El documento resume la evolución de las plantas terrestres a partir de algas verdes ancestrales hace unos 450 millones de años. Las primeras plantas terrestres fueron los briófitos como los musgos y hepáticas, seguidos de las primeras plantas vasculares como los licopodios y equisetos. Finalmente evolucionaron las plantas con semillas, como las gimnospermas y más tarde las angiospermas, que se diversificaron rápidamente en relación con la polinización animal.

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La colonización de la tierra firme por los vegetales El origen de las plantas terrestres
(y los animales)
¿Cúando? : (Ordovícico) Silúrico-Devónico Superior. Hace unos 450 Ma. Homologías entre las Charofíceas y las Plantas terrestres:
¿A partir de qué organismos?: algas verdes que dieron origen a las • Cloroplastos (pigmentos y organización)
actuales Coleochaetales y a las plantas terrestres primitivas • Estructura y composición de la pared celular
¿Qué grupos?: briófitos y primeras plantas vasculares. Paralelamente • Mecanismo de mitosis y citokinesis
los hongos también se instalaron en tierra.
• Ultraestructura del aparato flagelar
• Rutas bioquímicas comunes
• Semejanzas en secuencias del DNA
Devonico Estas homologías indican que las primeras plantas terrestres
Silurico se originaron a partir de organismos semejantes a las
Charofíceas actuales
En el árbol filogenético de los eucariotas las plantas terrestres
están en el mismo grupo (Plantae) y en la misma rama que las algas La colonización de la tierra firme por los vegetales
verdes, muy próximas a las charofíceas (y los animales)
Plantas terrestres
Algas verdes
Devonico
Cooksonia, primera planta
Silurico
Espora fósil de hongo con una
hifa unida. Ordovícico, 460 Ma. terrestre. Silúrico superior.
Principales episodios en la evolución de los
vegetales en el medio terrestre
• Invasión de las tierras emergidas
• Evolución de los tejidos conductores
• Aparición de las primeras plantas con
semillas
• Evolución de las plantas con flores
¿A partir de qué organismos evolucionaron las plantas
terrestres?
Los antepasados de las plantas terrestres podrían haber vivido en
ambientes de aguas someras gracias a:
• su capacidad de sobrevivir durante periodos en los que no
estaban completamente sumergidas
• soportar periodos de sequia
• proteger el zigoto en desarrollo frente a la sequía (evolución de
los gamentangios)
Algo así es lo que debieron hacer los antepasados de Coleochaete...
Muy pronto las plantas terrestres adoptaron dos líneas divergentes
de evolución para adaptarse a este medio
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Plantas adaptadas al medio terrestre (embriófitos)
• El medio terrestre es seco: la atmósfera con la que están en Una estrategia es vivir ‘pegado’ a
contacto los organismos es deficitaria en agua y con bajas substratos húmedos (ej. musgos y
concentraciones de CO2 hepáticas). Esto maximiza el área a
través de la que puede absorber, y
Para que un vegetal pueda vivir en ese medio necesita minimiza la desecación por el viento
a) mecanismos que eviten que se deseque al estar en contacto Otra estrategia es recubrir las
con la atmósfera y superficies externas con capas
impermeables al agua (ej. plantas
b) sistemas que le permitan tomar los nutrientes (agua y vasculares recubiertas de cutícula)
minerales) del suelo, y distribuirlos por todo su cuerpo
Sin embargo, la cutícula también es
impermeable para el CO2 y el oxígeno.
La solución es perforar la cutícula con
‘agujeros’ estomas, y si se pueden
abrir y cerrar para regular el
intercambio gaseoso, mejor...(células de
guarda)
sección transversal de una Para obtener los nutrientes y el agua las soluciones son parecidas:
hoja de planta vascular Estar intimamente en contacto con el suelo, y absorber por
capilaridad, o
Las plantas vasculares, no
sólo tienen estomas tener sistemas activos de absorción.... (raíces)
regulables, sino que sus
órganos fotosintéticos
(hojas) presentan una
estructura que
incrementa la superficie
interna de intercambio
gaseoso (aerénquima,
parénquima eponjoso)
estoma
pelos radiculares
¿Cómo se han adaptado al medio terrestre los distintos grupos de
vegetales terrestres?
Rasgos principales de las estructuras vegetativas de las plantas
adaptadas al medio terrestre Estructuras vegetativas Briófitos Plantas vasculares
Sujeción al suelo y toma de agua Rizoides (Rizoides), raíces
y minerales disueltos
1. Sistemas de sujeción al suelo, y de toma de agua y minerales Superficies fotosintéticas Filidios, talos laminares Hojas
amplias
disueltos
2. Superficies fotosintéticas amplias, que les permitan captar la Sistemas de conducción Hidroides y leptoides(GF) Xilema y Floema (EF)
de unas partes a otras de la
luz planta
3. Sistemas de conducción de compuestos de unas partes a otras Impermeabilización de Cutina (débil) Cutina, ceras
de la planta las superficie para evitar
pérdidas de agua
4. Impermeabilización de las superficie para evitar pérdidas de
Aperturas en las superficies para Poros (estomas) Estomas
agua permitir el intercambio
5. Aperturas en las superficies para permitir el intercambio gaseoso
gaseoso Partes especializadas (e.g, Caulidios Tallos
mantenerse erguida)
6. Partes especializadas (e.g. para mantenerse erguidas)
Regulación hídrica, Adaptación al Poiquilohídricos Homeohídricos
medio terrestre Parcial Total
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Rasgos de la estructuras reproductoras
Todas las plantas terrestres presentan ciclo D, h+d con alternancia
de generaciones heteromóficas multicelulares.
Para que una planta pueda considerarse ‘terrestre’, no sólo Pero además tienen algunas características propias ...
tienen que estar adaptados los individuos a este medio...
2n
También tienen que ser capaces de REPRODUCIRSE en ese
entorno, y las estructuras reproductoras son delicadas
n
Los gametangios (anteridios y arquegonios ) tienen una cubierta ¿Cómo se han adaptado al medio terrestre los distintos
de células estériles protectoras. Las algas no...(salvo grupos de vegetales terrestres?
excepciones, ej. Chara)
Estructuras reproductoras Briófitos y Plantas vasculares
Protección de gametos, • Gametangios y esporangios con
esporas y zigoto frente cubiertas de protección
a la desecación • Oogamia
• Retención del zigoto
• Desarrollo de embrión
anteridio de briófito pluricelular nutrido por la
planta madre
La • Alternancia de generaciones
ovocélula heteromórficas pluricelulares
está
• Esporas con pared celular
protegida
cubierta de esporopolenina
arquegonio de briófito
Ciclo de Plantas terrestres Ciclo de Plantas terrestres
anteridios Espermatozoides anteridios Espermatozoides
Espora (n) Gametofito (n) (n) fecundación Espora (n) Gametofito (n) (n) fecundación
arquegonios (ovocélula), n arquegonios (ovocélula), n
zigoto (2n) zigoto (2n)
mitosis mitosis
Meiosis Meiosis
Esporofito (2n) Embrión Esporofito (2n) Embrión
(unido al gametofito) (2n) (unido al gametofito) (2n)
Además, el zigoto queda unido, nutrido y protegido por el El zigoto comienza a dividirse por mitosis dando un embrión
gametofito (dentro del arquegonio). pluricelular aún unido, nutrido y protegido por el gametofito.
[Algo así ya se apunta en Coleochaete...] [El embrión es la primera fase de desarrollo del esporofito]
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La separación de las dos grandes lineas evolutivas de plantas Estas dos líneas de evolución, a pesar de compartir muchos
terrestres (embriófitos) se produjo muy tempranamente. Los caracteres comunes en sus estructuras reproductoras, también
briófitos (no vasculares) y las plantas vasculares desarrollaron tienen diferencias
estrategias diferentes para poder vivir en el medio terrestre.
En los Briófitos, la generación
dominante y más duradera es
el gametofito
Gametofito
Charofíceas Briófitos Pteridófitos Gimnos- Angios-
permas permas
Equisetos, helechos, …
Lycopodios
Antocerotes
Musgos
Hepáticas
Charoficeas complejas
Charoficeas simples
Radiación de
las plantas
con flores
Esporofito
Primeras plantas con semillas
Plantas vasculares primitivas
En las plantas vasculares
(ej. Pteridófitos), la
Origen de las plantas terrestres
generación dominante y más
duradera es el esporofito
Algas verdes ancestrales
Ciclo vital de un briófito
Plantas terrestres, no vasculares Antocerotes
Gametofito:
fase
dominante,
Hepáticas independiente
n
2n
El esporofito
vive
dependiente del
gametofito
Briófitos
Plantas terrestres vasculares, sin semillas Ciclo vital de un pteridófito
Pteridófitos
n
2n
Licopodio
Aunque en las primeras etapas el esporofito depende
del gametofito....
....el esporofito adulto es independiente y tiene mayor
Equiseto Helecho
tamaño y más complejidad que el gametofito
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Cuando aparece la SEMILLA, LAS COSAS CAMBIAN En las plantas vasculares con semillas, el esporofito sigue siendo
dominante e indepedendiente, pero el gametofito se reduce mucho y
pasa a vivir unido y protegido por el esporofito.
Briófitos Pteridófitos Gimnospermas y Angiospermas
(no vasculares) (vasculares, sin semillas) (vasculares, con semillas)
Charofíceas Briófitos Pteridófitos Gimnos- Angios-
permas permas
Charoficeas complejas
Charoficeas simples
Antocerotes
Lycopodios
Hepáticas
Equisetos, helechos,
Musgos Radiación de
las plantas
con flores
…
Primeras plantas con semillas
Plantas vasculares primitivas
Origen de las plantas terrestres
Algas verdes ancestrales
Pero aún se produjeron nuevos avances... En el Mesozoico
En las Plantas vasculares con semillas, el gametofito aparecen las plantas con flores (= angiospermas)
femenino vive unido y protegido por el esporofito dentro de
una estructura denominada óvulo (= primordio seminal).
Charofíceas Briófitos Pteridófitos Gimnos- Angios-
permas permas
Charoficeas complejas
Antocerotes
Lycopodios
Charoficeas simples
Hepáticas
Equisetos, helechos,
Musgos
Radiación de
las plantas
con flores
…
Primeras plantas con semillas
Ovulo Ovulo fecundado Semilla Plantas vasculares primitivas
El embrión que se forma tras la fecundación, también
queda protegido por estructuras del esporofito,
concretamente por la semilla que es el óvulo fecundado y Origen de las plantas terrestres
maduro
Algas verdes ancestrales
En las plantas con flores (Angiospermas), la protección del Una vez formado el embrión, el óvulo se transforma en semilla.
gametofito femenino es aún mayor. El óvulo esta dentro del ovario.
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El embrión dentro de la semilla, continúa protegido dentro del
ovario, que se transforma en fruto. el fruto
Relación entre la flor y
Estigma Semilla
Ovulo
Fruto
La relación entre los vegetales y los animales cambia cuando
aparecen las flores: COEVOLUCIÓN
Ovario
Un ejemplo simple
Forma del pico Longitud de la flor
Las Angiospermas se
diversificaron rápidamente, entre
otras cosas, en relación con la
polinización por los animales
Sistemática de las Plantas terrestres
Plantas no vasculares, dispersan esporas Div. Bryophyta
Div. Bryophyta (briófitos) Cl. Bryopsida
Div. Hepatophyta (hepáticas) Cl. Marchantiopsida
Div. Anthocerophyta (antoceros) Cl. Anthoceropsida
Plantas vasculares sin semillas, dispersan esporas
Div. Lycopodiophyta (licopodios, selaginellas e isoetes)
Div. Equisetophyta (equisetos)
Div. Pteridophyta (helechos)
Plantas vasculares con semillas
Div. Cycadophyta (cícadas)
Div. Coniferophyta (coniferas)
Div. Ginkgophyta (ginkgos)
Div. Gnetophyta (Gnetum, efedras, etc)
Div. Magnoliophyta (plantas con flores = angiospermas)
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