Qué es una planta
- Concepción tradicional de "plantae".
Aún pueden observarse esos grupos circunscriptos dentro del reino Plantae en los antiguos sistemas de clasificación, como el de Engler (1892). Si bien hoy la circunscripción de Plantae es más acotada, aún se estudian todos esos grupos dentro del campo de la botánica. Se puede decir que la botánica estudia todo lo que tradicionalmente ha sido considerado vegetal. Todavía hoy es frecuente en la literatura de divulgación, e incluso en libros de texto, el uso de planta como sinónimo de vegetal, lo que dificulta al lector la comprensión de la diversidad tal como la ciencia la concibe actualmente.
- Concepción actual sobre Plantae
De los tradicionales reinos Animalia y Plantae se fueron escindiendo los reinos Monera, que agrupa a todos los procariotas incluyendo a las cianobacterias; Fungi, que agrupa a todos los comúnmente conocidos como "hongos", y Protista, que agrupa a todos los eucariotas unicelulares (también muchos autores coincidían que había que agrupar a todos los reinos salvo Monera, en el Suprarreino Eukarya, ya que las diferencias entre los procariotas y los eucariotas son mucho más grandes que entre los diferentes reinos de eucariotas).
Por lo tanto, los primeros grupos en ser "desterrados" del Reino Plantae fueron las cianobacterias y los hongos, que fueron derivados a otros Reinos, y también algunos organismos que eran fotosintéticos pero unicelulares fueron ubicados en el reino Protista. Debido a las dificultades para estudiar a las Protistas, y a la falta de análisis genéticos que dieran idea de sus posibles parentescos, Protista fue creado más para ubicar en algún lugar a los organismos que no se sabía qué parentesco tenían con el resto (cajón de sastre), que porque se creyera que tuvieran un antecesor común.
- Plantas terrestres y algas
Principales características
Las plantas comparten con el reino Animalia, Fungi y Protista la característica de ser seres eucariotas —dominio Eukaryota, con un núcleo definido.La definición de plantas es más compleja de lo que parece, puesto que existen algunos grupos que no comparten las características más obvias de lo que comúnmente llamamos plantas. Por ejemplo, existe 3900 especies de plantas parásitas conocidas, que no realizan fotosíntesis, pues obtienen su alimento de fuentes externas. Además, muchas de estas no adhieren sus raíces como usualmente lo hace un estereotipo de planta verde. A diferencia del reino Animalia (reino animal), las plantas son organismos autótrofos, ya que poseen cloroplastos, que permiten la fotosíntesis. Sin embargo, algunas bacterias y protistas, también tienen la capacidad de realizar fotosíntesis. De estos protistas podemos seleccionar algunas algas que viven en el agua, poseen ciclos reproductivos sencillos y rápidos, pero son puramente acuáticos y ecológicamente activos. Contrastamos el vivir en la tierra como una característica de las plantas.
El hecho de que las plantas posean una pared celular de celulosa no las hace tampoco únicas de poseer el nombre de plantas. Las bacterias y los hongos (no son plantas, puesto que pertenecen al reino Fungi) también poseen paredes celulares gruesas y resistentes, pero sí varían en su composición, desde celulosa hasta quitina y otros polisacaridos.
Las plantas se denominan sésiles, no se desplazan, exceptuando por las algas verdes unicelulares y casos extremos. Es decir, no podemos afirmar que una planta es de verdad planta «porque no posee capacidad de locomoción».
Podemos definir, entonces, a las plantas como organismos con clorofila y fotosintéticos (si no son fotosintéticos, derivan de linajes anteriores de plantas fotosintéticas), complejos en su estructura (tejidos compuestos por muchas células), con paredes celulares de celulosa, y adaptados básicamente a la tierra (una planta acuática puede provenir de linajes de plantas que vivieron en la tierra, pero si se denomina embriofita (plantas terrestres; plantas con embrión), no es que literalmente vivan en la tierra, pueden ser acuaticas).2
Origen y evolución
Surgimiento
Las plantas se originaron entre los primeros seres vivos de La Tierra. Descienden de los eucariotas autótrofos aparecidos en el proterozoico. Sus primeros representantes no fueron vasculares. Por el contrario tenían estructuras apenas diferenciadas. Dependían del agua completamente para su vida. La evolución de las algas las lleva a desarrollar las primeras hojas. Inmediatamente en el Silúrico comienzan a desarrollarse las primeras plantas terrestres independientes de las evolucionadas algas de nuestros días.Plantas terrestres
Aunque de 5 cm, según se estima, comenzaron a tener su evolución y a tener partes especializadas en la fotosíntesis:las hojas. Mientras algunas quedaron siendo algas de las rocas, otras vivieron en tierra firme en lugares de humedad. Para su supervivencia fue necesario que redujeran su tamaño, se les llamó briófitos o musgos. Otro grupo se desarrolló, por el contrario, con gran tamaño y definieron una reproducción, hábitat de sombra y participación en el ecosistema. El papel de los helechos es quizás el más importante, siendo las desafiantes de las reglas y adaptaciones del mundo vegetal. Durante el carbonífero aparecieron derivadas de otro grupo de grandes plantas las gimnospermas. Desde entonces la evolución de las plantas se ve marcada fundamentalmente en la reproducción.
De la espora a la flor
Plantas verdes o Viridiplantae
- Las plantas terrestres o Embriofitas
- Algas y colores
Con las mejoras en el microscopio óptico, y más tarde el advenimiento del microscopio electrónico de barrido, se abrió un mundo nuevo ante los ojos de los botánicos, que jamás había sido visto antes. Cuando estas herramientas fueron utilizadas para conocer las características de las células de las plantas, nuevas relaciones de parentesco fueron descubiertas. A las características a nivel celular se las llama "ultraestructura", y en general involucran a las características del cloroplasto, de la división celular, y de las gametas móviles o "espermatozoides".
Un análisis detallado de la ultraestructura de las células durante la división celular y de los espermatozoides de las plantas, fue revelando ya en los 1960s que el grupo de algas conocido como "algas verdes" estaba más emparentado con las "plantas terrestres" que con el resto de las "algas". Entonces fue naciendo la idea entre los botánicos que las "algas verdes" y las "plantas terrestres" compartían un antecesor común. A ese grupo hoy se lo llama "Viridiplantae", o grupo de las denominadas "plantas verdes".
Sistemas de tejidos de las plantas
- Tejido epidérmico: La cubierta externa de una planta consta de tejido epidérmico, que consiste en una sola capa de células epidérmicas. La superficie externa de estas suele estar cubiertas por una capa cerosa gruesa que protege a la planta de la perdida de agua y las lesiones. La gruesa capa cerosa de las células epidérmicas se conoce como cutícula. Algunas células epidérmicas tienen pequeñas proyecciones llamadas tricomas, que ayudan a proteger la hoja y también le dan una apariencia vellos. En las raíces, el tejido epidérmico incluye células con pelos radicales que proporcionan una gran cantidad de área superficial y contribuyen a la absorción del agua. Dependiendo de la especie en particular, las hojas poseen en la cara adaxial o superior y/o abaxial o inferior pequeños poros denominados estomas, rodeados de células oclusivas, que regulan la perdida de agua y el intercambio de gases.4
- Tejido vascular: El tejido vascular forma un sistema de transporte que desplaza el agua y los nutrientes por toda la planta. Los principales subsistemas del tejido vascular son el xilema, un tejido que conduce agua, y el floema, un tejido que conduce alimento. El tejido vascular contiene varios tipos de células especializadas. El xilema consta de traqueídas y tráqueas. El floema consta de tubos cribosos y células acompañantes.5
- Tejido fundamental: Las células que se encuentran entre los tejidos epidérmico y vascular forman los tejidos superficiales. En la mayoría de las plantas, el tejido fundamental consiste principalmente de parénquimas. Las células parénquimas tienen paredes celulares delgadas y vacuolas centrales grandes rodeadas por una capa delgada de citoplasma. En las hojas, estas células están llenas de cloroplastos y son el sitio en el que ocurre la mayor parte de la fotosíntesis de la planta. El tejido fundamental también puede contener dos tipos de células con paredes celulares flexibles y fuertes que ayudan a sostener las plantas más grandes. Las células colénquimas forman las conocidas “cuerdas” del tallo de un apio. Las células esclerénquimas tienen paredes celulares extremadamente delgadas y rígidas que hacen que el tejido fundamental sea resistente.6
Sistemática de plantas
Hoy la Sistemática de plantas vive tiempos excitantes. Con el advenimiento de los análisis moleculares de ADN, y la posibilidad de hacerlos a gran escala y a bajo costo, el papel de la morfología en las relaciones de parentesco se ha invertido.Ahora las relaciones de parentesco entre las plantas y de las plantas con los demás seres vivos ya no se deducen de su morfología, sino de su ADN (y luego de su morfología), y la morfología es explicada después de conocer las relaciones de parentesco.
Así, por ejemplo en el año 2001 fue publicado el análisis genético que derivó en el cuadro que se expone a continuación, en él se observa una característica que se mantuvo como incógnita durante mucho tiempo: la adquisición de los cloroplastos por las plantas ocurrió una sola vez en toda la historia de los seres vivos, las modificaciones posteriores de ese cloroplasto ancestral derivaron en el cloroplasto de las glaucofitas, el de las algas rojas (rhodophytas), y el de las "plantas verdes". Por eso se dice que todos esos grupos de "plantas" adquirieron sus cloroplastos "en forma primaria", pues los heredaron de su antecesor común.
Evolución de los sistemas de clasificación y de los reinos
| Linneo (1735) Dos reinos |
Haeckel (1894) Tres reinos |
Copeland (1938) Cuatro reinos |
Whittaker (1969) Cinco reinos |
Woese (1977) Seis reinos |
Woese (1990) Tres dominios |
Cavalier-Smith (1998) Dos imperios y seis reinos |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Animalia | Animalia | Animalia | Animalia | Animalia | Eukarya | Eukaryota | Animalia |
| Vegetabilia | Plantae | Plantae | Plantae | Plantae | Plantae | ||
| Protoctista | Fungi | Fungi | Fungi | ||||
| Protoctista | Protista | Chromista | |||||
| no tratados | Protista | Protozoa | |||||
| Monera | Monera | Archaebacteria | Archaea | Prokaryota | Bacteria | ||
| Eubacteria | Bacteria | ||||||
Visión polimórfica de Plantae
A pesar de las técnicas genéticas, y de tantos otros criterios más, todavía no se resuelve definitivamente la colocación de los taxones en la categoría de reino. Esto es porque ningún sistema de reinos es satisfactorio. Y esta insatisfacción se llena con diferentes visiones de cómo agrupar organismos, y las plantas no están exentas de estas dificultades taxonómicas.¿Entonces qué es una planta? Si aceptamos como plantas a todos los organismos que de alguna forma u otra adquirieron cloroplastos, entonces tenemos que aceptar una definición polifilética (con muchos ancestros diferentes) de Plantae.
Algunos investigadores abandonaron el uso del reino Plantae y sólo utilizan los grupos que tienen lo suficientemente demostrado que proceden de un antecesor común, por lo que aceptan el término Eukarya, y de él "saltan" a los grupos con antecesor común, como Viridiplantae, y simplemente dejan de lado la discusión de a qué llamar "planta".
Algunos sostienen que las "plantas" tienen hojas, entonces sólo son plantas las "plantas vasculares" y no los musgos, otros sostienen que las "plantas" son los embriofitos (o plantas terrestres), otros que son todo el grupo de las plantas verdes con su antecesor común (entonces serían plantas también las "algas verdes").
Lo cierto es que la palabra "planta" y el reino Plantae se seguirán usando, y debido a sus muy diversas circunscripciones (desde las plantas definidas como "el objeto de estudio de la Botánica" hasta las plantas como sinónimo de las plantas vasculares, pasando por todos los matices intermedios), debe cuidarse bien de definir qué límites se están estableciendo para el Reino cuando se lo utilice.
Caracteres diferenciales de las plantas
Aquí definidas como sinónimo de "Embriofitas". Para una discusión más detallada de ese grupo seguir el enlace.- Nivel celular: Eucariontes.
- Nutrición: fotosíntesis, respiración y transpiración.
- Metabolismo del oxígeno: necesario
- Reproducción y desarrollo: asexual. Sexual, con gametos y zigoto, y con esporas haploides (haplo-diploides).
- Tipo de vida: pluricelulares con y sin tejidos. Con movimiento pero sin desplazamiento.
- Estructura y funciones: con plasmodesmos. Con tejidos celulares variados. Pared celular con celulosa. Con movimiento intracelular. Se forman compuestos secundarios metabólicos: antocianos, flavonas.
- Protocormófitos o briófitos (división Bryophyta), musgos, licopodios y hepáticas.
- Cormófitos o plantas vasculares.
- Pteridófitos (división Pteridophyta).
- Plantas con semillas.
- Espermatófitos (división Spermatophyta).
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- Progimnospermas (subdivisión Progimnospermophytina).
- Cicadofitinos (subdivisión Cycadicae, Cycadophytina es un sinónimo) o gimnospermas de hoja pinnada.
- Coniferofitinos (subdivisión Pinicae, Coniferophytina es un sinónimo) o gimnospermas de hoja dicótoma.
- Gnetofitinos (subdivisión Gneticae, Gnetophytina es un sinónimo).
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- Angiospermas (subdivisión Magnoliophytina).
Crecimiento de las angiospermas
- Véase el artículo principal, Angiospermae
Hay plantas de crecimiento bienal, necesitan dos años para completar su ciclo vital. Son de este tipo:
- Acelgas (Beta vulgaris var. cicla)
- Rábanos (Raphanus sativus)
- Zanahorias (Daucus carota)
- Abeto (Abies alba)
- Encina (Quercus ilex)
- Melisa (Melissa officinalis)
- Romero (Rosmarinus officinalis)
Diferencias entre monocotiledóneas y dicotiledóneas
- Véase más detalladamente en Dicotyledoneae y Monocotyledoneae.
- La característica más sobresaliente es que las monocotiledóneas poseen un solo cotiledón en su semilla, mientras que la mayoría del resto de las angiospermas posee 2 cotiledones en su semilla.
- las dicotiledóneas poseen raíz de origen radicular (se origina de la radícula del embrión) persistiendo en forma adulta (se puede reconocer a simple vista una raiz principal de las secundarias), en cambio las monocotiledóneas poseen sólo raíz de origen adventicio (que se originan en otras partes de la planta).
- las monocotiledóneas poseen un tallo con atactostela, las dicotiledóneas con eustela de esta forma pueden poseer troncos con madera (crecimiento secundario).
- las monocotiledóneas poseen flores cuyos verticilos suelen darse en 3 piezas, en las dicotiledóneas los verticilos suelen tener 4, 5 o muchas piezas.
- las hojas de las monocotiledóneas en general tienen venación paralela, a diferencia de la reticulada de las dicotiledóneas
Órganos de las plantas superiores
Flores de almendro (Prunus dulcis).
- Raíz
- Tallo
- Hoja
- Flor (presente sólo en espermatofitas)
- Fruto (presente sólo en angiospermas)
El ADN de las plantas
Las células de las plantas tienen tres juegos diferentes de ADN:- por un lado la célula tiene su propio genoma en su núcleo,
- por otro las mitocondrias tienen su propio genoma
- y por otro los cloroplastos tienen su propio genoma.
El núcleo de las células de las plantas contiene genoma de tipo eucariota: al igual que en los animales, el ADN está ordenado en cromosomas, cada cromosoma es una sola molécula de ADN lineal, empaquetada. En cambio, las mitocondrias y los cloroplastos tienen genoma de tipo bacteriano: poseen una molécula de ADN circular por plástido, al igual que sus ancestros que eran bacterias. El tamaño del ADN es mucho mayor en el núcleo que en los orgánulos: en el núcleo es tan grande que se mide en "megabases", en las mitocondrias en cambio, es de unas 200 a 2.500 kilobases, en los cloroplastos es de unas 130 a 160 kbases (una kbase es igual a mil bases, o mil "peldaños de la escalera").
La forma de heredar el ADN también difiere en el núcleo y los orgánulos: mientras que el ADN núcleo se hereda de forma biparental (como el ADN del núcleo de los animales), el ADN de las mitocondrias y el de los cloroplastos se hereda por parte de uno solo de los padres, en general por parte de la madre (al igual que las mitocondrias de los animales). Esto es debido a que en general los orgánulos que serán transmitidas a la generación siguiente son las que están albergadas en el óvulo.
Reglas para nombrar las plantas
Ante la necesidad de dar un nombre claro a cada especie vegetal no es factible el uso de los nombres vulgares, lo que no significa que éstos deban ser olvidados. Los nombres vulgares tienen el inconveniente de variar considerablemente de una región a otra o de que especies botánicas distintas tengan la misma designación. Por otro lado existen multitud de especies que no se conocen por ningún nombre vulgar.Por ello, a la hora de nombrar las plantas se han de seguir una serie de reglas acordadas por la comunidad científica en el "Código Internacional de Nomenclatura Botánica", que regula también la nomenclatura de otros seres vivos considerados anteriormente plantas, como algas y hongos. A continuación se indican las reglas más importantes:
- No son válidos los nombres anteriores a 1753, año a partir del cual el botánico Carlos Linneo comenzó la nomenclatura científica de las plantas. En algunos grupos específicos, esta fecha de inicio es diferente.
- Se consideran válidos aquellos nombres dados por primera vez tras ser correctamente registrados y publicados. No serán válidos los nombres posteriores del mismo taxon, por considerarse sinónimos.
- Los nombres deben estar latinizados ya que el latín es el idioma acostumbrado para la nomenclatura en las ciencias.
- El nombre científico de una planta es binominal, es decir, contiene dos palabras (nombres) (ej. Cupressus sempervirens):
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