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1 plantas no vasculares-2

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1 plantas no vasculares-2

  1. 1. “Plantas no vasculares” Asignatura Morfología Programa de Biología Universidad de Cartagena Primer período de 2016
  2. 2. Definiciones Sistemática biológica: Es el estudio de la diversificación de la vida en el planeta tierra y de las relaciones entre los organismos vivos a través del tiempo. Archaea: Grupo de microorganismos unicelulares procariotas afines a las bacterias, con una historia evolutiva independiente inferida a partir de su diferente bioquímica de las otras formas de vida. Bacteria: Gran grupo de microorganismos unicelulares procariotas, con gran variedad de formas, existiendo prácticamente en cada hábitat terrestre.
  3. 3. Ubicación sistemática de las plantas no vasculares Dominios: Bacteria y Archaea células procariotas (sin núcleo conspicuo y organelos no encerrados en una membrana) y Eukarya reinos de organismos con células eucariotas (con núcleo y organelos encerrados en una membrana).
  4. 4. Reinos: Animalia (ingieren alimento), Fungi (absorben alimento), Plantae (fabrican su alimento por fotosíntesis) Protista (resto de eucariotas, muchos microscópicos) y Monera (procariotas microscópicos conocidos como bacterias). Clasificación en cinco reinos (Whittaker, 1969)
  5. 5. Protistas: Incluye todos los otros eucariotas muchos de ellos microscópicos que no encajan en los otros reinos, ejemplos: Paramecios, algas unicelulares y algas multicelulares.
  6. 6. Definiciones Glucosa: Carbohidrato empleado por las plantas durante la respiración de los tejidos para proveer de energía las actividades celulares. Es también usado para producir la celulosa de las paredes celulares. Celulosa: Polisacárido compuesto exclusivamente de moléculas de glucosa. Clorofila: Pigmento verde presentes en casi todas las plantas, algas y cianobacterias y es extremadamente importante al permitirle a la planta obtener energía a partir de la luz. Mitosis: Proceso que ocurre en el núcleo de las células en el cual se produce división celular con un reparto equitativo del material hereditario (ADN). Meiosis: Proceso de división celular en el cual una célula (2n) experimenta dos divisiones sucesivas generando cuatro células haploides (n).
  7. 7. Tejido vascular Exceptuando las briófitas, las otras divisiones de plantas tienen tejido vascular xylema (agua y minerales de las raíces al resto de la planta) y floema (nutrientes a todas las partes de las plantas). Tejido vascular en la vena de una hoja (las líneas que se ven).
  8. 8. Clasificación de las plantas En cuatro grandes grupos con diferente estructura e historia de vida. 1. Musgos y hepáticas (Bryophyta). 2. Helechos (Pteridophyta). 3. Coníferas (Gymnospermas). 4. Plantas con flores (Angiospermas).
  9. 9. Árbol filogenético de los principales grupos de plantas Reino Plantae Plantas: Multicelulares, Eucariotas, Fotosintéticas. Briófitas: No vasculares, sin semillas, musgos y hepáticas. Helechos: Vasculares, sin semillas. Gimnospermas: Vasculares, Cono con semillas desnudas, Gingkos, Cícadas y Coníferas. Angiospermas: Vasculares, con semillas verdaderas, con flores.
  10. 10. Dominio Eukarya: Reino Viridiplantae: Algas verdes (Chlorophyta) (Antíguamente ubicados en los Protistas Chlamydo- monas Spirogyra Volvox: Forma colonial de 512 células. Ulva: Pediastrum
  11. 11. Dominio Eukarya: Reino Viridiplantae: Algas verdes (protistas) son el pariente vivo más cercano de las plantas terrestres y forman un grupo monofilético con ellas. Caracteres compartidos: Cloroplastos, Clorofila a y b, y pigmento Beta caroteno. Órdenes similares de los sacos internos en los tilacoides. Paredes celulares con composición similar. Sintetizan almidón como producto de almacenamiento. Espermas y peroxisomas con estructura y composición similares.
  12. 12. Subreinos Plantae y Chlorophyta Características distintivas: Eucariotas, la mayoría fotoautotróficas (fotosintetizan usando clorofila A y B); aeróbica; la reproducción involucra mitosis y meiosis; mayoría son multicelulares con tejidos (pero no la mayoría de las algas verdes.); paredes celulares de celulosa; no engolfan alimento; la mayoría no tienen cilios.
  13. 13. Características del reino Plantae • Multicelulares con tejidos. • Eucariotas: Sus células tienen nucleo. • Fotosintetizan: H2O + CO2 + energía lumínica ——> O2 + C6H12O6 (glucosa). • Clorofila contenida en cloroplastos. • No se dezplazan. • Sus tejidos pueden ser vasculares o no vasculares.
  14. 14. Características del reino Plantae • La mayoría se reproduce sexualmente. • Autotróficas: Hacen su propio alimento. • Aeróbicas: Necesitan del oxígeno diatómico para vivir o poder desarrollarse. • Su reproducción implica mitosis y meiosis. • Sus paredes celulares están hechas de celulosa. • Producen embriones multicelulares.
  15. 15. Los principales grupos de plantas evolucionaron durante un largo espacio de tiempo geológico. – Los musgos, antóceras y hepáticas en el Silúrico y Devónico. – Helechos y equisetos en el Devónico. – Coníferas, cícadas y gingkos en el Pensilvánico y Pérmico. – Plantas con flores (angiospermas) en el Cretácico. – Actualmente las angiospermas son las plantas más abundantes con más de 300000 especies descritas.
  16. 16. Las plantas se originaron en el agua • Todos los organismos necesitan agua, la cual está siempre disponible en mares y lagos. • El agua es un medio estable. • El agua permite movimientos, suministra nutrientes, remueve desechos. • Permite a los espermatozoides nadar hasta los ovarios.
  17. 17. Para colonizar la tierra • Absorber agua y nutrientes de los alrededores por medio de una gran superficie. • Luchar contra la gravedad. • Mantenerse húmedas por medio de una cutícula o capa de cera para evitar la desecación de la planta, de las esporas y de los gametos. • Moverse sin la ayuda del soporte del fluido.
  18. 18. Para colonizar la tierra • Reproducirse sin que los espermatozoides deban moverse en el agua. • Soportar condiciones más fuertes: Luz más intensa, mayor variación en temperatura y mayores fluctuaciones.
  19. 19. 25 Plantas no vasculares Las primeras que lo hicieron
  20. 20. Adaptaciones de las plantas no vasculares (briófitas). A. Desecación i. Planta ii. Esporas iii. Gametos Pequeña cobertura impermeable, estomas primitivos, puede sobrevivir a la desecación. Protección impermeable de esporopolenina (politerpeno impermeable resistente a los agentes químicos) muy gruesa. Alguna protección de anteridios y arquegonios, pero los espermatozoides continúan necesitando agua para alcanzar el arquegonio.
  21. 21. B. Adquisición de recursos – agua y minerales Absorción directa a través de todas las células. No raices verdaderas. Desventaja – pueden crecer solo cuando están húmedas. Ventaja – no necesitan suelo. Adaptaciones de las briófitas.
  22. 22. C. Soportan la fuerza de la gravedad (no mucha). - Para adquisición de luz, o dispersión de esporas o gametos. Adaptaciones de las briófitas. E. Agua para reproducirse i. Gametos ii. Esporas El agua continúa siendo necesaria opara que el espermatozoide llegue al óvulo. Dispersadas por el viento.
  23. 23. Briófitas Aprox. 24000 especies, del reino Plantae algunas veces agrupadas en un solo phylum, o en dos divisiones: 1. Musgos Mosses (Bryophyta). 2. Hepáticas Liverworts. 3. Antocerotas Hornworts (Anthocerophyta). Se reproducen por esporas, no tienen flores y pueden ser encontradas creciendo sobre el piso, rocas y otras plantas.
  24. 24. • Bryophyta – Musgos • Hepatophyta – Hepáticas • Anthocerophyta - Antocerotas
  25. 25. Características • Incluye músgos, hepáticas y antocerotas. • No poseen tejido vascular (xilema y floema) para transportar agua y nutrientes. • Pasan por alternancia de generaciones (etapas de esporofito y gametofito). • El gametofito es la etapa dominante. • Se reproducen por esporas.
  26. 26. Características • Clorofila a, almidón, celulosa. • No tienen lignina (polímero presente en las paredes celulares). • Usualmente no tienen tejido conductivo, algunas veces un tejido póbremente desarrollado. • Gametofito dominante, perenne. • Esporofito parasítico sobre el gametofito. • NECESITAN UN AMBIENTE HÚMEDO CUANDO ESTÁN ACTIVAS.
  27. 27. Plantas no vasculares • Solo dos phyla de plantas vivientes no poseen sistema vascular: – Antocerotas (Anthocerophyta) – Hepáticas (briófitas) – Musgos (briófitas) fueron las primeras plantas en las que evolucionaron sistemas vasculares simples, grupos especializados de células de conducción sin engrosamientos especializados.
  28. 28. 1. Se originaron a partir de algas verdes. 2. Los musgos están más cercanamente relacionados con las plantas vasculares.
  29. 29. El cladograma refleja el conocimiento actual de que las hepáticas y antocerotas son menos complejas y distantemente relacionadas con los musgos y otras plantas.
  30. 30. Gametofito • Es la estructura foliosa, la parte visible. • Produce arquegonios y anteridios que producen gametos. Gametofito de musgo Hepática talosa Hepática foliosa
  31. 31. Esporofito • Esporofito produce una cápsula. • En la cápsula se produce Meiosis y produce esporas. • Las esporas caen al suelo y germinan para formar el protonema, primera etapa de la generación del gametofito. Liverwort Hornwort Moss Protonema
  32. 32. Nutrición • Autotróficos. • Gametofito la parte más importante para la captura de energía. – [En musgos y antóceras se produce alguna fotosíntesis en el esporofito.] • Absorben agua y nutrientes a través de las hojas / cuerpo y rizoides. • Hay alguna conducción por acción capilar.
  33. 33. Musgos Esporofitos Gametofitos
  34. 34. Cápsulas de esporas Musgo
  35. 35. Musgos • División Bryophyta. • Pequeñas, plantas no vasculares. • NO presentan raíces verdaderas. • Crecen en áreas húmedas (sobre rocas, como densas masas sobre el piso del bosque, sobre la corteza de los árboles. Gametofitos de musgos
  36. 36. 42 Musgos • Algunos pueden sobrevivir cortos períodos de sequía. • Deben crecer muy cercanos unos de otros debido a su ciclo de vida. • H2O se mueve por difusión de célula a célula. • Espermatozoos deben viajar a los óvulos por medio de gotas de agua. Sobre un tronco de árbol húmedo
  37. 37. Musgos • Tienen una cutícula de cera externa para prevenir la pérdida de agua. • Tienen estructuras de fijación como Rizoides para anclar la planta, pero NO para absorber agua. • Las frondas (hojas) son el gametofito el cual soporta el esporofito con la cápsula de esporas.
  38. 38. Musgos • Briófitas más abundantes. • Esporofito es el más persistente. • Hojas no lobuladas, en su mayoría de pocas células de espesor. • Hojas frecuentemente con costa.
  39. 39. Mosses are non-vascular plants -- they cannot transport fluids through their bodies. NO vascular tissue limits height of the plant and therefore have no true roots, stems, or leaves. Instead, they must rely on surrounding moisture to do this job for them.
  40. 40. Esporofito de musgos • Persistente. • Seta + cápsula. • Cápsula tiene: – Esporangio. – Dientes peristomiales. – Opérculo. • Cubierto por la caliptra = parte superior del arquegonio. Calyptras pilosas
  41. 41. Reproducción asexual en musgos • Puede ocurrir por Fragmentación (pedazos de gametofito se rompen y forman una nueva planta. • Puede ocurrir por yemas (pequeñas estructuras lobuladas sobre los gametofitos). • Las gotas de agua separan las yemas de la planta parental de manera que ellas se dispersan y forman nuevas plantas de musgo.
  42. 42. Todas las plantas se reproducen por alternancia de generaciones. En los musgos la primera generación es el gametofito, la estructura verde que comúnmente asociamos con el. El gametofito produce espermatozoides y óvulos (los gametos) los cuales se unen, cuando se dan las condiciones apropiadas. Reproducción sexual en musgos
  43. 43. Reproducción sexual en musgos • El esporofito es más pequeño que el gametofito y está sobre el. • El esporofito no tiene clorofila y obtiene su alimento del gametofito. • El esporofito tiene un largo talo delgado (setae) en su punta con una cápsula productora de esporas. setae Spore Capsule
  44. 44. Reproducción sexual en musgos • La cápsula de esporas está llena de esporas que deben madurar. • Una vez maduran la tapa de la cápsula (opérculo) se abre liberando las esporas. • Las esporas germinan (crecen) cuando caen en suelo húmedo.
  45. 45. Reproducción sexual en musgos • Musgos alternan entre un gametofito dominante haploide (1n) y un esporofito diploide (2n). • Gametofitos producen gametos (óvulos y espermatozoides) conteniendo la mitad del número de cromosomas. • Esporofitos tienen un juego completo de cromosomas y producen esporas por meiosis.
  46. 46. 53
  47. 47. Moss Life Cycle
  48. 48. Reproducción sexual en musgos • Gametos (óvulos y espermatozoides) están protegidos por una capa de células estériles llamada Gametangia. • Archegonium – gametangio femenino. • Óvulos son grandes e inmóviles.
  49. 49. Arquegonio de musgos
  50. 50. Reproducción sexual en musgos • Antheridia – Gametangio masculino. • Antheridia forma muchas células espermáticas. • Las células espermáticas son capaces de nadar hacia el óvulo. • Espermatozoides siguen un compuesto químico liberado por el óvulo.
  51. 51. Anteridio de musgos
  52. 52. Sexo! • El espermatozoide nada desde el anteridio dentro del arquegonio para fertilizar al óvulo. • El esporofito crece fuera del arquegonio. Antheridia Archegonia, con óvulo
  53. 53. 60 Reproducción sexual en musgos • El óvulo fecundado (zygote) realiza mitosis para desarrollar un esporofito. • La cápsula de esporas del esporofito produce esporas haploides por meiosis. • Las esporas germinan en plantas juveniles llamadas protonema. • El protonema origina el gametofito.
  54. 54. Cápsula y dientes del peristoma
  55. 55. Cápsula del esporofito
  56. 56. Cápsula
  57. 57. División – Hepatophyta
  58. 58. Hepáticas •Más de 6500 especies. •Menos complejas que los musgos. •En algunos lugares (algunos bosques tropicales) son más abundantes que los musgos. •Algunas de ellas son frecuentes sobre las hojas de plantas vasculares.
  59. 59. No presentan tejido conductivo primitivo como el de los musgos.
  60. 60. Hepatophyta - Hepáticas Formas de crecimiento Foliosas Talosas
  61. 61. Hepáticas Foliosas Hojas bien definidas. Talosas Grandes, con lóbulos dicotómicos. Rosetas pequeñas.
  62. 62. Hepáticas foliosas •Numerosos rizoides unicelulares. •Hojas de tamaño variable que se insertan diagonalmente sobre el tallo y ventrales más pequeñas que se insertan transversalmente. •Tallo con estructura simple. •Arquegonios crecen sobre los extremos de tallos o ramas. •Anteridios se desarrollan solos o en grupos en las axilas de las hojas.
  63. 63. Hepáticas talófitas •Gametofito taloide, generalmente postrado, como listón, ramificado dicotómicamente, con una línea media y numerosos rizoides unicelulares en la superficie de contacto con el substrato. •Desde unas cuantas capas de células, hasta especies con cámaras aéreas, poros, tejido fotosintético especial y tejidos de almacén.
  64. 64. Hepáticas • No vasculares. • El gametofito verde folioso es la forma dominante. • Crecen en suelo, rocas y otras superfícies húmedas. • Las hojas no tienen costa. Tienen epidermis superior e inferior. La parte interna de la hoja se conoce como mesófilo. • En Marchantia los poros y espacios aéreos están en la superficie debido a que la planta yace sobre el piso.
  65. 65. Hepáticas • Se reproducen sexual y asexualmente. • Alternancia de generaciones con el esporofito adherido al gametofito. • Se reproducen por esporas. Talo de Marchantia mostrando las células fotosintéticas y el poro.
  66. 66. Hepáticas reproducción asexual Por yemas o por crecimiento de nuevas ramas. Cápsulas con yemas
  67. 67. Gametófitos pueden producir estructuras asexuales de reproducción como yemas o propágulos que se forman en estructuras en forma de copa o media luna con características aerodinámicas peculiares. Las gotas de lluvia se encargan de liberarlas y dispersarlas a sitios cercanos. Hepáticas reproducción asexual
  68. 68. Hepáticas reproducción sexual
  69. 69. Hepáticas reproducción sexual
  70. 70. Hepáticas reproducción sexual • Órganos sexuales generalmente en la superficie superior del talo, con frecuencia sobre ramas especializadas. • Esporofitos se desarrollan en las partes elevadas que favorecen la diseminación de las esporas haploides por el viento. • Necesitan abundante agua para la fertilización.
  71. 71. La dispersión de esporas por valvas en vez de dientes peristomiales
  72. 72. Marchantia con anteridioforos y arquegonioforos Anteridioforo ó carpocéfalo Gametangios son producidos sobre estructuras elevadas Anteridio
  73. 73. Arquegonióforos soportan los arquegonios en su parte inferior. Gametangios son producidos sobre estructuras elevadas
  74. 74. •El esperma flagelado debe nadar hasta el arquegonio para fertilizar el óvulo. •El zygote crece en un embrión de esporofito. •El esporofito madura contiene: pie, seta y esporangio. •El esporofito pasa toda su vida adherido al gametofito y alimentado por el. •La meiosis ocurre en el esporangio produciendo esporas haploides. •Las esporas son dispersadas por el viento, ayudadas por estructuras para este fin.
  75. 75. División Anthocerophyta
  76. 76. Antocerotas •Briófitas pequeñas no vasculares. •Aprox. 100 especies, todas agrupadas en la clase Anthocerotae que contiene un solo órden, Anthocerotales. •Distribución global, incluyendo bosques tropicales. Esporofitos Gametofitos
  77. 77. 84 Antocerotas El esporofito está adherido al gametofito, pero NO depende de el pues es capáz de realizar fotosíntesis. Esporofito Gametofito
  78. 78. Antocerotas •Gametofito con talo multiestratificado. •Superficie inferior del talo con numerosos rizoides unicelulares. •Células con pocos cloroplastos usualmente lenticulares lo que les da un color característico y cierta transparencia. •Los cloroplastos presentan pirenoides (cuerpos proteicos que intervienen en la síntesis de almidón).
  79. 79. Dendroceros crispatus Colonias de Nostoc Cuenta con poros que se comunican con cámaras de mucílago.
  80. 80. Ciclo de vida de las antocerotas
  81. 81. Antocerotas Los anteridios y arquegonios se forman a partir de las células superficiales dorsales dentro del gametofito.
  82. 82. Antocerotas Esporofito: Estructura cilíndrica con una pared de varias capas de células que encierran al tejido esporógeno y la columela.
  83. 83. Antocerotas •El tejido esporógeno origina las esporas y los pseudoelaterios (estructuras multicelulares intercaladas entre las esporas). •La capa externa de la cápsula tiene estomas.
  84. 84. Al madurar se forman de una a cuatro líneas de dehiscencia que se abren a partir del ápice y exponen a las esporas a la acción del viento.
  85. 85. Antocerotas Probablemente son un grupo clave en la evolución de las plantas. Gametofito de estructura simple y con rasgos primitivos como cloroplastos grandes y poco numerosos, con pirenoides (organelos, fijación C02). Otras plantas típicamente tienen muchos pequeños cloroplastos por célula.
  86. 86. Antocerotas Los estomas aparecen aquí por primera vez e indican una adaptación al ambiente aéreo. La columela y el meristemo intercalar del esporofito indican el desarrollo progresivo de tejido estéril, una tendencia que se acentúa en otras plantas terrestres.
  87. 87. Estructura / Taxón Antocerotes Hepáticas Musgos Protonema Indistinto Filamentos cortos Taloide, filamentoso o masivo Gametofito Taloide Taloide o folioso Folioso Cloroplastos Uno o pocos, con pirenoide Numerosos, sin pirenoide Numerosos, sin pirenoide Rizoides Lisos, unicelulares Lisos o trabeculados, unicelulares Lisos o papilosos, multicelulares, con paredes oblícuas Hojas Ausentes Bilobadas Rara vez lobadas, costadas Parafisos Ausentes Ausentes Presentes Seta Ausente Presente Presente Estomas Presentes Ausentes Presentes Columela Presente Ausentes Presente Dehiscencia de la cápsula Por valvas Por valvas Por un opérculo El tejido esporógeno produce Pseudoelaterios + esporas Elaterios + esporas Esporas Peristoma Ausente Ausente Presente Caliptra Ausente En la base del esporofito En el ápice del esporofito
  88. 88. 95 PARAFISOS: Células filamentosas estériles que se hallan entremezcladas con los gametangios en algunos musgos.

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