Primeras plantas terrestres

Botánica Sistemática II - Fac. de Cs. Naturales y Museo, UNLP

Primeras plantas vasculares

¿Cómo se originaron las plantas terrestres?

¿Cuáles son los grupos más cercanos a las plantas terrestres?

¿En qué consisten y cuándo aparecieron los primeros registros de plantas terrestres?

¿Cuáles son las primeras plantas vasculares?

¿Cuáles son los cambios que debieron ocurrir en la conquista de la superficie terrestre?

¿Qué lugar ocupan en el árbol de las plantas actuales?

REINO PLANTAE (Bell & Hemsley, 2000)

Subreino

Embryophyta =

Plantas

terrestres

= Cormófitas

Cyanophyta

Glaucophyta

Rhodophyta

Clorophyta

Carophyta

Euglenophyta

Crysophyta

Xanthophyta

Bacillariophyta

Phaeophyta

Pyrrophyta

Clorofila a

Clorofila a y b

Clorofila a y c

Subreino

Algae

(plantas acuáticas = talófitas)

División Bryophyta

División Tracheophyta =

Plantas Vasculares

Viridiplantae = Plantas Verdes

Plantas terrestres

Streptophyta

Viridiplantae

Clorofila b – almidón – tilacoides con grana

oogamia - plasmodesmos

Charophytas – ciclo haplonte

Subreino Algae

Coleochaete – gametofito n Chara – gametofito n

oogonio

anteridio

¿Cuáles son los cambios que deben ocurrir para que las charophytas conquisten la superficie terrestre?

Tejidos de absorción

conducción

sostén

protección

Organos Raíz

Tallo Hojas

Ciclo de vida de las plantas terrestres: origen del embrión

Teoría antitética (Celakovsky 1874) Plantas terrestres

• Retraso de la M!

Embrión

• Retención de la cigota

Ancestro : Charales (1 generación n)

Grupo hermano: Bryophyta

mitosis

Viridiplantae = Plantas Verdes

Plantas terrestres

Streptophyta

Viridiplantae

Clorofila b – almidón – tilacoides con grana

oogamia - plasmodesmos

Embrión- arquegonios/anteridios -cuticula

Conquista de la Tierra

Reducción del gametofito – Crecimiento del esporofito

Gam

eto

fito

n

Esp

oro

fito

2n

Embryophyta = Plantas terrestres

Sphagnum

Primeras Plantas terrestres: División Bryophyta

Bryopsida “Musgos”

estomas

Marchantiopsida

“Hepáticas” Anthocerotopsida

Marchantia

Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres

poros

Anthoceros

Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres

Polytrichum

Gametofito (n)

Esporofito (2n)

Primeras Plantas terrestres: División Bryophyta

Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres

Primeras Plantas terrestres: División Bryophyta

meiosis espórica

retención de la cigota en el gametofito

Polyesporangiophytas

Ramificación del esporofito

Micro y Megafósiles

Protracheophyta

Devónico inferior – Rhynia Chert (Escocia)

Horneophyton †

espora trilete

Esporangio con columela

Rizoides

Protracheophyta (= Horneophytopsida)

rizoma con rizoides

Aglaophyton (= Rhynia major) †

esporangio sin columela

tallo

Protracheophyta (= Horneophytopsida)

Xilema con células sin engrosamientos

Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres

“Pteridophytas”

División Bryophyta

Protracheophyta = Horneophytopsida †

División Tracheophyta = Plantas vasculares

(producción libre de esporas)

Primeras plantas vasculares

Clase Rhyniopsida †

División Tracheophyta

Silúrico- Devónico inferior_ N. y S. América. Europa

Clase Rhyniopsida †

Cooksonia †

Tracheophyta: Rhyniopsida

Esporangios terminales reniformes

Rhynia gwynne-vaughanii †

Tracheophyta: Rhyniopsida

Rhynie Chert

Esporangios terminales fusiformes

Xilema con traqueidas anuladas / espiraladas

Subreino Embriophyta = Plantas Terrestres

“Pteridophytas”

División Bryophyta

Protracheophyta = Horneophytopsida †

Clase Rhyniopsida †

División Tracheophyta = Plantas vasculares

(producción libre de esporas)

Primeras plantas vasculares

Clase Zosterophyllopsida †

División Trachaeophyta

Devónico inferior - Europa

Clase Zosterophyllopsida †

Tracheophyta: Zosterophyllopsida

Zosterophyllum †

Esporangios laterales con dehiscencia

transversal

“espinas”

Ejes ramificados en “H”

Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres

“Pteridophytas”

División Bryophyta

Protracheophyta = Horneophytopsida †

Clase Rhyniopsida †

Clase Zosterophyllopsida †

División Tracheophyta = Plantas Vasculares

(producción libre de esporas)

Primeras plantas vasculares

Clase Trimerophytopsida †

División Trachaeophyta

Devónico inferior – N. América

Clase Trymerophytopsida †

Tracheophyta: Trimerophytopsida (= Psilophytopsida)

Psilophyton †

Esporangios terminales

con dehiscencia logitudinal

Crecimiento monopodial

Teoría de Zimmerman

“espinas”

Primeras plantas terrestres - Primeras plantas vasculares

Charales

Coleochaetales

Marchantiopsida

Bryopsida

Homeophyton ( )†

Aglaophyton ( )†

Rhyniopsidas ( )†

Zosterophyllopsidas ( )†

Lycopsidas

Trimerophytopsidas ( )†

Espermatofitas

Polypodiopsidas

Equisetopsidas

Briófitas

Protraqueófitas ( )†

Licophytas

Euphyllophytas

Traqueófitas(Plantas vasculares)

Embriófitas(Plantas terrestres)

Streptobionta

Lycopodiophytas

Lycopodiopsidas

Streptophyta

Polysporangiophyta

megáfilos

micrófilos

Conclusiones

1.- Los cambios evolutivos que permitieron la aparición de las primeras plantas terrestres fueron la retención de la cigota en el gametofito y el retraso de la meiosis cigótica.

2.- El grupo hermano de las plantas terestres son las Carophyta. Ambos constituyen el grupo de las Streptophytas por presentar oogamia y plasmodesmos.

4.- Primeros registros de plantas terrestres aparecen en el Ordovísico: esporas trilete (meiosis espórica) con paredes con esporopolenina – cutículas con “poros”– células con bandas.

3.- Los cambios que surgen a partir de la conquista de la superficie terrestre son: tejidos (protección-sostén-conducción-absorción) – organos (raíz-tallo-hojas) – esporas c/esporopolelina - embrión – desarrollo del esporofito y reducción del gametofito – arquegonio y anteridios.

5.- El cambio evolutivo que permitó la aparición de las protracheophyta fue la ramificación del esporofito.

Conclusiones

6.- Los primeros megafósiles de plantas vasculares aparecieron a fines del Silúrico y consisten de tallos dicótomos con traqueidas y esporas triletes con esporopolenina.

8. Las Rhyniopsida se encuentran en la base de las Tracheophyta.

7.- Las primeras plantas vasculares corresponden al período Silúrico-Devónico: Rhyniopsidas – Zosterophylopsida – Trimerophytopsida.

9. Las Zosterophyllopsida son el grupo hermano e las actuales Lycopodiopsidas (esporangios laterales de dehiscencia transversal y micrófilos)

10. Las Trymerophytopsida están en la base de las Euphyllophyta (esporangios c/dehiscencia longitudinal – megáfilos – ramificación monopodial)

Primeras Plantas Terrestres – Primeras Plantas Vasculares 1.- Qué otros nombres reciben las Plantas Verdes? Indique tres sinapomorfías de las Plantas Verdes. Qué grupos incluye? 2.- Cómo se denomina el grupo que confoman las Carofitas y las Embriofitas. Cite dos sinapomorfías. 3. Cite dos sinapomorfías de las Embriófitas. Qué divisiones comprende este subreino? 4.- Señale cuáles de los siguientes términos está relacionado con los géneros Chara y Coleochaete: Streptophyta – retención de la cigota – Euphyllophytas – oogamia – plasmodesmos - reproducción libre de esporas – meiosis cigótica. 5.- En qué consiste la Teoría antitética? Cuál es el antecesor y cuál el grupo hermano de las plantas vasculares de acuerdo a esta teoría? 6.- Cuál de los siguientes cambios evolutivos permitió la aparición de las Briófitas: ramificación del esporofito – retención de la cigota – reducción del número de esporas – retraso de la meiosis cigótica. 7.- Esquematice el ciclo biológico de un Musgo (Briófita). Indique las generaciones esporofìtica y gametofìtica.

Primeras Plantas Terrestres- Primeras Plantas Vasculares 8.- Cuál de los siguientes cambios evolutivos permitió el paso de las Briófitas a las Protraqueófitas: desarrollo de hojas – retención de la cigota – ramificación del esporofito – recubrimiento del esporangio. 9.- Qué tipo de fragmentos fósiles evidencian el registro de las primeras plantas terrestres. En qué período fueron hallados? 10.- Por qué las esporas triletes representan un registro de la presencia de plantas terrestres? 11.- Qué sinaporfía tienen las Polysporangiophytas más las Briophytas? 12.- Cite dos taxones de Protraqueófitas. Indique tipo de tallos y posición de esporangios. A qué periodo geológico pertenecen? 13.- Señale los caracteres correspondientes a Zosterophyllum (+): ejes monopodiales – plantas 3 m alt – esporangios laterales – ramificaciones en “H” – “espinas” 14.- Indique la Clase a la cuál corresponden cada uno de los siguientes taxones: Cooksonia (+) – Zosterophyllum (+). Justifique al menos con un carácter. 15.- Señale los caracteres correspondientes a Rhynia gwynne-vaughanii (+): traqueidas con engrosamientos anulares – plantas de 50 cm alt – isosporados - esporangios con columela – tallos áfilos – “espinas” - cutícula

Primeras Plantas Terrestres- Primeras Plantas Vasculares

Bibliografía: - Becker, B. & B. Martin. 2009. Streptophyte algae and the origin of embryophytes. Annals of Botany 103 (7): 999-1004. - Haig, D. (2008) Homologous Versus Antithetic Alternation of Generations and the Origin of Sporophytes. Botanical Review 74(3): 395 – 418. - Kenrick, P. & P. R. Crane. The Origin and early evolution of plants on land. 1995.Nature 389: 33- 39. - Morel, E., D. Edwards and M. Iñigez Rodriguez The first record of Cooksonia from South Americain Silurian rocks of Bolivia.. Geological Magazine 132 : 449-452. 1995. - Qiu, Y. L. Et al. 2006. The depest divergencs in land plants inferred from phylogenomic evidence. PNAS 103 (42): 15511-15516.