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TRABAJO DE BIOLOGIA
Presentado por:
Jhon Jairo Díaz Martines
CURSO: 10 – B MAT
Historia y evolución de las plantas
INSTITUCIÓN EDUCATIVA ANTONIO LENIS
DEPATAMENTO DE C. NATURALES
Septiembre 24 – 07
Sincelejo - Sucre
INTRODUCCIÓN
El siguiente trabajo presentado se realizó con el objetivo de profundizar mas y
aprender sobre las historias de la evolución de las plantas de cuales fueron las
primeras plantas y de cómo han evolucionado hasta el momento.
HISTORIA EVOLUTIVA DE LAS PLANTAS
Veremos ahora lo que se refiere a cómo fueron evolucionando las plantas, por
eso ahora les haremos una introducción a este tema.
Durante 4.000 millones de años la superficie de la Tierra ha permanecido
inhabitada. Pero después se producirán los cambios más importantes para la
evolución de al vida. El primero fue la aparición de la vida en forma de células o
unidades autoreplicantes. No se sabe cómo pero dos hechos muy importantes
para la vida después de la aparición de la célula y son estos dos
acontecimientos los que mantienen a todos los seres vivos relacionados entre
sí y con las células primitivas originales.
El siguiente gran paso en al historia fue la evolución de un sistema de
pigmentos que podían atrapar a los rayos solares, convirtiendo así la energía
radiante del sol en energía química (fotosíntesis). Los organismos que
implementaron esta evolución son llamados procariotas heterotróficos y fueron
organismos de gran éxito, ya que han sobrevivido desde esos tiempos hasta la
actualidad.
Debido a la fotosíntesis se quema agua y se libera oxígeno. Este oxígeno
liberado cambio la atmósfera del planeta y las formas de vida que habitaban.
Hace 450 millones de años se formó una capa de ozono por acción de la luz
ultravioleta en el oxígeno acumulado; esta capa que absorbe la luz ultravioleta
protegió en ese tiempo a la Tierra y a sus especies y protege todavía.
Como aquí se ve podemos decir sin miedo a equivocarnos que las plantas
fueron los primeros habitantes de la Tierra (aunque halla sido en forma
microscópica). Así, se dice que las plantas existían hace ya 430 millones de
años (fecha muy cercana a la creación de la capa de ozono en la Tierra), eso
hablando de plantas vasculares (no microscópicas como los primeros seres).
Se sabe también que hace 400 millones de años apareció la primera planta con
hojas. Y que hace 350 millones de años la planta se aseguró su propia
reproducción inventándose el óvulo y el polen, estas plantas se llamaron
gimnospermas y dominaron el planeta hasta la aparición de las angiospermas
hace unos 100 millones de años.
La dificultad en precisar la evolución de las plantas radica en que su aparato
vegetativo no tiene partes lo suficientemente duras, como el esqueleto animal,
para su fosilización.
Bueno ahora empezaremos la historia de las plantas pasando de lo menos a lo
más evolucionado; pasando por los primeros seres (procariotas y eucariotas),
por la formación de la planta en si, el alga ancestral, el paso de las plantas a la
tierra firme, las plantas vasculares, la evolución a la creación de la semilla
como medio reproductor (gimnospermas y angiospermas), la expansión de las
especies y la evolución de los ciclos vitales y sus tendencias.
LOS PROCARIOTAS
Son los organismos más antiguos del planeta, en términos de evolución;
además de ser los más abundantes. Aunque existen muchas dificultades para
definir las especies de las procariotas se cree que hay aproximadamente 2700
especies distintas. Son, además, los organismos unicelulares más pequeños
(2500 millones de individuos pueden ser encontrados en un gramo de tierra
fértil). Su sobre vivencia se debe a su rápida multiplicación, su metabolismo (en
20 minutos pueden duplicar su tamaño) y su adaptabilidad con la cual pueden
sobrevivir en ambientes en los cuales otros seres vivos no podrían vivir. Son lo
que llamamos fósiles vivientes.
Hasta hace muy poco, se pensaba que los procariotas no podían clasificarse
por un criterio evolutivo, debido a que la mayoría de las características que
tenían los eucarióticas y que ayudaban a su clasificación no las tenían los
procariotas. Pero en los últimos años de investigación y con los detallados
estudios de la estructura celular y de bioquímica se han podido desvelar
algunas de las relaciones evolutivas de los procariotas y uno de los
descubrimientos más sorprendentes en este campo es el de un grupo de
procariotas que difieren espectacularmente de todos los otros tipos de
procariotas en los detalles de las vías metábolicas. Algunos de estos viven en
ambientes muy salados, otros en ambientes ácidos a temperaturas muy altas,
lo que nos hace deducir que los cambios en las vías metabólicas se pueden
haber debido a la evolución del organismo para soportar el ambiente.
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LOS EUCARIOTAS
El paso de los procariotas a los primeros eucariota fue uno de los procesos
más importantes de la evolución (comparable con el origen de la vida y el
desarrollo de células fotosintéticas). No se conoce bien como fue este paso,
pero se cree que se debió a la asociación de procariotas dentro de otras
células.
Lo que si se sabe es que hace unos 2500 millones de años, el oxígeno
comenzó a acumularse en la atmósfera producto de la actividad fotosintética.
Las procariotas que pudieron usar el oxígeno para producir ATP (adenosin
trifosfato) quedaron en ventaja con respecto a las otras y empezaron a
prosperar rápidamente (algunas se desarrollaron como bacterias aeróbicas;
otras, según lo creído, se introdujeron en células mayores y crearon las
mitocondrias.
Si analizamos detenidamente estos datos podemos decir que se cree que los
eucariotas son procariotas evolucionados, aunque es una teoría que esta en
discusión actualmente.
De ahí pasamos a las plantas pluricelulares cuya aparición no se sabe por qué
fue.
EL ALGA ANCESTRAL
Se cree que las plantas como las conocemos en la actualidad tienen como
pariente evolutivo a un grupo de algas verdes. Como se sabe, las algas son
organismos vegetales que habitan principalmente en el agua.
Las algas verdes han sido seleccionadas debido a sus parecidos con las
plantas terrestres en lo que se refiere a que ambas poseen clorofilas a y b y
betacarotenos como pigmentos fotosintéticos; además de que ambas acumulan
sus reservas energéticas en forma de almidón. Ahora, las algas verdes tienen
un cúmulo de otras características, algunas de las cuales las plantas tienen y
otras no, es por eso que se piensa que las plantas son el resultado de la
evolución de un grupo de algas verdes que pertenecerían al género
Coleochaete, claro que esto pensando en las algas verdes como un
“Bisabuelo” de las plantas, ya que hubieron otros organismos que se
relacionaron con el género Coleochaete entre los cuales se piensa podría estar
el “padre” de las plantas.
INVASIÓN DE LA TIERRA POR LAS PLANTAS
Como ya se ha dicho muchas veces se cree que la vida comenzó en el agua y
no salió de allí después de mucho tiempo.
Las plantas acuáticas no necesitan muchos órganos especializados para
sobrevivir ya que el agua de por sí hace las funciones de alimento, soporte y
evitar la desecación, de ahí que se piense que son más primitivas que las otras
plantas que habitan en la tierra, las cuales necesitan de órganos
especializados.
En la actualidad se sabe que las plantas tuvieron una “lucha” por llegar a la
tierra. Esta “lucha” se produjo porque la tierra ofrecía muy buenas perspectivas
para la fotosíntesis. En esta pelea por llegar hubo contratiempos pero
finalmente las plantas lograron “arribar” a la tierra y tuvieron que crear órganos
especializados para evitar la desecación y aprovechar el agua; es así como las
tan comunes estructuras que son los tallos, las hojas y las raíces aparecieron.
Se cree que el paso del agua a la tierra se produjo hace más de 400 millones
de años.
PASO DEL AGUA A LA TIERRA
El origen más probable de las planta deben haber sido las algas verdes de
pantano de agua dulce: se cree que en estos biotopos pudieron haber
evolucionado diversas características que propiciaran al asentamiento en tierra
firme. Por ejemplo, el pantano es una zona que periódicamente se deseca y
esto puede haber preparado a las algas verdes para la desecación, y así la
necesidad de sobrevivir hubiera hecho que las algas evolucionaran para
soportar la sequedad de la tierra. A pesar de esto el mayor problema que
experimentaron las plantas fue la adaptación al entorno seco; así que tuvieron
que implementar tejido exterior de aislamiento y recubrirse de una capa
llamada cutícula la cual no era impermeable ya que tenía estomas (orificios)
que permitían la interacción de los gases con la planta.
Una implementación vital de las plantas para este medio fueron las raíces por
medio de las cuales realizarían la absorción de sustancias y que darían
arraigadas a un lugar.
Otra implementación importante fue la de la estabilidad mecánica, ya que en el
agua era esta misma la que sujetaba a las plantas, pero ahora en la tierra
debieron crear paulatinamente nódulos y elementos de sujeción específico
como fibras.
En cuanto a la reproducción también tuvieron que hacer adaptaciones como la
de hacer esporas de paredes gruesas para que estas no se secaran y pudieran
ser transportadas por el viento.
El paso decisivo se cree se hizo hace como 420 millones de años (aunque
también se cree que pueden haber habido plantas terrestres hace 450 millones
de años)
En este contexto existe una interrogante de si las plantas poblaron la tierra en
una sola línea evolutiva o por diferentes etapas, es decir, si fue una sola
cadena-especie la que dio el paso del agua a la tierra, a partir de la cual
salieron otras especies habitantes del suelo o fueron varias cadena-especies
las que salieron del agua.
LAS PRIMERAS PLANTAS TERRESTRES
Después de la transición a tierra de las plantas, aparecen y evolucionan nuevas
adaptaciones. Estas adaptaciones fueron críticas para el éxito definitivo de las
plantas terrestres y se cree que deben haber ocurrido al principio de la historia
de la evolución, debido a que las poseen la mayoría de las plantas actuales
Una de las evoluciones más importantes post-transición fue el desarrollo de
órganos reproductores pluricelulares como son los gametangios y esporangios.
Así como la adaptación hecha para la retención del óvulo fecundado dentro del
gameto femenino y el desarrollo de un embrión, de esta manera este embrión
es protegido por los tejidos del gametofito femenino.
Al poco tiempo después de la transición a tierra las plantas se dividieron en dos
líneas de evolución. Una de las líneas dio origen a los llamados briofitos,
grupo al que pertenecen los musgos y hepáticas; el otro grupo pertenece a las
plantas vasculares, donde se incluyen todas las especies referentes a las
plantas terrestres mayores.
La diferencia principal entre briofitos y plantas vasculares es que estas últimas
poseen un sistema vascular muy bien desarrollado por el cual transportan los
nutrientes por todo el cuerpo de la planta, sistema que los briofitos no tienen.
Otra de sus diferencias radica en el tiempo en que se encontraron los fósiles
más antiguos. De los briofitos se encontró un fósil de hace 370 millones de
años y de las plantas vasculares uno de hace 430 millones de años.
LOS BRIOFITOS
Son organismos muy simples y pequeños; no poseen raíces pero se adhieren
por medio de unos rizoides. La mayoría de los briofitos muestran pequeñas
estructuras donde realizan la fotosíntesis
Los briofitos, al estar privados de raíces y de un sistema vascular que le
transporte los nutrientes, deben absorber el agua a través de estructuras
aéreas; por esto crecen mejor en lugares húmedos y en zonas pantanosas.
Generalmente los briofitos se reproducen por fragmentación (reproducción
asexual).
PLANTAS VASCULARES
Estas se caracterizan por contar con un sistema de conducción del agua y de
los nutrientes (como ya habíamos dicho), pero además se caracterizan por la
presencia de lignina (pasta de madera) y una generación de esporofitos muy
marcada.
Las plantas vasculares actuales se clasifican en 9 divisiones, cada una de las
cuales representa una línea evolutiva diferente (entre las cuales se encuentran
los licopodios, las colas de caballo y helechos.
DESARROLLO EVOLUTIVO DE LAS PLANTAS VASCULARES
Mejora de los sistemas conductores: Al igual que la creación de la hoja
como evolución fotosintética y de las raíces como estructuras especializadas
en la extracción de alimento a la planta, la eficacia en el transporte de los
nutrientes por la planta ha evolucionado y mejorado ostensiblemente. En la
actualidad existen 2 sistemas: el xilema, que transporta agua e iones desde la
raíz hasta las hojas y el floema, que transporta sacarosa diluida y otros
productos fotosintéticos desde las hojas a las células no fotosintéticas.
Reducción del gametofito: otro cambio ha sido la reducción del tamaño del
gametofito. Así, en todas las plantas vasculares actuales el gametofito es
menor que el esporofito. En plantas con semillas como las gimnospermas y las
angiospermas el gametofito se ha reducido a un tamaño microscópico (además
de tener un gametofito masculino y uno femenino).
Las semillas: se podría decir que ha sido la innovación más importante y
definitiva de las plantas vasculares (importante por el éxito que tuvo y definitiva
porque se mantiene hasta la actualidad). Las semillas es una estructura dentro
de la cual va el embrión de la planta, es una estructura que esta hecha de los
tejidos del esporofito para proteger al embrión hasta que las condiciones
favorables para su germinación se den. Las primeras semillas conocidas son
de hace 360 millones de años.
LAS PLANTAS CON SEMILLAS
Las semillas, la nueva opción evolutiva decisiva para las fanerógamas la
constituyen estas estructuras de reposo y diseminación.
Cabe decir que en la evolución posterior de las fanerógamas las hojas que
llevaban esporangios se unieron a las flores en los pequeños tallos.
Finalizando el período Carbonífero (hace unos 286 millones de años) y en el
período Pérmico (hace unos 248 a 286 millones de años)se produjeron grandes
cambios climáticos en el mundo, con sequías y glaciares en varias partes
continentales y debido a esto en este tiempo hubo una gran presión en los
seres vivos por la selección natural, tanto animal como vegetal. Esto hizo que
las evoluciones se afirmaran y tuvieran que quedar solo aquellas necesarias; la
evolución de las semillas tuvo gran éxito y es así como las plantas con semillas
consiguen supremacía en todo el mundo
Gimnospermas
O plantas con “semillas desnudas” fueron diversificadas en el Pérmico. Hay 4
grupos de gimnospermas: tres divisiones pequeñas y una grande
(Coniferofitos: coníferas). En las coníferas se incluyen pinos, abetos, cedros,
alerces, cipreses y secuoyas.
Su origen se remonta al Devónico de un grupo de plantas llamadas
progimnospermas. Estas eran de ramaje muy parecido al de los helechos y
se cree que algunas de estas progimnospermas puede haber tenido semillas.
Angiospermas
Se cree que las angiospermas como plantas con semillas encerradas
descienden de algún grupo de gimnospermas extintas actualmente. Sus fósiles
datan de hace 120 millones de años.
Existen actualmente alrededor de 250.000 especies de angiospermas,
comparadas con las 800 especies de gimnospermas, 16.000 especies de
pteridofitas y 26.000 especies de briofitas. Este contraste nos hace pensar que
las angiospermas encontraron una fórmula de éxito en la evolución.
Es probable que el éxito de las angiospermas se haya debido a la gran
cantidad de novedades evolutivas que presentan, como son la implementación
de un ovario compuesto por uno o varios carpelos y que rodea por completo al
embrión y lo guarece del exterior. Pero esa no es la razón por la cual tuvo tanto
éxito la evolución con las angiospermas; pero lo que sí lo que explica es el
sistema de fecundación que establecieron ya que en este se tenían varías
formas de realizarlo (juntando el gameto femenino con el masculino, de dos
plantas o la autofecundación que era una planta con ambos órganos femenino
y masculino) y por varios transportes (aire, insectos, agua, etc.), además de
tener a los dos órganos que diferencian a las angiospermas del resto de las
plantas: el fruto y la flor; ambos destinados a ser vías para la fecundación
(fruto: animal lo come y al rato excreta lo comido, en esa excreción salen las
semillas y estas son esparcidas; flor: atracción para los insectos para
transportar el polen a cambio de néctar).
Estas plantas dominan en las regiones templadas y tropicales del mundo,
ocupando así un 90% de la superficie vegetal terrestre. Cabe decir que en este
90% se encuentran, además de las plantas con flores conspicuas, grandes
árboles madereros, hortalizas, frutas, verduras, forrajes y granos que forman la
base de la alimentación humana y despensa agrícola para la economía
mundial.
TENDENCIAS EVOLUTIVAS
Para estudiar la tendencia de la evolución en el reino vegetal se debe recurrir a
los ciclos vitales de las plantas y a la historia de la evolución, es decir, para
saber la tendencia uno debe comparar los ciclos vitales desde el vegetal más
primitivo hasta el más evolucionado pasando as por el siguiente orden de
evolución (del más primitivo al más evolucionado):

Procariotas

Eucariota

Algas

Briofitos

Plantas vasculares (helechos, licopodios, etc.)

Gimnospermas

Angiospermas dicotiledóneas

Angiospermas monocotiledóneas
Entre las tendencias evolutivas más claras esta el hecho que la mayoría de la
población primitiva era haploide y la población actual es en su mayoría diploide.
La conclusión a la que se ha llegado que daría respuesta a este paso al
diploidismo es que esta es a causa de la reducción del tamaño del gametofito.
Esta no es la única tendencia evolutiva, pero sí una de las más importantes ya
que de ella se derivan muchas más que ya hemos nombrado.
CIENCIA MODERNA Y PLANTAS
Actualmente, la ciencia se ha encargado de hacer descubrimientos en el
mundo vegetal y así utilizar este reino para su propio beneficio
HIBRIDACIÓN
Los espectaculares rendimientos logrados por las variedades modernas de
plantas provienen de un proceso llamado hibridación. Esto consiste en que las
plantas nacidas de un cruzamiento híbrido (mezcla de especies) muestran en
su primera generación un vigor y una productividad aumentadas en un 25%
(por ejemplo: en algunas variedades de maíz); este fenómeno es llamado
heterosis.
PLANTAS IN VITRO
Por medio de tecnología muy avanzada se ha logrado implementar un sistema
llamado Microesqueje in vitro, que permite a partir de una planta madre un
millón de hijas iguales
También se ha implementado un sistema, el cual permite obtener un vegetal a
partir de células indiferenciadas.
PLANTAS CAPRICHO
Se refiere a la preparación de nuevas hortalizas por parte de los científicos,
tales como el “pomate”, que es la mezcla de un tomate con una patata para así
recoger al mismo tiempo túberculos y verduras.