OBJETIVOS GENERALES

• Dar a conocer de la forma más completa posible lo que se refiere tanto al proceso evolutivo como a su relación con las plantas

• Mostrar las diferentes divisiones que tienen en la actualidad las plantas, producto de la evolución

• Crear un material que sirva de investigación y conocimiento para la educación media

INTRODUCCIÓN

A continuación ofreceremos una investigación hecha lo más completa posible, sobre la evolución de las plantas en general, tomando en cuenta todo lo referente a su historia evolutiva, el porqué de su evolución, la comprobación de estos datos y lo que sucede con las plantas en la actualidad. Pero, como las plantas y la evolución no son términos conocidos ampliamente por la mayoría de la gente, incluiremos además al comienzo de este trabajo una explicación sobre las plantas (tanto sus divisiones y características como su ambiente) y sobre la evolución (Darwin, teorías y su comprobación y términos como macroevolución y microevolución).

Este trabajo esta presentado de la forma más simple posible, para que su comprensión y estudio sea más fácil a los lectores y así, queden con una idea clara y precisa del tema.

EXPLICACIÓN SOBRE LA EVOLUCIÓN

Entendemos por evolución a aquella rama de la Biología que estudia los cambios sufridos por los seres vivos a lo largo del tiempo y que han dado lugar a diferentes especies a partir de antepasados comunes. Cabe decir que la evolución no siempre fue admitida, ya que es una teoría bastante nueva, porque antes se creía en la inmutabilidad de las especies, es decir, que las especies no sufrían cambios ni necesitaban adaptarse, cosa que en la actualidad se sabe que es falsa. Es por eso que actualmente la teoría de la evolución es aceptada universalmente. Esto porque existen múltiples disciplinas de la ciencia que han aportado pruebas: la paleontología (estudio de los fósiles), morfología (estudio de los cambios estructurales de los seres vivos como colas, brazos, etc.) y la embriología (estudio del desarrollo embrionario, fase del proceso reproductor de los seres vivos en el cual se resaltan los mayores cambios morfológicos); además de las pruebas dadas por la biogeografia (ubicación de los seres vivos en el planeta), pruebas inmunológicas (capacidad de defensa de los organismos ante el ambiente) y bioquímicas (origen común de las unidades bioquímicas como ATP, ADP, etc.).

La teoría de la evolución fue planteada por dos científicos Darwin y Wallace, de ahí el nombre de la teoría. En esta exponen 5 principios que son los principales de la evolución:

“La evolución es un fenómeno biológico vinculado no al individuo, sino a la población”

“La evolución no siempre se produce con la misma rapidez. En determinados períodos ha podido ser más intensa que en otros”

“La velocidad de la evolución varía según el tipo de organismos”

“la evolución se presenta de modo ramificado”, por eso es posible esquematizar a la evolución en arboles genealógicos

“La evolución es irreversible, de tal manera que cualquier característica que se pierde no se vuelve a presentar”

MECANISMOS DE LA EVOLUCIÓN

Ya que vimos en que consiste la teoría evolutiva ahora veremos las formas en que se presenta y sus características más fundamentales.

Además de los 5 principios evolutivos que dio, Darwin manifestó los mecanismos que rigen, en la naturaleza, a la teoría de la evolución. Entre estos se encuentran:

• Dentro de una misma especie existe variabilidad entre los individuos enfocada a lo que se refiere supervivencia, es decir, hay seres que siendo de la misma especie tiene mayor capacidad para sobrevivir que otros

• De los individuos que nacen, muchos mueren (en cualquier especie)

• La conclusión de estos dos enunciados anteriores nos lleva a que, dentro de una misma especie, los individuos que presentan condiciones más favorables para adaptarse al medio son los que sobrevivirán, pudiendo reproducirse y pasar sus caracteres favorables a sus descendientes. Esto es llamado selección natural

Ahora veremos los mecanismos que logran romper el equilibrio genético en una población para producir la evolución.

MUTACIONES

Son el cambio básico de la evolución, por el cual un alelo A cambia a un alelo a o viceversa (ver genética básica). Así la población alternará sus porcentajes hasta que el gen antiguo desaparece (por la reproducción) y queda el gen mutante.

Se ha visto que la mayoría de estas mutaciones tiene resultados negativos para los individuos que las padecen; pero como ya se sabe la evolución va de la mano con la selección natural, así que es esta última la encargada de contrarrestar el efecto negativo de las mutaciones.

SELECCIÓN NATURAL

La selección natural se da cuando en una población se dan mutaciones negativas, es así como los individuos que presentan esta mutación negativa son eliminados por el ambiente, al no poder soportarlo. En cambio, las pocas mutaciones favorables que se dan sobrevivirán. De esta manera las mutaciones más adaptadas al medio sobreviven.

Otra razón por la cual pueden aparecer características nuevas en las poblaciones es por la introducción de individuos que vienen de otras poblaciones que pueden aportar nuevos genes; lo que también puede producir nuevos genotipos formando así una nueva raza.

DERIVA GÉNICA

Se refiere a los cambios sufridos por pequeños sectores de una población y que a la larga ayudan a la diferenciación de las poblaciones aisladas, cambios como un brote epidémico puede llevar a la eliminación de un alelo (A o a).

Además de estos 3 mecanismos de la evolución podríamos nombrar a las migraciones como otra forma de evolucionar ya que al cambiarse de un ambiente a otro el ser vivo necesariamente tiene que adaptarse (como veremos con las plantas al pasar del agua a la tierra firme).

MACROEVOLUCIÓN Y MICROEVOLUCIÓN

Son estas dos subdivisiones que tiene la evolución como ciencia para facilitar la investigación.

La microevolución es la responsable de la formación de razas, especies y géneros, que se explica por los términos ya vistos como las mutaciones y la selección natural.

La macroevolución en cambio intenta explicar la formación de los grandes grupos de seres vivos como son los tipos, las clases, las ordenes, etc. Las teorías se dividen en 2: unos dicen que la macroevolución se puede deber a grandes mutaciones o macromutaciones; los otros dicen que se puede deber a la suma de pequeñas mutaciones que se producen “una tras otra” (tomando en cuenta que la evolución toma miles de años).

EVIDENCIAS DE LA EVOLUCIÓN

Una de las evidencias o formas de comprobar la evolución radica en la vida media de los isótopos. Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen diferente masa atómica.

Cómo se sabe, los fósiles son encontrados sepultados en la tierra, pero ¿Cómo se sabe la edad de estos fósiles? Muy simple, la tierra tiene diferentes estratos o capas de sedimento, dependiendo en que capa es encontrado el fósil se puede saber su edad aproximada (los estratos más profundos conservan los fósiles más antiguos). Pero para saber su edad real se usan datos radiactivos, esto debido a que algunos elementos que componen al fósil o al estrato son radiactivos que se descompondrán en elementos no radiactivos a una velocidad que esta calculada.

El tiempo que le toma a la mitad de los átomos radiactivos, en cierta clase de estrato o en el fósil, en descomponerse en átomos de otro elemento se le llama vida media.

Como ejemplo tomaremos el del isótopo radioactivo carbono-14 y el carbono 12 que no es radioactivo. Así decimos que los seres vivos siempre toman ambas formas de carbono y ambas se encuentran en un porcentaje constante; pero cuando el organismo muere, deja de absorber carbono. Es así, como, a medida que la concentración de carbono-14 decae, Cambia el porcentaje entre ambos carbonos. El carbono-14 tiene una vida media de 5.710 años. De esta manera los científicos estudiando la razón entre el carbono-14 y el carbono 12 pueden estimar la edad real de fósiles de hasta 75.000 años. Claro que existen isótopos con los que se puede sacar mayores edades como ocurre con el isótopo Uranio 235 que da como elemento final al plomo 207, teniendo el Uranio 235 una vida media de 713 × 106 años.

FÓSILES VIVIENTES

Son aquellas formas de vida que conservan formas anatómicas y de vida muy primitivas para el contexto en el que viven la mayoría de los seres.

Un ejemplo muy peculiar es el del pez Celacanto del cual han sido sacados 2 0 3 ejemplares en los últimos años, la curiosidad del hecho radica en que este pez conserva características muy similares a las de peces de hace 100 millones de años

ESPECIACIÓN

Este término se refiere a la formación de nuevas especies a partir de una especie ancestral. La mayoría de los científicos piensa que esto se puede producir si algunas de las poblaciones que la conforman se separan del resto (produciéndose un fenómeno llamado aislamiento geográfico) por medio de montañas, mares, etc. Al encontrarse mismas especies en diferentes ambientes se desarrollarían diferencias entre ellas debido a que en distintos ambientes se favorecerían diferentes adaptaciones. Así con el tiempo, las poblaciones se vuelven tan diferentes que ya no pueden cruzarse entre ellas, aún cuando ya no exista aislamiento geográfico porque ahora existe un aislamiento reproductivo y se ha creado una nueva especie.

CLASIFICACIÓN DEL MUNDO VEGETAL EN LA ACTUALIDAD

Para empezar esta introducción al mundo vegetal lo primero que tenemos que saber es qué es lo que es un vegetal. Bueno, vegetal podríamos definirlo como un ser vivo capaz de sintetizar materia viva a partir de las sustancias minerales que se encuentran en el ambiente.

Se supone que en el reino vegetal encontramos aproximadamente unas 400.000 especies. Por ello se ha creado una clasificación para todas estas especies encontrándoles las características en común y colocándolas juntas de acuerdo a esto.

Inicialmente las plantas se calificaban por sus usos (plantas beneficiosas y perjudiciales)y por su aspecto. Pero esta clasificación se hizo insuficiente para conocer de las plantas; fue así como esta clasificación tuvo que evolucionar hasta llegar a la clasificación actual que es la que vamos a explicar.

TECNICAS ACTUALES DE CLASIFICACIÓN

En la clasificación actual se toma en cuenta la morfología de las plantas (forma y órganos que poseen) y el ciclo vital; de acuerdo con estos dos factores (ciclo vital y morfología de la planta) se separan los vegetales en especie que sería la unidad básica de clasificación. Ahora, si especies distintas poseen en común características fundamentales se les reúne en otra categoría llamada género. De la misma manera los géneros que sean iguales se agruparán en familias; las familias se agrupan en ordenes y las ordenes en clases y finalmente muchos científicos agrupan a las clases en 12 fílumes que serían la división que abarcaría mayor cantidad de individuos.

Esta clasificación usa como base el mismo principio de la evolución, la cual va abriendo, con el tiempo, camino a nuevas especies, géneros, ordenes, etc.; esto debido a que los fósiles vegetales son muy escasos y esto hace muy difícil precisar cuál planta es más evolucionada que la otra, consecuencia de esto, los datos de las plantas se encuentran en continuo estado de revisión y son corregidos constantemente.

Se distinguen en la actualidad dos grandes grupos:

• Las plantas criptógramas o sin flores, llamadas también “plantas inferiores”, que incluyen algas, bacterias, hongos, líquenes, musgos, hepáticas, helechos, colas de caballo y licopodios. En este grupo se encuentran entre 160.000 y 200.000 especies

• Las plantas fanerógamas o con flores, llamadas también “plantas superiores”; que se dividen en gimnospermas y angiospermas. En este grupo se encuentran entre 200.000 y 250.000 especies.

La distinción principal entre un grupo y otro es que las fanerógamas se reproducen por semillas y las criptógramas por medio de esporas.

Cabe decir además, que esta clasificación no ha existido desde siempre sino que es un resultado de la evolución. Por lo que no nos debería ser sorprendente que dentro de miles de años adelante existieran más especies y una nueva clasificación.

PLANTAS CRIPTÓGRAMAS O SIN FLORES

Este grupo incluye todos los vegetales llamados inferiores, entre ellos especies microscópicas. La criptogamia es la rama de la botánica que se encarga de estudiar este grupo. A continuación presentaremos a las plantas sin flores ordenadas desde la más primitiva hasta la más evolucionada, a pesar de que esto lo veremos mucho más claro en la sección que se refiere a la evolución de las mismas.

• Cianobacterias (algas azules): son organismos procariotas (más adelante explicaremos lo que este término significa) y unicelulares (formados por una sola célula) que tienen varios pigmentos (colores) que les permiten captar la luz y usarla para realizar el proceso de la fotosíntesis. Habitan en las aguas dulces y saladas y en los suelos.

• Bacterias: son seres unicelulares al igual que las cianobacterias, pero pertenecen a otro reino (protistos procarióticos). La mayoría se alimenta de materia orgánica y se reproduce por división asexual, además de presentarse en varias formas como bacilos, cocos, espirilos. Se encuentran en todas partes

• Algas eucariotas: Son en su mayoría plantas pluricelurares que se reproducen por esporas y carecen de tejidos especializados para conducir la savia. Se encuentran en aguas dulces y saladas (y marítimas), además en troncos de arboles y en el suelo.

• Hongos inferiores: se trata de especies parásitas microscópicas que se alimentan de materia orgánica en descomposición. Poseen formas poco definidas, parecida a la de las amebas. Se reproducen por esporas y se encuentran en los suelos y en la materia orgánica. Son parásitos de vegetales, animales e incluso de bacterias.

• Hongos superiores: Son el grupo vegetal más amplio que existe, además de complejo. Es más, se cree en la actualidad que los hongos forman un reino aparte del vegetal y animal debido a que podría ser que los hongos superiores provinieran de una única especie. Las setas de estos hongos (que son sus esporangios, donde se producen las esporas que servirán a la reproducción) son las que aseguran la sobrevivencia de este organismo. Se encuentran generalmente en zonas húmedas, donde haya mucha materia orgánica.

• Líquenes: son el resultado entre la mezcla o unión de un hongo con un alga. Tienen un aspecto muy variado y se reproducen por vía vegetativa: el viento esparce los fragmentos de líquenes, los cuales echan brotes y crean nuevas colonias. Se le conocen cerca de 8.000 especies que habitan en todas partes (desde las más áridas zonas hasta las cálidas y húmedas).

• Musgos: Se incluyen en él más de 13.000 especies. Su aparato vegetativo esta más formado que sus antecesores, con hojas, tallos y raíces. Se reproducen por esporas y tienen un tejido conductor en la parte central de los tallos. Habitan en zonas húmedas, en el suelo de los bosques, en los troncos de arboles, etc.

• Hepáticas: muy cercanas a los musgos, pero no poseen órganos diferenciados, aunque a veces poseen algo parecido a hojas. Habitan en las zonas húmedas de los países trópicales.

• Helechos: estas plantas entren en la categoría de criptógramas vasculares. Sus órganos están bien diferenciados y tienen conductores de savia. Su reproducción se realiza por esporas contenidas en los esporangios. Habitan en bosques, jardines, escombros, suelos ácidos, etc.

• Colas de caballo: Su mayor cambio radica en el tallo que presenta hojas verticiladas. Habitan en todo el mundo, excepto Australia.

• Licopodios: Clase especial de plantas que presentan “raíces verdaderas” y hojas como escamas. En este grupo se incluyen varios fósiles vivientes. Habitan en regiones tropicales y en suelos forestales.

PLANTAS FANERÓGAMAS O CON FLORES

Estas plantas que se reproducen por semillas se dividen en 2 grupos: gimnospermas, las de las semillas desnudas; angiospermas, las de las semillas encerradas en un fruto.

Las fanerógamas constituyen la mayoría de las especies que se cultivan en la actualidad.

Las gimnospermas comprenden 10 órdenes y las angiospermas se dividen en monocotiledóneas (semillas con un solo cotiledón) y dicotiledóneas (semillas con dos cotiledones).

• Las gimnospermas: Las gimnospermas de la actualidad son principalmente arboles. La savia circula por los vasos leñosos y las hojas son persistentes, reducidas a espinas en algunos casos; además de tener modalidades de fecundación muy diversas.

• Las cicadáceas: forman un grupo intermedio entre los helechos y las plantas superiores. Son plantas muy decorativas, con aspecto de palmera que tienen sus semillas encerradas en conos. Existen 85 especies que habitan en las regiones tropicales y semiáridas.

• Las ginkgoáceas: es una familia que incluye una sola especie. El ginkgo es un árbol con hojas en forma de abanico. Habitan en China y se ha aclimatado en Europa.

• Las coníferas: Comprende más de 630 especies. Sean arboles o arbustos, presentan su característica forma de cono. Al contrario que los otros dos tipos de gimnospermas que son consideradas plantas intermedias porque no producen semillas verdaderas, las coníferas sí desarrollan semillas. Habitan en bosques y jardines de todo el mundo

• Las angiospermas: Están formadas por 5 grupos y a su vez se dividen en monocotiledóneas y dicotiledóneas. Las primeras son consideradas las más evolucionadas.

• 1er grupo: esta formado por plantas de una familia “casuarina”, un solo género y unas 50 especies. Tienen un aspecto general parecido al de los pinos y habitan en las zonas litorales de las regiones tropicales.

• 2° grupo: comprende a las dicotiledóneas sin pétalos que se divide en 3 órdenes: olacales (260 especies) que son plantas leñosas con hojas simples; santalales (7 familias, 90 géneros y más de 2000 especies) que son plantas parásitas y proteales (1 familia, 55 géneros, 1200 especies).

• 3er grupo: comprende dicotiledóneas sin pétalos o con pétalos soldados. Compuesto por 14 órdenes, 35 familias, 760 géneros y 14400 especies. Por su variedad se encuentran en todo el mundo

• 4°grupo: un grupo complejo que tiene 7 grupos divididos en 16 órdenes que incluyen la mayoría de las plantas dicotiledóneas. Formado por 110 familias, 4260 géneros y 73.000 especies. Habitan en yodo el mundo, en todos los ecosistemas.

• 5° grupo: comprende 7 grupos divididos en 29 órdenes, 223 familias de plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas; 5900 géneros y más de 127.000 especies que habitan en todo el mundo.

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 sobrevivencia 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 eucarioticas 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 eucariotas 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

• Eucariotas

• 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.

¿Imaginas todos los usos que se le pueden dar a estas nuevas técnicas si son usadas correctamente?

Bibliografía

• Biología Plan Electivo - Humberto Varas, Sergio Nuñez

• Atlas de Biología - varios autores - Ed. Cultural S.A.

• Invitación a la Biología - Curtis, Barnes - Ed. Médica Panamericana

• Enciclopedia Salvat - Salvat editores

• Biología - A. Ville.

Colegio República del Brasil

Departamento de Biología

Concepción

“Evolución de las Plantas”

2000