1. Origen de las plantas

Nos hemos acostumbrado tanto a ver a las plantas a nuestro alrededor, que las consideramos como elementos naturales de nuestro paisaje. En raras ocasiones les damos el mérito de proveedores de alimento y de oxígeno en nuestro medio, mucho menos nos ocupamos de investigar cómo se originaron, las adaptaciones que desarrollaron durante su evolución para alimentarse, crecer y reproducirse primero en el medio acuático y más tarde en el terrestre. En este bloque se analizarán los aspectos básicos acerca de la evolución de las plantas (reino vegetal) y los hongos (reino fungi) y su repercusión en la vida de los demás organismos del planeta.

Evolución y desarrollo de sistema vascular, semilla y flor Con el traslado de los antecesores inmediatos de las plantas del medio acuático (fig. 3.1) al terrestre —que se calcula aconteció hace aproximadamente 500 millones de años—, éstas encontraron muchas ventajas (fig. 3.2). En la tierra obtuvieron mayor cantidad de energía luminosa del Sol y de bióxido de carbono, necesarios para la función fotosintética. Sin embargo, en el proceso de la colonización en tierra firme las plantas se enfrentaron con nuevas dificultades, las cuales se resolvieron con la acción de la selección natural sobre la variación genética de las primeras poblaciones de plantas terrestres, que permitió el desarrollo de las adaptaciones que les posibilitaron mayor complejidad estructural y fisiológica como las siguientes:

Sistema vascular

Las plantas vasculares (que se conocen como traqueofitas) son aquellas que disponen de sistemas adaptados para conducir el agua y los nutrientes, a diferencia de las briofitas como los musgos y las hepáticas que además de su menor complejidad y tamaño, viven en lugares fríos, húmedos y pantanosos, por lo general. Al tener a su alcance el agua y los elementos para su nutrición en el entorno, no desarrollan verdaderas raíces ni tejidos conductores. En cambio, las plantas vasculares llegan a desarrollar mayor altura y se adaptaron a vivir en diferentes medios de la tierra firme. El sistema vascular consta de xilema y floema (fig. 3.3). El xilema se compone de traqueidas y vasos que son células que en la madurez mueren y forman tubos huecos con paredes engrosadas e impregnadas de lignina, sustancia que endurece y da rigidez al tejido. El xilema conduce de manera ascendente el agua y las sales minerales disueltas en ella, de la raíz a diferentes partes de la planta, en especial a las hojas y tallos jóvenes verdes, donde tienen una importante participación en la fotosíntesis. El floema lo forman células del tubo criboso y placas cribosas que permanecen vivas en la madurez. El tubo criboso es la columna vertical, en cambio las placas cribosas son paredes terminales con poros que conducen el citoplasma de un miembro del tubo criboso al siguiente. El floema transporta compuestos orgánicos, especialmente carbohidratos que se producen por fotosíntesis, a distintas partes de la planta. El transporte es tanto ascendente como descendente y consume energía.

La semilla en plantas vasculares La semilla representa para las plantas un importante avance en su proceso de adaptación al medio terrestre, pues no requiere agua para su fecundación, ya que en ella se encuentra la diminuta planta que se llama embrión, producto de la ovocélula fecunda-

Figura 3.1 Flor de Loto (planta acuática), sus hojas cuentan con un sistema de autolimpieza: la tensión de sus hojas hace que las gotas de agua permanezcan en ella, eliminando así el polvo que dañaría sus grandes hojas.

Figura 3.2 Las plantas terrestres son descendientes de las plantas acuáticas; se caracterizan por poseer una serie de adaptaciones para la vida fuera del agua.

Figura 3.3 Xilema y floema. Conductos del xilema por los cuales circula el agua y los iones minerales desde la raíz hasta las hojas.

Figura 3.4 La polinización es el transporte de polen desde unas flores a otras; uno de estos medios de transporte se efectúa por medio del aire.

Figura 3.5 Los helechos son originarios de zonas húmedas, están considerados como las primeras plantas vasculares.

Figura 3.6 En el pasado, grandes extensiones de bosques quedaron sepultadas originando estratos de carbón. da por un gameto masculino que se produce en el grano de polen, el cual se transporta por el viento o por insectos, para llegar al órgano reproductor femenino, que se llama carpelo o pistilo (fig. 3.4). En lugar de que los espermatozoides se movilicen en el agua hasta alcanzar el óvulo y fecundarlo como sucede en las plantas acuáticas. Las distintas partes de la nueva planta se desarrollan a partir del embrión. También la semilla contiene el tejido que nutre al embrión y una cubierta externa que protege a la semilla y evita su deshidratación. Estas características de la semilla hacen que durante su desarrollo, hasta alcanzar su maduración, adquiera resistencia a la desecación y tenga la capacidad de entrar en estado de latencia, por el cual mantiene una actividad metabólica mínima hasta encontrar las condiciones de humedad, temperatura y demás elementos apropiados para iniciar su germinación.

Plantas vasculares sin semillas y con semillas Las primeras plantas vasculares cuyos representantes vivos son: las Psilofitas o helechos en cepillo, las cuales también se conocen como helechos arcaicos, así como los licopodios, los equisetos o colas de caballo y los helechos, no tienen semillas (fig. 3.5). Principalmente se reproducen y se dispersan por esporas, como lo hacen también las briofitas que no son vasculares. Se sabe que este tipo de plantas vasculares aparecieron y se diversificaron durante los periodos Silúrico y Devónico de la era Paleozoica (hace 420 a 360 millones de años) y durante el Carbonífero de la misma era (hace 360 a 286 millones de años) como lo indican sus fósiles, los licopodios, equisetos y helechos alcanzaron grandes proporciones, semejantes a los árboles y formaron extensos bosques, cuyos restos contribuyeron a formar los depósitos de carbón, que es un combustible de mineral fósil sólido, que se emplea para producir electricidad y en la industria siderúrgica (fig. 3.6). Plantas con semillas. Se sabe que las plantas con semillas más antiguas son gimnospermas (del griego gymnos: desnuda y sperma: semilla). Se dice que tienen semillas desnudas porque éstas no se encuentran dentro de un fruto. Es posible que este tipo de plantas exista desde finales del periodo Carbonífero, hace unos 286 millones de años o en el periodo Pérmico de la era Paleozoica (hace 286 a 245 millones de años) cuando todavía dominaban los bosques de plantas vasculares sin semillas. La diversificación y el predominio de las gimnospermas se calcula que fue durante el periodo Triásico (de 245 a 208 millones de años) de la era Mesozoica. Las actuales gimnospermas (fig. 3.7) se agrupan en cuatro divisiones: Cycadophyta, Ginkgophyta, Coniferophyta y Gnetophyta. Las coníferas son las que más se conocen y representan un importante recurso forestal.

Figura 3.7 Las cícadas son las gimnospermas más antiguas. Se localizan en zonas tropicales y subtropicales de Australia, Sudáfrica, Las Antillas y México.

Plantas

Sin semillas Traqueofitas (con tejido vascular)

Con semillas

Briofitas (sin tejido vascular)

Ej. Licopodios, equisetos y helechos Gimnospermas Asgiospermas

Ej. Glinkgos y coníferas Monocotiledóneas

Ej. maíz, lirio, orquídea Dicotiledóneas

Ej. frijol, chícharo, rosales

La flor Las plantas que producen flores se llaman angiospermas (del griego angeion: recipiente y sperma: semilla); significa que las semillas están contenidas en un recipiente que es el fruto (fig. 3.8). También se conocen con el nombre de antofitas (por pertenecer a la división Anthophyta del griego anthos, flor y phyta planta). Posiblemente evolucionaron de algún grupo de gimnospermas que después se extinguió. Por testimonios del registro fósil se sabe que las angiospermas aparecieron y se diversificaron durante el periodo Cretácico de la era Mesozoica hace unos 120 millones de años. Sin embargo, respecto al tiempo en que se originaron hay discrepancia de opiniones. Mientras que unos investigadores sostienen que aparecieron a principios del mismo periodo Cretácico, otros señalan que hay testimonios que sugieren la posibilidad de una mayor antigüedad de tal acontecimiento y lo calculan en el periodo Triásico (de 245 a 208 millones de años). Actualmente, las plantas con flores integran la división más diversificada y abundante del reino vegetal del planeta; se calcula que hay aproximadamente 235 000 especies, en las que se incluyen árboles, arbustos, enredaderas y hierbas, que se adaptaron a vivir en los distintos hábitats, especialmente en las regiones tropicales y templadas. También las características adaptativas de la flor, al igual que la semilla, se relacionan con la reproducción y dispersión de las plantas. Permite que la fecundación de éstas pueda realizarse en el medio terrestre. Los variados y brillantes colores y las sustancias aromáticas que desprende la flor, atraen a varias especies de animales que transportan el polen de una flor a otra, lo que propicia así la fertilización (fig. 3.9). Con el fruto nace un nuevo medio de dispersión de la planta, al consumirse por los animales, éstos liberan las semillas en otras áreas donde germinan y desarrollan nuevas plantas. Las angiospermas se subdividen en monocotiledóneas y dicotiledóneas. Los cereales como el trigo, el maíz y el arroz son monocotiledóneas, mientras que gran parte de las frutas y las verduras son dicotiledóneas.

Figura 3.8 Figura 3 8 La función de las flores es reproducir semillas para su propagación.

Figura 3.9 La polinización por acción de animales.