TEMA 10: Espermatófito (2017)

Apunte Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Ciencias Ambientales - 1º curso
Asignatura Botànica
Año del apunte 2017
Páginas 9
Fecha de subida 08/06/2017
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Botánica TEMA 10: ESPERMATÓFITO Gracias a las plantas con semilla se produjo la gran explosión evolutiva. Con las semillas se produce un paso intermedio entre el gametofito y el esporofito.
Estas semillas pasan por un estado de “reposo” que les permite soportar muchísimo tiempo vivas sin tener que germinar y convertirse en espermatofito.
Gracias a estas semillas sin germinar que se encuentran bajo tierra, un bosque es capaz de regenerarse después de un incendio.
Los espermatófitos son los vegetales que más éxito han tenido en el medio terrestre, donde han sido capaces de colonizar casi todos los hábitats y erigirse en los organismos dominantes. Las razones de este éxito están, sin duda, en la adquisición de un conjunto de adaptaciones morfológicas, estructurales, funcionales y reproductoras muy superior a las desarrolladas por el resto de los vegetales.
Son cormófitos, presentan raíz, tallos y hojas (megafilos). Como criptógamas vasculares, presentan un ciclo de vida digenético heteromórfico con esporófito dominante y diplohaplofásico, pero a diferencia de aquéllas, las plantas con semillas son organismos haplobiónticos en los que el gametófito se desarrolla sobre el esporófito.
Las plantas con semillas o espermatófitos son conocidas clásicamente como fanerógamas. El término fanerógama se debe a Linneo y, aunque en sentido estricto viene a significar “unión sexual visible”, en realidad se ha utilizado para denominar a los vegetales cuyos órganos sexuales son visibles a simple vista.
No obstante, ninguna de ambas cosas es estrictamente cierta. Bien visible y aparente en estos vegetales es la flor, y ciertamente se trata de una unidad biológica, ya que en ella se basa la reproducción sexual de los mismos. Pero precisamente lo más llamativo de la flor son las brácteas estériles (sépalos y pétalos) y no son órganos sexuales.
Los gametos femeninos se encuentran mejor protegidos que en otros vegetales y la fecundación se produce bajo una serie de envolturas que impiden que se haga visible, contrariamente a lo que ocurre en muchas criptógamas.
CARACTERÍSTICAS GENERALES Esporófito heterospóreo: micrósporas y megásporas → su generación esporofítica produce dos categorías de esporas.
Megáspora (saco embrional uninucleado): está situada en el megasporangio carnosos (nucela), el cual está envuelto en una o dos capas de tejidos (tegumentos) que dejan una abertura apical (micrópilo). Esta estructura completa (megáspora, nucela y tegumentos) es el primordio seminal.
Micróspora (granos de polen uninucleados): se forman en microsporangios (sacos polínicos).
Gametófitos de desarrollo endospórico.
Megáspora no abandona el esporófito, permanece en el megasporangio (NUCLEA).
Megasporangio envuelto por una cubierta estéril, los TEGUMENTO.
Tegumentos + megasporangio + gametófito femenino son el PRIMORDIO SEMINAL.
Los megasporangios con envoltura estéril (primordios seminales) y los microsporangios (sacos polínicos) se insertan, aislados o agrupados, en soportes simples o ramificados, es decir, en esporofilos. Respectivamente, los nombres de megasporofilos (carpelos) y microsporofilos (estambres). Estos esporofilos se disponen generalmente sobre ramas cortas de crecimiento limitado (braquiblastos), constituyendo las denominadas flores.
Tras la fecundación surge del primordio seminal la SEMILLA.
Las semillas tienen una capa que las recubre que es muy resistente, esta capa se crea para evitar la deshidratación y para proteger a la semilla durante todo el periodo que esté en esta forma.
La semilla consta de TESTA (procede de los tegumentos), ENDOSPERMA (tejido nutricio) y el EMBRIÓN → gracias a ellas el proceso de fecundación puede llevarse a cabo independientemente de la presencia de agua en el medio, proporcionando también a los jóvenes esporófitos mejores condiciones en las primeras fases de su desarrollo.
CICLO BIOLÓGICO A partir de la megáspora se origina el gametófito femenino (saco embrional) con la ovocélula (gameto femenino, oosfera), que permanece sobre la planta madre.
A partir de las micrósporas se originan los gametófitos masculinos (granos de polen pluricelulares). Que, tras ser liberados de los microsporangios, son transportados hasta las proximidades del gametófito femenino (polinización) mediante diversos mecanismos.
Posteriormente, el grano de polen forma una estructura tubulosa (tubo polínico) que conduce los gametos masculinos (espermatozoides o bien células o núcleos espermáticos) hasta el gameto femenino (ovocélula).
En la reproducción sexual (sifonogamia), después de la fecundación, se origina un zigoto que se desarrolla formando el embrión (esporófito joven). Éste, rodeado de la cubierta originada por transformación del tegumento o tegumentos (cubierta seminal) y acompañado frecuentemente de un tejido nutricio (endosperma), da lugar a la semilla, órgano de dispersión y multiplicación, típico de los espermatófitos.
En una antera se encuentra el saco polínico, que contiene una micrósporas. La célula madre que es diploide (2n), sufre una meiosis y formará cuatro micrósporas haploides, las cuales generan una célula (grano de polen).
El alimento almacenado comienza como un tejido fino llamado endospermo, que es provisto por la planta progenitora y puede ser rico en aceite o almidón y en proteínas. En ciertas especies el embrión se aloja en el endospermo, que la semilla utilizará para la germinación.
En otras especies, el endospermo es absorbido por el embrión mientras que el último crece dentro de la semilla en desarrollo, y los cotiledones del embrión se llenan del alimento almacenado. En la madurez, las semillas de estas especies carecen de endospermo. Las semillas de plantas con endospermo incluyen todas las coníferas, la mayoría de las hierbas y de otras monocotiledóneas.
La envoltura de la semilla se desarrolla a partir de cubiertas, llamadas tegumentos, que originalmente rodean al óvulo.
Las semillas de las angiospermas quedan contenidas en estructuras secas o carnosas (o en capas de ambas), llamadas frutos. En cambio, las semillas de las gimnospermas comienzan su desarrollo «desnudas» sobre las bráqueas de los conos, aunque en su desarrollo son acompañadas por escamas, que ayudan a su protección o a su dispersión.
CLASIFICACIÓN DE LOS ESPERMATÓFITOS GIMNOSPERMAS Las gimnospermas son más parecidos a los helechos. Son plantas más primitivas que las angiospermas y presentan un sistema de reproducción más sencillo.
A diferencia de las angiospermas las gimnospermas forman varios arquegonios en lugar de uno.
El espermatozoide es una especie de espiral con cilios, ya que tiene que nadar por dentro del gameto femenino (la zona amarilla) para poder entrar dentro de la megáspora y fecundarla.
ANGIOSPERMAS En las angiospermas la megáspora se divide por meiosis y mitosis.
Muchas angiospermas tienen tejido triploide (3n), lo que les permite tener mucha más capacidad de reserva, por eso son de mayor tamaño.
Oosfera (n) → en el centro y más arriba será la parte de la megáspora que se fecundará.
Sinérgidas (n) → estas se encuentran en la parte superior al lado de la oosfera y su función es colaborar en la formación del zigoto y los primeros años de vida.
Antípodas (n) → estos se sitúan abajo y no se tienen clara su función, pero se cree que es para relacionarse con la planta.
LAS SEMILLAS En ellas se encuentra realmente el alimento y la nutrición. Algunas de las semillas presentan estructuras que las permiten recorrer mayores distancias a la hora de colonizar.
Es importante para las semillas poder desplazarse tanto en el espacio, para poblar zonas donde no está su especie, pero es más importante la dispersión en el tiempo, poder tener esos estados de latencia, sin tener que crecer inmediatamente, para que la duración en el tiempo sea más efectiva.
La semilla empaqueta a su embrión en sustancias nutritivas, además de que le ofrece protección y el método de dispersión.
Hay semillas que separan el embrión de los nutrientes, y otras que los mantienen fusionados y no es fácil distinguirlos.
Normalmente dividimos la planta en parte aérea y parte subterránea, pero existen excepciones.
Parte aérea → hojas y tallo, aunque algunos tallos son subterráneos.
Parte subterránea → las raíces, aunque en ocasiones estas se dirigen hacia el exterior.
ÓRGANOS DE CRECIMIENTO Todas las plantas presentan tallo, raíces y hojas. Cada una de esas partes presenta una morfología que las diferencia de la demás, pero todas coinciden en la presencia de una parte aérea y otra subterránea. La parte aérea presenta fototropismo positivo (va hacia la luz) y la parte subterránea presenta fototropismo negativo (huye de la luz).
Los órganos por donde crece una planta está determinada: Cotiledón → hoja embrionaria, las primeras en crecer.
Nomofilo → hoja normal.
Nudos → son los puntos del tallo donde salen hojas. Habrá tantos nudos como hojas.
Yema apical → conjunto de células que mantiene la capacidad embrionaria (capaz de dividirse o multiplicarse y capaz de producir cualquier tipo de tejidos).
Meristema → conjunto de células embrionarias, se encuentran dentro de las yemas y permiten el crecimiento.
Axila → es el ángulo más pequeño de la hoja. Aquí se encuentra la yema axial.
Raíces caulógenas → raíces que empiezan a crecer por el tallo. Su estructura interna es diferente en el tallo y en la raíz.
MERISTEMAS Tejidos que forman los puntos vegetativos que se encuentran en las yemas y por donde crece la planta.
El meristema termina donde se pueden observar las protuberancias. Además, la punta la tienen más oscura por la presencia de células que se dividen continuamente.
LA RAÍZ Los meristemas de las puntas de las raíces están expuestos a mucha fricción, por lo que desempeñaran otras funciones. En ellas encontramos la caliptra, que es un conjunto de capas que protegen la matriz de la raíz.
La raíz no absorbe por toda la superficie, tiene zonas específicas para esta función, como la punta y los pelos absorbentes.
Los pelos concentrados, son finos y delicados, con vida leve y unicelulares. Tiene una capacidad de absorción muy grande, pero a veces no es suficiente por esta razón en ocasiones crecen micorrizas que aumentan su absorción.
La ramificación se produce desde el interior del tallo (endógena) y para que se formen se debe romper la epidermis de las raíces.
Presenta una zona formada solo con epidermis, y otra zona pilífera (donde se encuentran todos los pelos), que tiene como función de absorber los minerales. Según la raíz crece los pelos van muriendo, y se van generando por otro sitio.
Zona suberosa → zona más próxima a la base del tallo. Recubierta por súber, que sustituye a los pelos absorbentes cuando se han desprendido. En esta zona se forman las raíces laterales.
Zona pilífera → Contiene numerosos pelos (pelos absorbentes), que absorben el agua y las sales minerales. Esta zona se traslada continuamente hacia el extremo de la raíz.
Existen dos métodos de producirse ramificaciones.
o o Con raíz principal y secundarias.
Solo con raíces secundarias.
SISTEMA HETEROGÉNEO (ALORRÍCICO) → raíces axonomorfas Es el sistema más primitivo de todos. Presenta una raíz principal y otras de secundarias.
SISTEMA HOMOGÉNEO (HOMORRÍCICO) → raíces fasciculares Ha aparecido de un modo secundario. Solo presenta raíces secundarias.
Puede ser que en la base del tallo se produzcan muchas raíces de forma dispersas o en gran tumulto.
EL TALLO MONOPODIO → eje principal formado por una única unidad que crece indefinidamente. El meristema no muere y crece durante toda su vida haciendo que de un tallo primario surjan todos los demás. Puede morir la yema, y si lo hace, una célula próxima a ella ocupa su función.
SIMPODIO → conjunto de unidades que tienen un crecimiento y son sustituidas por una yema auxiliar. El meristema va muriendo, así que tiene que crecer por otra parte y alguna de las células toma su función y va creciendo y formando la planta. Se trata de aquella planta creada por la repetición de partes, y por ello es muy difícil distinguirla.
Las plantas compiten entre sí por el agua y la luz, por lo que presentan grandes copas que les permiten sobrevivir frente al resto de plantas.
BRAQUIBLASTOS → tallos de crecimiento definido Son ramas normales (macroblasto) con un crecimiento más o menos alargado, pero algunas especies tienen, alternando con macroblasto, ramas con crecimiento definido (braquiblasto).
Como ejemplo típico está la cebolla, y también encontramos este tipo en los pinos.
FILOTAXIS → disposición que presentan las hojas en el tallo La disposición que presentan es característica de cada especie y tiene como función mantener a las hojas en el sol con el mínimo número de interferencias posibles por parte de sus compañeras.
El conjunto de hojas inserto en cada nudo constituye un verticilo foliar. Hay 2 grandes grupos de disposición foliar: verticilada y alterna.
DISPOSICIÓN ALTERNA → en cada nudo se inserta 1 hoja. Hay dos tipos principales: Dística → las hojas se insertan sobre el tallo, a largo de dos líneas opuestas.
Helicoidal → las hojas están esparcidas sobre el tallo, ordenadas regularmente sobre una espiral dextrorsa o sinistrorsa: la espira generatriz.
DISPOSICIÓN VERTICILADA → dos o más hojas se insertan simultáneamente en cada nudo del tallo. De acuerdo al número de hojas por nudo: Decusada → 2 hojas por nudo.
Verticilada → 3 hojas o más en cada nudo o verticilo.
DIFERENCIA ENTRE ÁRBOLES Y ARBUSOTOS La diferencia entre árboles y arbustos es el modo de crecer, no el tamaño.
ÁRBOLES → presentan un tallo, sus ramas crecen en la parte superior de este y en cada rama van a crecer más unas ramas u otras dependiendo del suelo.
Las ramas de las partes bajas y laterales son las que presentan una tendencia de crecimiento mayor. Este tipo de crecimiento les permite extenderse horizontalmente para poder tener mucha más base, y así formar una copa que pueda captar gran cantidad de luz.
ARBUSTOS → tienden a crecer hacia el interior y hacia arriba, con tal de poder perder la menor cantidad de agua y captar la máxima luz posible.
Hay arbustos que crecen hacia el exterior, pero no es lo más corriente.
CRECIMIENTO SECUNDARIO EN GROSOR El crecimiento en grosor es el denominado crecimiento secundario.
XYLEMA → parte muerta y hueca. Transporta agua y minerales.
FLOEMA → parte viva. Transporta los productos de la fotosíntesis.
CRECIMIENTO DE LOS TRONCOS A LO ANCHO Existen algunos árboles que son huecos por dentro y esto les proporciona mayor resistencia al viento, como por ejemplo los grandes robles de bosques ingleses.
CAMBIUM → tejido vegetal meristemático, compuesto normalmente por una única capa de células embrionarias.
CRECIMIENTO DE LAS PALMERAS A LO ANCHO Las palmeras no son árboles, tienen una formación de hierba. Las células del meristema se des diferencian y van desde las hojas hasta la raíz ininterrumpidamente. La palmera es más resistente al viento que un árbol.
TALLOS SUBTERRÁNEOS: RIZOMAS → se distinguen de las raíces porque presentan yemas.
LAS HOJAS Las hojas son estructuras laminares dorsiventrales fotosintéticas que presentan una gran diversidad de diferenciaciones.
PARTES DE UNA HOJA Lámina → parte más delicada. Presenta los estomas.
Fácilmente deshidratable. La más fotosintética, acumula la mayoría de los cloroplastos. Algunas plantas pierden la lámina.
Estípulas → la mayoría de las plantas no presenta estípulas en la base, y muchas que las tienen las pierden luego del crecimiento de la hoja.
Peciolo → puede o no existir. Hace que todas las hojas se muevan, van cambiando su posición a lo largo del día.
Yema axiliar → brote embrionario localizado en la axila de una hoja. Cada brote puede especializarse en la producción de brotes vegetativos (tallos y ramas) o brotes reproductivos (flores). Una vez formada, una yema puede permanecer latente durante algún tiempo, o puede brotar de inmediato.
HOJAS COMPUESTAS La hoja compuesta es aquella que está formada por varias unidades llamadas FOLIOLOS.
Foliolo → cada una de las unidades en que se divide una hoja compuesta.
Pinnada, pinnadocompuesta o pinnaticompuesta → cuando los foliolos se disponen de forma pinnada.
Palmeada, palmadocompuestas o palmaticompuestas → cuando todos los foliolos salen del mismo sitio.
CAPAS QUE PRESENTAN LAS HOJAS Cutícula → capa cerosa externa a la planta que la protege de la desecación a la que es expuesta en la atmósfera terrestre, además de proveer una barrera para la entrada de bacterias y hongos.
Epidermis → capa impermeable y gruesa, normalmente formada por una sola capa heterogénea células aplanadas, cuya función es proteger las células interiores, limitar la transpiración, secretar algunas sustancias, almacenar otras e intercambiar gases con el medio ambiente. Sus células están recubiertas por una cutícula formada por cutina, constituida por una mezcla de poliésteres.
Estomas → dos células oclusivas que delimitan entre ellas un poro llamado ostiolo, que permiten comunicar el ambiente gaseoso del interior de la planta con el del exterior. Las células oclusivas abren y cierran el ostiolo.
Mesofilo → tejidos vasculares que forman las venas de las hojas y un tejido parenquimático especializado para realizar la fotosíntesis.
Parénquima en empalizada → está situado en la epidermis superior y formado por células alargadas.
Parénquima esponjoso → está situado en la epidermis inferior y presenta células irregulares entre las que se encuentran grandes espacios intercelulares.
TIPOS DE DISPOSICIÓN DE LAS HOJAS ALTERNAS → cuando se disponen, de una en una, formando un solo plano.
BASALES → parten de un mismo punto en la base. El tallo no es visible o está muy reducido. Se diferencian de las verticiladas en que el tallo no es visible o está muy reducido.
OPUESTAS (DECUSADAS) → cada verticilo con respecto al anterior está girado 90º. Forman una cruz las de dos nudos consecutivos.
EN ROSETA → presentan una disposición en espiral muy apretada alrededor del tallo, pudiendo ser basales o dispuestas al final del tallo.
ESPARCIDAS O DISPERSAS → cuando se dispone, de una en una, siguiendo una hélice.
FASCICULADAS → disposición similar a la del verticilo. Las hojas salen en forma de ramo, pero de puntos distintos.
OPUESTAS → se encuentran situadas una en frente de otra en el mismo nivel del tallo.
VERTICILADAS → cuando de un verticilo o de un mismo punto salen las hojas.
DÍSTICAS → aquellas que salen a ambos lados del tallo formando dos hileras de hojas en lados opuestos.
En algunos casos el conjunto forma una superficie que podría parecernos hojas divididas. Como sabemos, la diferencia con las hojas divididas o compuestas es la presencia de yemas en las axilas de las hojas dísticas y la carencia en las axilas de los foliolos.
FORMAS VITALES → clasificación de formas vitales Raunkiaer → autor de esta clasificación.
Formas vitales → se definen por la posición respecto del suelo, donde están los órganos perdurantes.
FANERÓFITOS → plantas visibles (llamativas) Plantas con grandes yemas. Este grupo está compuesto por grandes arbustos y árboles.
Nanofanerófitos → de 1’5 m a 2 m Microfanerófitos → de 2 m a 25 m CAMÉFITOS → arbustos Son matorrales o arbustos. Presentan poca altura y viven en grandes zonas de vegetación. Están relacionados con ambientes secos y fríos.
HEMICRIPTÓFITOS → crecen a ras del suelo Órganos perdurantes que quedan a la altura del suelo, y son tanto herbáceas como leñosas.
GEÓFITOS → plantas con órganos perdurantes escondidos bajo el suelo y los cuales flotan en el agua Producen rizomas enterrado en el suelo que está por debajo del agua, tiene vegetación helófitica.
Hidrófitos → viven con los órganos perdurantes en el agua.
Helófitos → viven con los órganos perdurantes bajo del suelo, pero presentan agua por encima de ese suelo.
TERÓFITO → plantas anuales, que mueren tras la época favorable para ellos. Completan todo el ciclo en el año (perduran las semillas).
Estrato → Arbóreo, todo aquello que crece como estructura de árbol.
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