos, células diploides que se someten a meiosis para convertirse en gametofitos haploides.

Figura\(\PageIndex{1}\): Microsporangio en un cono de polen

Figura\(\PageIndex{2}\): Polen de pino

El microgametofito en las gimnospermas es el grano de polen alado de cuatro células. Dentro del grano de polen, se puede distinguir la célula generativa y el núcleo de la célula tubular. Las dos células protaliales no son aparentes bajo el microscopio. A ambos lados del grano de polen, emergen dos estructuras similares a orejas. Estos sacos de aire pueden ayudar a orientar el grano de polen hacia el óvulo.

Figura\(\PageIndex{3}\): Megastróbilo sección larga

De manera similar, el megastrobilus, o cono semilla, contiene megasporocitos diploides que se producen dentro de un megasporangio. Cada megasporocito sufre meiosis. Sin embargo, a diferencia de los microsporocitos, solo una de las cuatro células sobrevivirá para convertirse en un megagametófito y las otras tres morirán.

El megagametofito es parte del óvulo y contiene (generalmente) dos archegonias, cada una con un óvulo en su interior. El megagametofito se retiene dentro del megasporangio, el cual se convierte en el nucello. Rodeando al nucello se encuentra el tegumento, que inicialmente es continuo con la escala ovífera y tiene una pequeña abertura llamada micropilo.

Figura\(\PageIndex{4}\): Cierre de óvulo de pino con sección larga

Un grano de polen se transportará al viento y, si tiene suerte, aterrizará sobre un cono de semilla. El cono de semilla tiene una gota de líquido azucarado que secreta, luego se retrae, tirando del polen hacia el óvulo. Esto estimula a la célula tubular a germinar un tubo de polen, mientras que la célula generativa se divide por mitosis para producir dos espermatozoides. Estos espermatozoides viajan por el tubo de polen, a través del micropilo, y hacia un archegonio donde se fertilizará un óvulo. Cuando ocurre la fertilización, el micropilo se cierra y el tegumento se convierte en la capa de la semilla.

Figura\(\PageIndex{5}\): RAM embrionaria

Figura\(\PageIndex{6}\): SAM embrionario

El cigoto crecerá y se desarrollará como un embrión, nutrido por el tejido megagametofítico, así como el nucello. Si miras en una sección larga de una semilla de pino, puedes ver la RAM y SAM del embrión. La semilla será dispersada por el viento o los animales y germinará para crecer una vez más hasta convertirse en un pino diploide.

Diagrama del ciclo de vida del

Figura\(\PageIndex{7}\): Diagrama del ciclo de vida del pino

Etiquete el diagrama del ciclo de vida del pino anterior con los términos en negritas de la sección “Ciclo de vida del pino”. Indicar dónde ocurren la fecundación y la meiosis. Dibuje y etiquete flechas para indicar mitosis. Elija un color diferente para representar los tejidos haploides y diploides.

Hoja de Pino

En el laboratorio Leaf Anatomy aprendiste sobre anatomía foliar y te introdujeron en el concepto de hojas xerofíticas. Uno de los ejemplos en ese laboratorio de hojas xerofíticas fue la aguja de pino. En la imagen de abajo, se puede ver una sección transversal a través de una aguja de pino. Marque las siguientes características: xilema, floema, tejido transfusional, endodermis, mesófila, hipodermis, epidermis y cutícula.

Figura\(\PageIndex{8}\): Corte transversal de aguja de pino

Los tres agujeros grandes que ves en la hoja de arriba son canales de resina. Estos conducen un compuesto espeso y pegajoso llamado resina que ayuda en la defensa de las plantas. ¿De qué podría ayudar la resina en la aguja de pino a defenderse a los pinos? Explica tu razonamiento.

Figura\(\PageIndex{9}\): Estoma hundido

La imagen de arriba muestra un primer plano de un estoma hundido. Marcar el mesófilo, las células de guarda, el estoma, la hipodermis, la epidermis y la cutícula.

¿Cómo ayudan los estomas hundidos a las hojas a reducir la pérdida de agua?

Colaboradores y Atribuciones

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