Plantas vasculares. Introducción (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Madrid (UAM)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Botànica
Profesor B.E.
Año del apunte 2016
Páginas 9
Fecha de subida 15/10/2017
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19. PLANTAS VASCULARES I.
Examen: 50 test // 50 preguntas cortas. Incluyen definiciones. RAVEN // MAUSETH LIBROS.
Pregunta examen: ¿qué es una planta cormofítica? 1. Condiciones para ser plantas vasculares: 1.1. Ciclo de alternancia de generaciones, con embrión y con predominancia de ESPOROFITO (independiente en la madurez) 1.2. Nivel de organización cormofítico.
Todo esto dentro del contexto de adaptación a la vida terrestre.
1.1.
CICLOS BIOLÓGICOS.
Plantas terrestres: digenético (alternancia de generaciones), heteromorfo (diferencias entre esporofito-gametofito), con embrión. Primariamente, verdaderos gametangios y esporangios (con cubierta estéril pluricelular) *embrión: es una fase juvenil del esporofito, que se encuentra unido al gametofito materno, y depende nutricionalmente de él (matrotrofía). También tienen diferenciación histológica (predeterminación de órganos vegetativos).
El gameto femenino tiene que quedar asociado, no se puede liberar, para que tenga lugar el embrión. El zigoto se retiene en el gametofito materno, pues es donde queda retenido el gameto femenino (OOGAMIA).
En plantas terrestres, podemos tener: - Predominancia del gametofito: briófitos.
Predominancia del esporofito: plantas vasculares.
Tras la fase de embrión, con dependencia nutricional, el esporofito: - No se independiza: briófitos.
Sí se independiza: plantas vasculares.
PLANTAS VASCULARES: DOS CONDICIONES.
- Alternancia de generaciones heteromorfa, con embrión.
Predominio de fase esporofítica, que se acaba estableciendo independientemente del gametofito madre.
*Protalo= gametofito de una planta vascular.
ARQUEGONIO – Oosfera (ovocélula) // ANTERIDIO – Espermatozoides. El cigoto está dentro del arquegonio, que tras la primera mitosis pasa a pluricelular, formando el esporofito.
El esporofito produce unas estructuras que se llaman SOROS, que es donde se encuentran los esporangios y donde sucede la meiosis, para formar las meiosporas que posteriormente germinan para dar lugar al gametófito.
En pteridófitos, los SOROS tienen muchos esporangios, de manera que a diferencia de briófitos que producen un solo esporofito por vez, los pteridófitos producen muchos esporangios por unidad.
GAMETOFITO EN PLANTAS VASCULARES: Muy sencillo estructuralmente, frecuentemente efímero.
TENDENCIAS EVOLUTIVAS EN EL CICLO BIOLÓGICO DE PLANTAS VASCULARES: 1.Diferenciación de 2 líneas en esporangios, esporas y gametofitos* : se diferencia línea femenina de línea masculina.
2.Retención de los gametofitos en la pared de la espora que los origina. **tienen lugar cuando sucede el otro.
3.Reducción progresiva del protalo (gametofito), y pérdida de la independencia del protalo femenino.
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4.Aumento de la protección del embrión.
5.Pérdida de gametos flagelados: de oogamia, con espermatozoide (zoidogamia), a sifonogamia.
CICLO MÁS SENCILLO (HELECHO TÍPICO) *ISOSPORIA: todos los esporangios son similares morfológicamente, y producen esporas similares.
- gametofitos: exospóricos, hermafroditas.
- singamia: oogamia con gametos masculinos móviles (espermatozoides). “ZOIDOGAMIA” Heterosporia: ejemplo en Selaginella (pteridófito). Con dos líneas de esporangios, esporas y protalos. Protalos endospóricos.
- Mirosporangios: línea masculina. Producen numerosas mirosporas, que darán lugar a microprotalo (n), masculino, que producirá los espermatozoides móviles.
- Megasporangios: línea femenina, producen 4 megasporas que germinan (entran en mitosis) y dan fase haploide pluricelular (protalo femenino, gametofito femenino) ¡¡Sólo produce gametos femeninos!! 3. Reducción progresiva del protalo (gametofito) y pérdida de la independencia del protalo femenino .
- Gametofito femenino queda dependiendo del esporofito.
- Situación en plantas vasculares SIN semilla: o Protalo de un pteridófito isospórico.
 No tiene estructura cormofítica.
 Reducción, en comparación con el gametofito de briófitos.
o Protalos de un pterifofito heterospórico.
 Al germinar, los protalos quedan dentro de las paredes de las esporas respectivas.
 Mayor reducción, en comparación con el gametofito de los pteridófitos isospóricos). Aún son independientes del esporofito.
- Situación en plantas vasculares CON semilla: TODAS son heterospóricas.
Gametofitos en Gimnospermas (ejemplo en Pinus).
o Microprotalo (gametofito MASCULINO)  Reducción muy acusada.
 Endospórico, pero aún independiente (se libera).
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 o Por meiosis, producen microsporas que se denominan granos de polen. Cuando sufre la mitosis, se tiene la fase pluricelular haplonte que se desarrolla a partir de la microspora, que también denominamos grano de polen. El grano de polen no es NUNCA un gameto, o es una microspora (tras la mitosis) o es el gameto masculino.
Megaprotalo (gametofito FEMENINO).
 Reducción acusada.
 Endospórico y DEPENDIENTE del esporofito parental, debido a la retención de la megaspora.
 La megaspora nunca se libera.
 Cuando germine la megaspora, el protalo femenino es una estructura pluricelular pero se desarrolla dentro del megasporangio y del primordio seminal.
 Encontramos arquegonios, con la cubierta pluricelular estéril.
 El gametofito femenino (protalo femenino) se queda retenido en el esporofito.
IMAGEN RESUMEN DE GAMETOFITO MASCULINO Y FEMENINO.
GAMETOFITOS (PROTALOS) EN ANGIOSPERMAS.
- - Protalo femenino: con cubiertas esporofíticas que serán las que cubren las semillas.
Dentro está el megasporangio, que se desarrolla para dar un protalo femenino muy simplificado con muy pocas células, que se llaman SACOS EMBRIONARIOS.
o Sacos embrionarios: con una tendencia a reducción aún mayor. Son los gametofitos femeninos de angiospermas.
o Este está tan reducido que solo tiene 7 compartimentos celulares con 8 núcleos.
Protalo masculino: gametofito que se encuentra dentro del grano de polen.
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Siempre tienen HETEROSPORIA.
4. AUMENTO DE LA PROTECCIÓN DEL EMBRIÓN.
5. PÉRDIDA DE GAMETOS FLAGELADOS (DE OOGAMIA CON ZOIDOGAMIA A SIFONOGAMIA) - - SIFONOGAMIA: crean un tubo (sifón) que producen ellos, por el cual pasan las células espermatógenas (no decimos espermatozoides porque ya no están flagelados). Pasan por este tubo hasta el gametofito femenino, donde se han formado las oosferas. Cada núcleo espermático irá a fecundar cada una de las oosferas. Se elimina la necesidad de agua en el medio, y convierte la fase de la fecundación en una fase más resistente.
Sigue siendo OOGAMIA, pero es modificada, porque el gameto masculino pierde el flagelo (deja de se zoidogamia) Esta sifonogamia no se da en todas las plantas con semillas, ni en todas las plantas vasculares. En casi todas las gimnospermas y todas las angiospermas, sucede de este modo.
No hay ninguna fase flagelada en el ciclo.
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1.2.
NIVEL DE ORGANIZACIÓN CORMOFÍTICO.
Segunda condición para ser planta vascular.
ESTRUCTURA CORMOFÍTICA: raíz, tallo y hojas verdaderas.
- Estructura interna de una angiosperma típica.
 Diferenciación funcional e histológica muy elevada, que… Aporta sistemas de aislamiento y protección eficaces.
Con sistemas de conducción eficaces.
TEJIDOS VEGETALES.
TEJIDOS DE SOSTÉN: REFUERZO MECÁNICO.
- - Colénquima: células vivas, con paredes primarias únicamente (engrosadas). También presente en briófitos, no solo plantas vasculares.
Esclerénquima: células MUERTAS. Paredes secundarias continuas, muy engrosadas. Normalmente con lignina, y si la tienen, sólo está en plantas vasculares.
TEJIDOS AISLANTES: epidermis y endodermis.
EPIDERMIS.
- Relación con el régimen homeohídrico: impermeabilización y protección frente al exterior.
Paredes externas de las células epidérmicas engrosadas y cutinizadas: con numerosas ceras impermeabilizadoras.
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- PLANTAS VASCULARES: mucho mayor desarrollo de la epidermis que en briófitos.
Con estomas (intercambio gaseoso), pelos (tricomas, defensivos),… interacciones con la biosfera mediadas por estructuras de la epidermis.
ENDODERMIS.
- - Compartimentalización del interior en distintos sub-ambientes.
Paredes impermeabilizadas (lignina, suberina): lignina y suberina están en una capa relativamente externa, que puede asimilarse como protección al exterior. También se encuentra en una capa limitando un compartimento interno, dentro del cuerpo vegetal.
SOLO EN PLANTAS VASCULARES.
TEJIDOS CONDUCTORES.
- Hidroides: sales minerales y agua.
Leptoides: productos fotosintéticos.
El flujo de conducción en briófitos no tiene conducción necesariamente fija. Esto es operativo en plantas de porte pequeño (con hidroides y leptoides) EN PLANTAS VASCULARES… - Mucho mayor el nivel de desarrollo.
Conducción predominantemente ascendente (agua y sales minerales): DIRECCIÓN CLARAMENTE MARCADA.
o Permite especialización mucho mayor.
Fotosíntesis preferentemente en las hojas, cuyas sustancias fotosintéticas serán llevadas a la raíz.
Mayor porte: MUCHA MAYOR COMPLEJIDAD.
Con floema, xilema, parénquima.
FLOEMA.
- Transporta compuestos orgánicos (procedentes de la actividad fotosintética)  conducción descendente (básicamente) Conducción mediante citoplasma Células  sin núcleo, con citoplasma, conectadas transversalmente por placas cribosas.
o Asociadas a células acompañantes (anejas), nucleadas o Conexiones entre el citoplasma de dos células vecinas  PLASMODESMOS.
 En placas cribosas, aunque no necesariamente en ellas siempre.
 Placas cribosas  debido a campos de punteaduras primarias, áreas con pared adelgazada, ricas en plasmodesmos que conectan los citoplasmas de 2 células vecinas.
o Las conexiones pueden obturarse por CALOSA, pero no siempre lo hacen (hojas perennes que no entran en fase latente invernal)  Células del floema susceptibles de ser dañadas, tienen vida corta y se mueren con bastante facilidad  necesidad de reponerlas.
XILEMA.
- Transporte de agua y nutrientes inorgánicos  conducción ascendente (básicamente) Tejido muy complejo. Entran a formar parte parénquima, fibras de esclereida,… Células  sin citoplasma, pared secundaria lignificada  MUERTAS.
o LIGNINA: siempre en el xilema de las plantas vasculares. Si no tiene lignina, no se puede decir que el xilema sea verdadero.
 Permite sostén mecánico  mayor porte.
 Permite conducción de agua eficaz.
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- TIPOS DE CÉLULAS CARACTERÍSTICAS DEL XILEMA: o Traqueidas: contacto intercelular por perforaciones incompletas (siempre está presente la lámina media).
 Fusiformes.
 En general, son el único tipo de elemento conductor en el xilema de pteridófitos y gimnospermas, también en algunas angiospermas basales.
 Grado de lignificación considerado como carácter identificativo.
 Aportan un flujo mas lento de los elementos, pero evitan formar embolias (por esto, algunos gimnospermas muy grandes tienen estos elementos, y no vasos) o Vasos (“tráqueas”): contacto intercelular por perforaciones completas (punteaduras completas)  Perforaciones completas desaparece cualquier tipo de barrera, no tienen ni lámina media.
 En general, típicos de angiospermas, coexistiendo con traqueidas.
 Hay excepciones, en pteridofitos y gimnospermas que también presentan vasos junto con traqueidas.
 El vaso: MULTICELULAR.
 Cada una de sus células  elementos del vaso.
TEJIDOS DE CRECIMIENTO Y DIFERENCIACIÓN: MERISTEMAS/ MERISTEMOS.
- Capaz de dar crecimiento por el aumento del número de células  DIVISIÓN CELULAR (mitóticacs) Células indiferenciadas que posteriormente pueden diferenciarse.
Varias células con capacidad máxima de división y diferenciación.
Presente en algunas algas, en el esporofito de antocerotas y en plantas vasculares.
CRECIMIENTO MERISTEMÁTICO: CÉLULA APICAL.
- Crecimiento por división celular, con capacidad de diferenciación.
UNA SOLA célula con máxima capacidad de división y diferenciación.
Presente en muchas algas, todos los briófitos (salvo esporofito de antocerotas) y común en pteridófitos (plantas vasculares) Diferentes planos de división.
Periclinal: paralelo a la superficie del eje.
Radial anticlinal: perpendicular a la superficie pero paralelo al eje.
Transversal anticlinal: perpendicular a la superficie y también al eje.
TIPOS DE MERISTEMAS.
- - Primarios.
o Proceden directamente de tejidos embrionarios.
o Apicales o subapicales  CRECIMIENTO EN LONGITUD (divisiones en el plano transversal dominante) Secundarios.
o Proceden de meristemas primarios transformados (cambio en el plano predominante de mitosis) o Laterales  CRECIMIENTO EN GROSOR (divisiones periclinales (tangenciales)) o Ejemplo: cámbium (crecimiento de los haces vasculares) y felógeno. Son meristemas laterales intercalados entre otros tejidos.
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HACES VASCULARES Estructuras en las que se organizan los tejidos conductores (xilema y floema). Aparecen en raíz, tallo y hojas.
- - CORTE TRANSVERSAL DE LOS HACES VASCULARES.
o Clasificación según: simetría.
 Concéntricos: se pueden trazar varios planos de simetría.
 Colaterales: solo un plano de simetría.
o Clasificación según: capacidad de crecimiento en grosor.
 ABIERTOS  C, E, F. Con cámbium, pueden crecer en grosor después de diferenciarse.
 CERRADOS  A, B y D. Sin cámbium. Tras diferenciarse, su crecimiento en grosor finaliza.
Los haces vasculares no están dispuestos al azar, y alcanzan mayor complejidad en el tallo. Ahí se organizan dando estructuras de mayor orden que son las estelas.
o ESTELAS: conjunto de estructuras que hacen los haces vasculares que se encuentran en un tallo o una raíz (solo a los ejes, en las hojas no)  PROTOSTELA: maciza, haces concéntricos (varios planos de simetría, sin médula central)  SIFONOSTELA: médula central (parénquima), haces concéntricos.
 EUSTELA: haces discretos, colaterales. No tienen por qué estar unidos necesariamente, se van uniendo entre sí a trozos.
o Trazas foliares: conexión entre haces vasculares de la hoja y de la estela del tallo. Se conecta al resto de la estela de manera continua en la prostela.
o Intersticio (laguna): abertura rellena de parénquima en la inserción de la traza foliar.
 Si hay intersticio, configura un tipo de hoja distinto.
 En sifonostelas indica diferencia entre las que tienen intersticio foliar y las que no.
PROTOSTELAS.
- En tallo, propias de algunos pteridófitos.
Aparecen en raíces de plantas con semillas.
Tipos de estela: o Haplostela.
o Actinostela: lobulada de manera radial.
o Plectostela: protostela fragmentada en placas.
o Polistela: fragmentación completa a lo largo de toda la longitud del tallo (solo en algunos grupos fósiles) SIFONOSTELAS.
- - Pueden ser continuas o interrumpidas por intersticios foliares.
o Sifonostela: sin interrupción  pteridofitos (tallo) o Dictiostela: interrumpida por intersticios foliares, que le da apariencia de xilema en forma de red, retículo.
Ambas determinan un tipo de hoja u otro.
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EUSTELAS.
- Plantas con semillas (tallos, y a veces raíces) DOS TIPOS: o Atactostela:  En sección transversal no se diferencia un espacio medular central claramente diferenciado (en el eje)  Angiospermas monocotiledóneas.
o Eustela:  En sección transversal, puede diferenciarse un espacio medular central.
 Gimnospermas y otras angiospermas.
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