Biología vegetal

Tema 1: diversidad biológica

• Necesidad de nombrarlos

• Necesidad de agruparlos

• Necesidad de relacionarlos

• Caracteres taxonómicos

• Sistema de clasificación: clasificación de los cinco reinos

• Reconocimiento de especies

Necesidad de nombrarlos

En el mundo se estima que exista unos 5.000.000 de especies, frente a 1.700.000 que tenemos clasificadas, por lo que surge la primera necesidad de nombrarlas.

Existen dos tipos de nombre:

• Nombres vulgares: es el nombre por el que vulgarmente se reconoce a una especie, pero de aquí surge un problema: una misma especie de planta puede ser conocida por varios nombres dependiendo de la zona. Por otro lado un mismo nombre puede corresponder a una especie o a otra dependiendo también de la zona.

• Nombre científico: en un principio se las nombró con un nombre polinómico o específico (una especie era llamada con un montón de nombres que definían todas sus características) pero este resultaba muy largo. Hasta que llegó Linneo ( s. XVIII) e hizo una síntesis del nombre polinómico. De éste cogió el primer nombre y le añadió otra palabra que más o menos sintetizase todos los otros nombres (sistema binomial o nombre trivial)

Se creó una institución de botánica (Código Internacional de Nomenclatura Botánica) a la cual puedes mandar la descripción de una especie de planta y ellos te dicen el nombre de la especie o si no ha sido descrita anteriormente. Cuando se descubre una especie se tienen que dar los dos nombres, se mantienen los dos.

Gratelopia doryphora ! alga

• !

Género epíteto específico (no tiene sentido por separado)

Phoenix canariensis ! palmera

• !

Género Epíteto específico

Especie: grupo de individuos que tienen las mismas características y que están aislados sexualmente de otros individuos de otras especies

Grateropia doryphora (Motage)Howe

En este tipo de nomenclatura, la primera palabra alude al género al que pertenece y se escribe en cursiva y con la primera letra en mayúscula; la segunda palabra hace referencia a la especie y se escribe también en cursiva, pero todo en minúscula. Las otras dos palabras es lo que se llama las autoridades: el que aparece entre paréntesis es el nombre de la persona que la describió por primera vez; la que aparase al final es la segunda persona que lo describió y ambas se escriben en letra normal y en minúscula.

Cuando se alude a una especie en un texto, la primera vez que se la nombra se escribe el nombre entero, después se pueden omitir las autoridades o G. Doryphora o Gratelopia ssp = especie; o bien Gratelopia sp = cuando no se sabe la especie pero se sabe que pertenece a ese género.

Necesidad de agruparlo

Existen dos tipos de agrupamiento:

• agrupamiento de organismos taxonómicos (científicamente aceptados): la taxonomía dice en qué categorías hay que agrupar, que son las categorías taxonómicas, y son: reino, división, clase orden, familia, género, especie, variedad y forma (Código Internacional de Nomenclatura Botánica)

Taxonomía: normas de agrupamiento

• Agrupamiento de organismos no taxonómicos (no tiene una norma):

Unicelulares - multicelulares

Protofitos - talofitos - cormófitos

Microalgas - macroalgas

Según el hábitat: planctónitos: planctofitas (vida libre)

Bentónicas (asociadas al terreno): Haptofitas (solo utilizan el

sustrato para anclarse)

Rizofitas (obtienen nutrientes

del sustrato)

Categorías taxonómicas

Reino

División (-phyta)

Clase ( - phyceae)

Orden ( - ales)

Familia ( - aceae)

ESPECIE

Subespecie

Variedad

Forma

Especie, caracteres taxonómicos

• morfológico : atendiendo a la forma o anatomía (flor, tallo, hojas, etc)

• genéticos: la morfología se presta a confusión. El ADN es siempre distinto, cada especie tiene su secuencias de bases determinada. A través de enzimas corto el ADN y se mira el resultado por electroforesis

• bioquímicos

Necesidad de relacionarlos

• Linneo: clasificación sexual (flores femeninas o masculinas)

• Escuela evolucionista: teniendo en cuenta la teoría de la evolución y la distancia que les separa en el tiempo.

• Escuela cladista: mantienen la idea evolucionista pero les da igual la distancia que les separa.

• Fenetistas: dan número a cada característica y así las especies quedan definidas por una serie de números y luego se comparan esos números. Es lo que se llama taxonomía numérica.

Hay un sistema de clasificación de todos los seres vivos que los divide en 5reinos. Este sistema fue propuesto por Whittaker, los reinos son:

HONGOS

MONERAS! PROTISTA ! ANIMALES

! ! PLANTAS

procariotas eucariotas unicelulares

• Dos conceptos: procariotas y eucariotas

Unicelulares y multicelulares

• Características morfológicas

• Formas

• Estructura celular

• Características funcionales (diversidad metabólica)

• Multiplicación, crecimiento y cultivo: aplicación

Los procariotas no tienen núcleo diferenciado y no tienen orgánulos membranosos

Unicelular: una sola célula

Multicelular: muchas células y organizadas en tejidos, órganos,... con distintas funciones.

Los procariotas son todos unicelulares. Solo se ven a microscopía electrónica.

Hay tres formas de bacterias:

• Los cocos:

• Diplococos

• Estreptococos

• Tétradas

• Estafilococos (forma de racimo)

• Sarcinas (forma de cubo)

• Bacilos

• Espirilos

La bacteria está compuesta por: pared bacteriana, membrana bacteriana, invaginaciones (mesosomas) ribosomas, ADN (y plásmidos), inclusiones, citoplasma,..

Hay bacterias gram + y gram -. Gram, en su experimento, tiñe las bacterias con un tinte (el cristal violeta con yodo). Luego les daba un tratamiento con alcohol y descubrió que había bacterias que mantenían el color violeta y otras que lo perdían. Luego las tiñó con safranina y se obtenía que las que habían perdido el color violeta ahora se habían teñido de rojo, y las otras permanecían violetas. Las que se habían quedado violetas, las llamó bacterias gram + y las que se teñían de rojo son gram -.

El hecho de que sean gram + o gram - depende de la estructura de su pared bacteriana. La de las gram + es una pared uniforme formada por mureína y peptidoglucano. La pared de las gram - tiene también una parte de mureína pero no es uniforme y también tiene lípido, proteínas,...

El alcohol seca la pared de las gram + e impide que el tinte escape de la bacteria. En las gram -, el alcohol disuelve la pared y el tinte escapa.

El plásmido: las bacterias que pierden el plásmido pierden la resistencia y si lo adquieren (por las fimbrias) adquieren resistencia.

Diversidad metabólica bacteriana

Los seres vivos y las bacterias se pueden dividir según la fuente de carbono y la fuente de energía.

Bacterias: cianobacterias verdes

Fotolitotróficas: bacterias fotosintéticas purpúreas

Las cianobacterias son las algas verdes-azuladas. Son organismos fotosintéticos. Son de morfología variable, de estructura semejante a las gram(-). Sin núcleo diferenciado ni orgánulos membranosos. Lo que si tienen es que realizan la fotosíntesis como una planta

Tienen dos fotosistemas (FSI y FSII), clorofila A pero no están ubicadas en cloroplastos (orgánulos membranosos) sino directamente en tilacoides. Tienen ficobilisomas, que es una estructura que tienen los tilacoides y se utiliza como antena para captar energía.

Las cianobacterias son bacterias aunque tengan fisiología de plantas, porque genéticamente son bacterias. Son encargadas de la fijación del nitrógeno. Son de ambiente dulceacuícola y marinas.

Los organismos que realizan la fotosíntesis liberan oxígeno; se llaman oxigénicas. En contra de esta, está la fotosíntesis anoxigénica. La realizan las bacterias fotosintéticas. La ecuación de la fotosíntesis anoxigénica es:

Las bacterias fotosintéticas solo pueden vivir en zonas en que no haya oxígeno y que llegue la luz solar, como en el agua estancada. Tienen agrupamiento pigmentarios en invaginaciones en la membrana (y no cloroplastos) para realizar la fotosíntesis

Quimiolitotróficas: son bacterias. A partir de compuesto de nitrógeno (NH3) o de azufre (SH2) o incluso del hidrógeno, utilizan la energía química de la oxidación de estos compuestos para utilizar la energía desprendida y el poder reductor para fijar el carbono.

Fotoorganotróficos: con solo bacterias y un grupo muy pequeño. En algunas, la luz activa a la rodoxina (pigmento)que transporta protones de un lado al otro de la membrana, que vuelven a la célula gracias a la ATPasa, que crea ATP.

El poder reductor para poder fijar el carbono lo obtienen directamente de moléculas orgánicas.

Viven en presencia de luz pero necesitan moléculas orgánicas.

Quimioorganótrofos: necesitan un aporte externo de materia orgánica. Este grupo lo comprenden las bacterias, hongos y animales. Esta actividad es utilizada por los saprofitos, que se nutren de la materia muerta. Si lo hacen de materia viva suelen ser de manera parasitaria

Las Fotolitotróficas transforman el CO2 en materia orgánica pero luego esa materia orgánica la consumen de forma quimioorganotrófica

Se cree que los cloroplastos ancestrales fueron bacterias fotolitótrofas oxigénicas, es decir, cianobacterias

Interrelación de las distintas actividades metabólicas

Ciclo de la materia

Este ciclo se mantiene y completa por la actividad de otros seres vivos que siguen realizando sus actividades

Una de estas características fundamentales para entender, distinguir y relacionar seres vivos es la manera en que se reproducen.

Las bacterias son haploides y se multiplican por división celular.

Aparecen los distintos sexos, que no son masculino y femenino, sino solo son dos tipos de sexo.

Fase haploide dominante (multicelular): ciclo donde la fase dominante es el gametofito

Ciclo de alternancia de generaciones esporofito- gametofito en la que ambas son fases dominantes

Desaparece la fase de gametofito, solo existe la de esporofito. Ciclo del esporofito dominante: el esporofito produce los gametos, que se unen y forman el cigoto

La evolución de estos distintos ciclos se puede entender como del medio acuático al terrestre o de procariotas a plantas basculadas.

Hongos (reino fungi)

• Características generales

• Clasificación

• Diferencias y características específicas de cada clase de hongos

Constituyen el reino fungi. Cuando una palabra lleva el prefijo micota- o mycota- tiene que ver con los hongos (Mikete). Los hongos son eucariotas, tienen un núcleo bien definido; son Quimioorganotróficos (son parásitos o saprofitos) También los encontramos de forma simbiótica. Tienen en su estructura celular una pared rígida y externa, formada por quitina. La pared celular es distinta a la de las bacterias y a la de el resto de células eucarióticas. Forman parte de la botánica pero no es una planta, sino hongos.

Hay hongos unicelulares como la levadura y hongos multicelulares (la mayoría). La forma de un hongo multicelular se construye a partir de filamentos, cada uno de estos filamentos se llaman hifas, y al conjunto d hifas se le llama micelio, que es el cuerpo del hongo. Las hifas pueden ser polinucleadas septadas o polinucleadas no septadas.

Al no septado se le llama filamento cenocítico. Las septadas suelen tener un agujerito en el septo para que estén comunicadas

Las hifas se pueden fusionar pasando los núcleos de una a otra, es una sexualidad primitiva o parasexualidad.

Si se fusionan dos núcleos, se forma una estructura diploide; para dar lugar a esporas, provoca una estructura hacia el exterior de la tierra, que dan lugar a esporas, y estas dan lugar a nuevas hifas.

Clasificación:

Eumycetes (hongos verdaderos)

• división zygomycota

Clase zygomycetes

• división ascomycota

clase ascomycetes

• división basidiomycota

Clase hymenomycetes

Clase gasteromycetes

Clase teliomycetes

Myxomycetes

Clase zygomycetes: como el moho negro del pan. Durante el ciclo reproductivo forman la zigospora. Tienen hifas no septadas o filamentos cenocítico. Se reproducen por esporas haploides que encierran en los esporángios. Se propagan también de manera sexual, y para ello forman la zigospora. Se forman micelio de dos tipos de sexo (+ y -) que se diferencian genéticamente. La zigospora es la fusión de dos hifas de distinto sexo, formando el gametángio (2n), donde se desarrolla el gameto. Cuando la cigospora ya está formada, por meiosis se obtienen en su interior un montón de esporas, y éstas se desarrollan a hifas.

Clase ascomycetes: forman el asca en una estructura llamada ascocarpo. En este hay una fina película que son las ascas

Protistas

• Caracteres generales

• Clasificación

• Características de los grupos

• Myxomycota

• Algas (medio marino)

Las algas son seres eucariotas, y es un grupo muy heterogéneo. Pueden ser unicelulares o multicelulares. Tenemos la organización plasmodial: el núcleo no tiene membranas bien definidas, sino que se encuentran en una estructura gelatinosa llamada plasmodio. No tiene membranas en ningún orgánulo. Existen organismos Quimioorganotróficos y Fotolitotróficos. Encontramos seres Fotolitotróficos que pueden perder los cloroplastos y se convierten en Quimioorganotróficos y viceversa. También hay organismos Fotolitotróficos que se alimentan de materia orgánica por invaginaciones de la membrana.

Las myxomycotas tienen el sufijo -mycota por su condición quimioorganotrófica. Esto llevó a pensar que podrían ser hongos, de hecho a veces se les llama hongos inferiores.

Las myxomycotas son mohos mucilaginosos plasmodiales.

Cuando la espora germina puede dar:

• mixamebas

• células nadadoras

En algunas algas multicelulares se sustituye el nombre de tallo por el de talo. Las algas se dividen en seis grupos (tabla). Son Fotolitotróficas y viven en un medio acuático (marino y terrestre). Se diferencian y dividen por el color, el pigmento que acumulen. Todas tienen clorofila A, pero junto a esta aparecen otros pigmentos que darán lugar al color del alga

Las clorofitas tienen también clorofila B, como todas las plantas terrestres, por eso se piensa que una clorofita fue el ancestro de las plantas terrestres.

La estructura multicelular de las algas se llama talo. De las algas depende que el ecosistema marino exista. Son los productores primarios marinos junto a las plantas marinas.

En el talo, cuando es una estructura muy desarrollada, nos encontramos con una capa cortical fotosintética y una capa medular, donde la capa cortical, que es fotosintética, alimenta a la capa medular

Las algas que encontramos en Las Canteras, Cymopolia Barbata, absorbe carbonato cálcico y lo deposita en forma de carbonato dando lugar a una especie de concha dura.

Las algas no tienen raíces, y en principio les da igual una roca que otra, porque éstas solo les sirve de zona de anclaje. Los nutrientes los forman por toda la estructura del alga. No tienen tejidos diferenciados porque no tienen reparto de funciones. No tienen tejidos vasculares.

Las algas, como todos los seres vivos, se reproducen. Hay mucha diversidad de ciclos reproductivos en algas, nosotros vamos a estudiar el de la Grateloupia Doryphora:

En algunas de las algas rojas como la Grateloupia Doryphora se da un tipo de ciclo en el que hay tres fases: el esporofito, el gametofito y el carposporofito, por eso se llaman ciclos trifásicos ( es un ciclo trigenético isomórfico)

El carposporofito se desarrolla sobre el gametofito femenino.

Ciclo heteromórfico: el gametofito y el esporofito son muy distintos.

Ciclo isomórfico: el gametofito y el esporofito son iguales.

Algas y su funcionamiento en el ecosistema marino

• Cinturón halófilo litoral: cinturón de vegetación muy específico que rodea la isla. Son plantas terrestres que se sitúan en contacto con el sistema marino

• Supralitoral: vegetación litoral marino. Se divide en pisos o estratos. Está formado por cianobacterias y algas verdes muy resistentes a la desecación. A esta altura np llega el mar, solo el spray marino. Solo llega en las mareas equinocciales

• Mesolitoral: donde encontramos los charcos, donde encontramos una gran diversidad

• Infralitoral: donde bate la marea, aquí hay unas algas específicas muy resistentes al efecto de las olas.

• Circalitoral: hasta los 17 metros de profundidad. Encontramos algas y plantas marinas