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34.1: Introducción a la diversidad vegetal
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Introduction to Plant Diversity
 
TRANSCRIPCIÓN

34.1: Introduction to Plant Diversity

34.1: Introducción a la diversidad vegetal

From Water to Land

Kingdom Plantae first appeared about 410 million years ago as green algae transitioned from water to land. This land was a relatively uncolonized environment with ample resources. Terrestrial environments also offered more light and carbon dioxide, required by plants to grow and survive.

However, the stark differences between land and sea posed a formidable challenge to early colonizing species prompting many new adaptations that have resulted in the wide variety of plant forms observed today.

One early adaptation was the development of an outer waxy coating, called a cuticle. Cuticles serve to protect plants from desiccation, by trapping moisture inside. However, this adaptation prevented the direct exchange of gases across the surface of plants. As a result, pores developed on the outer surfaces of plants that allowed the absorption of carbon dioxide and release of oxygen.

Additional structures were necessary to facilitate the transport of water and nutrients from soil to the superior portions of the plant. As a result, vascular tissue developed that not only serves to transport water and nutrients to all areas of the plant but also provided structural support as stems grow taller and stronger.

To accommodate reproduction on land, terrestrial plants developed gametangia - reproductive structures that protect gametes and embryos from the harsh environment outside the plant. In males, this structure is called the antheridia, while in females, it is called the archegonia.

Different strategies evolved to facilitate the transport of sperm from the antheridia to the eggs within the archegonia. These include sperm swimming from one structure to the next, being carried by the wind, or being transported by pollinators like bees and birds. The specific mode used is unique to each classification of plants. Following fertilization, eggs are retained within the archegonia to protect and nourish the developing embryo, or sporophyte.

Another major reproductive adaptation was the generation of seeds. Though not all terrestrial plants are seeded, seeds are advantageous for many reasons. Without these structures, plants require moist environments to transport gametes from one place to another. Often in seedless plants, male and female spores are approximately the same size and both travel. However, seeded plants generally contain small male spores adapted to be highly mobile, called pollen grains, which travel to female gametophytes to deposit sperm directly to the egg. Once fertilization occurs, a seed forms that contains the plant embryo and a supply of nutrients.

These adaptations have created plant species well adapted to life in terrestrial environments.

Major Lineages of Plants

Though countless varieties of plants now exist, all can be divided into one of three groups: non-vascular, vascular seedless, and vascular seeded. Non-vascular plants are the most ancestral and least complex, including mosses, liverworts, and hornworts. Next, the vascular seedless plants include ferns and horsetails, and were the first group to evolve a vascular transport system. The last group, vascular seeded plants, includes all remaining species. This group is the most diverse and occupies the broadest range of habitats, and is split into two major sub-groups, angiosperms, and gymnosperms. Angiosperms include all flowering and fruiting plants, with pollen carried by the wind or transported by pollinators. Gymnosperms are non-flowering plants, including conifers, cycads, and ginkgo trees. These species produce bare seeds not protected by fruit and pollen carried by wind.

Del agua a la tierra

Kingdom Plantae apareció por primera vez hace unos 410 millones de años cuando las algas verdes pasaban del agua a la tierra. Esta tierra era un entorno relativamente pococolonizado con amplios recursos. Los ambientes terrestres también ofrecían más luz y dióxido de carbono, requeridos por las plantas para crecer y sobrevivir.

Sin embargo, las marcadas diferencias entre la tierra y el mar plantearon un desafío formidable para la colonización temprana de especies que provocaron muchas nuevas adaptaciones que han dado lugar a la amplia variedad de formas vegetales observadas hoy en día.

Una adaptación temprana fue el desarrollo de un recubrimiento ceroso exterior, llamado cutícula. Las cutículas sirven para proteger a las plantas de la desicación, atrapando la humedad en el interior. Sin embargo, esta adaptación impidió el intercambio directo de gases a través de la superficie de las plantas. Como resultado, los poros se desarrollaron en las superficies exteriores de las plantas que permitieron la absorción de dióxido de carbono y la liberación de oxígeno.

Se necesitan estructuras adicionales para facilitar el transporte de agua y nutrientes desde el suelo hasta las porciones superiores de la planta. Como resultado, se desarrolló tejido vascular que no sólo sirve para transportar agua y nutrientes a todas las áreas de la planta, sino que también proporcionó apoyo estructural a medida que los tallos se hacen más altos y más fuertes.

Para acomodar la reproducción en tierra, plantas terrestres desarrollado gametangia - estructuras reproductivas que protegen los gametos y embriones del ambiente duro fuera de la planta. En los machos, esta estructura se llama la antheridia, mientras que en las hembras, se llama la archegonia.

Diferentes estrategias evolucionaron para facilitar el transporte de espermatozoides desde la antheridia a los óvulos dentro de la archegonia. Estos incluyen espermatozoides nadando de una estructura a otra, siendo transportados por el viento, o siendo transportados por polinizadores como abejas y aves. El modo específico utilizado es único para cada clasificación de plantas. Después de la fertilización, los óvulos se retienen dentro de la archegonia para proteger y nutrir el embrión en desarrollo, o esporófito.

Otra adaptación reproductiva importante fue la generación de semillas. Aunque no todas las plantas terrestres son semillas, las semillas son ventajosas por muchas razones. Sin estas estructuras, las plantas requieren ambientes húmedos para transportar gametos de un lugar a otro. A menudo en plantas sin semillas, las esporas masculinas y femeninas son aproximadamente del mismo tamaño y ambos viajan. Sin embargo, las plantas de semillas generalmente contienen pequeñas esporas masculinas adaptadas para ser altamente móviles, llamadas granos de polen, que viajan a gametofitos femeninos para depositar espermatozoides directamente en el óvulo. Una vez que se produce la fertilización, se forma una semilla que contiene el embrión vegetal y un suministro de nutrientes.

Estas adaptaciones han creado especies vegetales bien adaptadas a la vida en ambientes terrestres.

Líneas principales de plantas

Aunque ahora existen innumerables variedades de plantas, todas se pueden dividir en uno de tres grupos: no vascular, sin semillas vasculares y semillas vasculares. Las plantas no vasculares son las más ancestrales y menos complejas, incluyendo musgos, hígados y bocinas. A continuación, las plantas sin semillas vasculares incluyen helechos y colas de caballo, y fueron el primer grupo en evolucionar un sistema de transporte vascular. El último grupo, las plantas de semillas vasculares, incluye todas las especies restantes. Este grupo es el más diverso y ocupa la gama más amplia de hábitats, y se divide en dos subgrupos principales, angiospermas y gimnospermas. Los angiospermas incluyen todas las plantas de floración y fructificante, con polen transportado por el viento o transportado por polinizadores. Los gimnospermas son plantas no florecientes, incluyendo coníferas, cícadas y árboles de ginkgo. Estas especies producen semillas desnudas no protegidas por frutas y polen transportados por el viento.


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