ORIGEN Y

DIVERSIFICACIÓN DE LAS

PLANTAS VASCULARES

Adl et al. 2012. The Revised

Classification of Eukaryotes.

J. Eukaryot. Microbiol., 59:

429–493

¿Qué es una planta?

• organismos eucariotas, multicelulares y autótrofos capaces de convertir energía lumínica en energía química a través del proceso de fotosíntesis.

• Móviles en el espacio y en el tiempo

• Organismos modulares

• Crecimiento indeterminado

• Defensa física y química

• Organismos con gran plasticidad fenotípica

• Con pared celular de celulosa y vacuolas

PLANTAS TERRESTRES O EMBRIÓFITAS

Gonduana 450 425 m.a. 342 m.a. Pangea 255 m.a. 65 m.a.

Origen de

primeras

plantas ca.

475 m.a.

Origen de

plantas

vasculares

Diversificación

de embriófitas

basales.

Aparición de

plantas

seminíferas ca.

385 m.a.

Licófitos y

Calamites

arborescentes en

bosques

pantanosos.

Primeras

coníferas

aparecen en el

Carbonífero.

Ginkgo y Cycas.

Mayoría de

Equisetites y

Licófitos

desaparecen al

final del

Pérmico.

Radiación de

“helechos”,

Cycas,

Coníferas;

Inicio del Cre-

táceo: coníferas

dominan el

paisaje.

Plantas floríferas

aparecen al inicio del

Cretáceo – gran

radiación y se hacen

dominantes.

Ordovícico Silúrico Devónico Carbonífero Pérmico Triásico Jurásico Cretáceo Terciario

Hace millones de años (m.a.)

488 443 416 359 299 251 146 66 200

CONTEXTO GEOLÓGICO

Evolución de las plantas en tiempo geológico

ORIGEN DE LAS PRIMERAS PLANTAS TERRESTRES (470 m.a.)

La colonización de la superficie

terrestre por las plantas fue una

revolución en la historia de la vida.

• Permitió la evolución de una gran

diversidad de seres vivos en la tierra.

• Cambiaron el clima, proveen oxígeno y

alimento.

• Actualmente hay más de 290000 especies

de plantas conocidas.

AMBIENTE TERRESTRE

• +La luz solar no es filtrada por el agua o el

plancton.

• +La atmósfera ofrece más dióxido de

carbono que el agua.

• +El suelo es rico en algunos nutrientes

minerales.

• - Escasez de agua.

• - Ausencia de un soporte estructural

contra la gravedad.

¿Cuáles son las características principales que

permitieron la supervivencia y reproducción en

el ambiente terrestre?

• Cutícula.

• Estomas o poros.

• Esporas protegidas con esporopolenina, producidas en esporangios multicelulares.

• Embriones multicelulares y dependientes.

• Gametangios multicelulares.

• Raíces o micorrizas.

• Metabolitos secundarios.

• Meristemas apicales.

• Alternancia de generaciones.

. alternancia de generaciones de

organismos multicelulares (haploides y

diploides)

Esporas protegidas con esporopolenina,

producidas en esporangios multicelulares.

Gametangios multicelulares.

Embriones multicelulares y dependientes.

Meristemas apicales

Cutícula y estomas o poros

¿Cuáles son los caracteres que permiten

distinguir las plantas vasculares del resto de

las plantas?

• Sistema radical (nutrición, crecimiento en altura)

• Ramas y hojas (fotosíntesis)

• Esporofilos

• Tejido vascular complejo (transporte de agua-xilema con

traqueidas- y nutrientes-floema-).

• Tejido vascular lignificado (crecimiento en altura).

• Ciclos biológicos con esporófitos dominantes y

ramificados.

• Pigmentos y fisiología especial (protección).

• Representan el 93% de las plantas vivientes

no se sostiene como grupo “homogéneo”

Origen de las plantas vasculares (370 m.a.)

• Sin la ventana del pasado que la

paleontología nos aporta, los biólogos

ignoraríamos la existencia de más del

90% de todas las especies que algunas

vez vivieron. Es así, que nos faltaría el

biocronómetro para comprender el Tempo

y el Modo de los cambios evolutivos. Sólo

estudiando a los muertos se puede

comprender la historia…

Traducido a partir de Karl J. Niklas

• –The evolutionary biology of plants, 1996,

ISBN0226580822–

LAS PRIMERAS PLANTAS

VASCULARES • No tenían

verdaderas hojas y

raíces

• Formaban

asociaciones

simbióticas con

hongos para la

nutrición.

Primeras plantas vasculares (fin del Ordovícico, principios del Silúrico)

Cooksonia (470-450 m.a)

Co

ok

so

nia

sp

.

(Rh

yn

iac

ea

e)

Psilophyton (Ordovícico, principios del Silúrico)

Esporas triletes

Rhynia (Devónico)

Epidermis, parénquima

Haz vascular central

con traqueidas.

Ramificación dicotómica

Esporangios terminales

Tallos fotosintéticos

Cutícula

Devónico •Mayor diversidad climática, depósitos continentales. •Diversificación de peces, anfibios y plantas vasculares.

Zoste

rophyllo

ph

ytina

PLANTAS VASCULARES SIN SEMILLAS

Grupo parafilético

Tipos de hojas

Ciclo biológico de una planta vascular sin semillas

• Las gametas masculinas nadan hasta

encontrar las femeninas.

• Son más comunes en ambientes

húmedos.

• Formaron los primeros bosques

(enfriamiento global del clima por

secuestro de carbono de la atmósfera)

PLANTAS TERRESTRES

(Clase Equisetopsida)

• Subclase Anthocerotidae

• Subclase Bryidae

• Subclase Marchantiidae

• Subclase Lycopodiidae

• Subclase Equisetidae

• Subclase Marattiidae

• Subclase Ophioglossidae

• Subclase Polypodiidae

• Subclase Psilotidae

LICÓFITAS Subclase Lycopodiidae

Lycopodium annotinum Selaginella sp.

tallo de un licófito

gigante (Lepidodendron),

ca. 40 m de alto

Medullosa, una de

las primeras plantas

seminíferas

tallo de una “cola de

caballo gigante”

(Calamites), ca. 20 m

de alto

Representación - bosque del Carbonífero

Hace 300 a 360 m.a.

En el Carbonífero predominaron grandes plantas

con tejidos lignificados

Familia Lycopodiaceae

Familia Selaginellaceae

PLANTAS VASCULARES SIN SEMILLAS

MONILÓFITAS

• Subclase Equisetidae

• Subclase Marattiidae

• Subclase Ophioglossidae

• Subclase Polypodiidae

• Subclase Psilotidae

Equisetum giganteum (Equisetaceae)

Subclase Equisetidae Familia Equisetaceae

Equisetum giganteum

Esporangios reunidos en estróbilos en el

extremo de las ramas. Hojas reducidas

formando anillo perinodal. Estróbilos con

esporangióforos hexagonales. Esporas con

eláteres

Desde Mesoamérica y Antillas Mayores, hasta

Chile, Uruguay y Argentina

Diurético y Astringente.

Subclase Polypodiidae

HELECHOS

LEPTOSPORANGIADOS

Desarrollo de un esporangio. 1. Pared del esporangio, 2. Células

esporogénicas o arquesporio, 3. Tapete, 4. Tétrades.

Euesporangio

Leptosporangio

Anillos de dehiscencia

Partes de un “helecho”

Vernación circinada

Familia Polypodiaceae

Polypodium virginianum

Familia

Pteridaceae

Adiantum peruvianum

Familia

Pteridaceae

Pellaea sp.

Familia

Aspleniaceae

Asplenium sp.

Familia

Blechnaceae

Blechnum serrulatum

Familia

Anemiaceae

Anemia tomentosa

Familia Dryopteridaceae

Cystopteris sp.

Familia

Marsileaceae

Marsilea quadrifolia

Marsilea sp.

Familia Salviniaceae

Azolla sp.

Familia

Salviniaceae

Salvinia sp.

Morero et al.

2014