BIOLOGÍA 1-2 | TEMA 3 | Resumen teórico

El reino de las plantas

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INTRODUCCIÓN El reino de las plantas es el único que se puede ver desde la Luna. Las grandes extensiones de bosques y selvas dan el color verde a determinadas regiones de la Tierra. Además, es el que produce gran parte del oxígeno de la atmósfera que nosotros respiramos y del alimento, tanto nuestro como del resto de los animales y hongos. Además, da flores, se extraen medicamentos, perfumes, etc. Actualmente, se sabe que este reino se originó a partir de algas que colonizaron el medio terrestre y que, posteriormente, han desarrollado la vida tal como la conocemos hoy en día.

Características de las plantas Las plantas son eucariotas pluricelulares que forman tejidos diferenciados (tienen raíz, tallo y hojas) y que se alimentan a partir de una nutrición autótrofa fotosintética. Por lo tanto, son capaces de sintetizar materia orgánica a partir de la inorgánica que extraen del medio, utilizando la energía de la radiación solar. La mayoría de las plantas viven en el medio terrestre y aunque no pueden desplazarse, ¡no te creas que no se pueden mover! Todas tienen que buscar la luz para poder hacer la fotosíntesis. Todas las plantas, sean de la especie que sean, se encuentran constituidas por las mismas partes y realizan la fotosíntesis y la respiración de la misma forma. Vamos a ver el circuito completo:

La raíz sirve para fijar la planta al suelo, pero además se encarga de absorber el agua y minerales que contiene por la raíz (savia bruta), y suben hasta las hojas a través de los vasos conductores, que funcionan como cañerías situadas dentro del tallo. Éste, a parte de comunicar las raíces con las hojas, también ayuda a sostenerlas y las acerca hacia la luz.

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Las hojas son las encargadas de fabricar la materia orgánica necesaria para la planta a partir de la fotosíntesis. Para hacerlo necesitan la luz del sol y el CO2 del aire que las envuelve, a parte del agua y las sales minerales captadas por las raíces y que transporta el tallo (savia bruta). Para realizar la fotosíntesis, las plantas tienen unos orgánulos celulares especializados en sus células vegetales, los cloroplastos. Y, concretamente, la energía del sol se realiza gracias a un pigmento fotosintético, normalmente de color verde, que recibe el nombre de clorofila. ¡Por eso las plantas son verdes! Cuando la planta realiza la fotosíntesis deja ir dos sustancias de desecho: vapor de agua y oxígeno. ¡El mismo que nosotros respiramos! La materia orgánica obtenida (el objetivo de la fotosíntesis) se distribuye por el tallo (savia elaborada) a todas las células de la planta para que puedan realizar la respiración celular y obtener energía para hacer sus funciones vitales.

Clasificación general del reino de las plantas: Hay muchos seres vivos que pertenecen a este reino, que es uno de los más abundantes. La botánica (ciencia que estudia las plantas) lo clasifica en diferentes grupos.

Briofitas: los musgos Las briofitas más conocidas de todas son los musgos. Sí ¡el que utilizamos para montar el belén de Navidad! Las briofitas se distinguen del resto de las plantas porque no presentan un tejido conductor diferenciado. No tienen un tejido por donde circule la savia, por lo que -a simple vista- no distinguiremos las partes típicas de raíz, tallo y hojas; ni, tampoco, veremos nervios en éstas, ya que son tejidos conductores. A pesar de todo, nos pueden “engañar” fácilmente, ya que tienen partes que se parecen mucho. Entonces, ¿cómo hacen para llevar el agua a todas las células para que hagan la fotosíntesis sin tejidos conductores? Pues, como son pequeños, pueden absorber el agua y las sales minerales y hacer la fotosíntesis a lo largo de todo su cuerpo.

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Las briofitas son plantas que no presentan flores; es decir, son criptógamas. Todas necesitan el agua para reproducirse, ya que el gameto masculino tiene que llegar nadando hasta el femenino. Por este motivo, la mayoría vive en ambientes húmedos, aunque hay algunos que son capaces de resistir largas sequías y solamente reproducirse cuando llueve. Estas briofitas son capaces de vivir en lugares inhóspitos como tejados, muros y rocas. Partes de las briofitas

cápsula (esporangio) esporófito

esporas

En las briofitas distinguimos dos formas adultas de tamaños similares: el esporófito y el gametófito.

• Esporófito: se forma sobre el gametófito y no está siempre presente. Es el que produce las esporas.

pie

• Gametófito: es la parte mayoritaria que forma el musgo, la de color verde que realiza la fotosíntesis y que forma una especie de alfombra. Presenta elementos que fijan el musgo al suelo, los rizoides o falsas raíces, el caulidio o falso tallo y las filoides, pequeñas hojas muy simples, o falsas hojas.

gametófito

filoides

Reproducción de los musgos ¿Esporófitos?¿Gametófitos? Si os acordáis, estos nombres corresponden a un ciclo reproductivo en concreto: el ciclo diplohaplonte.

caulidio rizoides

Los musgos tienen una reproducción sexual con alternancia de generaciones; es decir, que hay dos adultos: los esporófitos y los gametófitos. • El gametófito (n) formará los gametos (n): el adulto gametófito masculino, los gametos masculinos y el adulto femenino, los femeninos. Si hay agua y las condiciones son favorables, los gametos masculinos nadarán hasta los femeninos y se dará la fecundación. • La fecundación dará lugar al cigoto (2n), que comenzará a dividirse y generará un esporófito (2n). Éste producirá esporas sexuales (n) por meiosis que se pueden dispersar por el agua y el viento. Si las condiciones son buenas, germinarán dando lugar a un nuevo gametófito y cerraran así el ciclo. n gámetas

fecundación 2n 2n cigoto

n adulto gametófito n esporas merioespóricas

meiosis

2n adulto esporófito

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Pteridofitas, ni flores ni semillas: los helechos A diferencia de las briofitas, las pteridofitas presentan un tejido conductor diferenciado y, por lo tanto, unas células especializadas que forman conductos y vasos por los que circula la savia. Así podemos distinguir claramente la raíz, el tallo y las hojas con nervios: los vasos. Las partes de los helechos reciben diferentes nombres: la hoja se llama fronde y el tallo, rizoma.

soros

nervios hoja (fronde)

tallo (rizoma) raíz

El hecho de tener un tejido conductor diferenciado permite que los seres sean mucho más altos y grandes que las briofitas, ya que se puede transportar el agua y los nutrientes por todo su cuerpo durante largas distancias. Asimismo, todos los helechos necesitan agua para sobrevivir y siempre los encontramos en lugares muy húmedos y donde el agua es más abundante. Veamos por qué. Igual que las briofitas, ¡los helechos necesitan el agua para que el gameto masculino pueda llegar nadando hasta el femenino! También presentan una reproducción sexual con alternancia de generaciones. Pero, en el caso de los helechos, el adulto más grande es el esporófito (puede llegar a 2 metros de altura en nuestro país) y el más pequeño, el gametófito (unos 5 mm). Ciclo reproductivo de los helechos: • El esporófito (2n) está formado por las hojas (las frondes), normalmente muy divididas, en cuyo envés encontramos muchos puntitos de un tono marrón: los soros, dentro de los que encontramos los esporangios que forman las esporas sexuales (n). • Cuando las condiciones son favorables, las esporas se liberan del esporangio y germinan formando un pequeño gametófito (n), una especie de lámina muy fina. • Éste generará los gametos (n) masculinos y femeninos. Los masculinos, si hay suficiente agua en el suelo, nadarán hasta el gameto femenino.

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• Entonces se dará la fecundación: se formará un cigoto (2n) que se dividirá y acabará generando un nuevo esporófito (2n), lo que cerrará el ciclo. Equisetos o colas de caballo A parte de los helechos, también hay otras plantas que pertenecen al grupo de las pteridofitas, como una bien conocida por muchas mujeres: la cola de caballo, ya que es un remedio natural contra la retención de líquidos. Esta planta, llamada equiseto por los científicos, tiene un aspecto plumoso al que le debe el nombre.

Espermafitas o fanerógamas, plantas con flores y semillas Igual que las pteridofitas, los helechos y las colas de caballo, todas las espermafitas presentan tejidos conductores diferenciados y, por eso, en conjunto forman el grupo de las cormófitas. Distinguimos tres órganos vegetativos: las raíces, el tallo y las hojas. Flores, ¿cuáles son las ventajas? Un gran invento de las plantas son las flores; ya que, a diferencia de las briofitas y las pteridofitas que necesitan agua para reproducirse, las que cuentan con flor pueden dispersar sus gametos masculinos sin necesidad de agua. Esto les permite vivir en lugares más secos y colonizar muchos más lugares de la Tierra que en los dos casos anteriores. Las flores producen granos de polen, que sirven para proteger los gametófitos masculinos de la desecación. Por otro lado, los óvulos adentro de las flores mantienen húmedos los gametos femeninos, mientras están esperando la llegada de los masculinos. La misma flor es la que produce los gametos masculinos, dentro del polen, y los femeninos, que se presentan dentro de los óvulos. Semillas, ¿cuáles son las ventajas? Otro gran invento de las plantas superiores para perpetuarse fueron las semillas. Éstas protegen al embrión y, en muchos casos, llevan alimento para él. Además, algunas presentan estructuras que facilitan la dispersión como alas, ganchos, etc. Estas adaptaciones explican su éxito evolutivo y su presencia en más lugares de la Tierra que las briofitas y los helechos. Clasificación de las espermatofitas De espermafitas o fanerógamas -es decir, de las plantas que presentan semillas y que forman flores- las hay para dar y tomar, pero distinguimos dos grandes grupos que se diferencian básicamente por la producción o no de frutos (los frutos son las estructuras que protegen las semillas): Las gimnospermas son plantas que producen semillas pero no frutos. Por ejemplo: el género Abies, el abeto de Navidad. Las angiospermas son plantas que producen semillas y frutos que las engloban. Por ejemplo: el naranjo, del género Citrus.

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Gimnospermas: semillas desnudas La palabra gimnosperma proviene del griego, y significa literalmente “semilla desnuda”; ya que no están englobadas por frutos. Semillas Como hemos dicho, las semillas son estructuras que sirven para la reproducción y la perpetuación de la especie. A diferencia de usar las esporas para la reproducción, la semilla es resistente a la desecación y protege muy bien al embrión de la planta, y hasta que las condiciones no son buenas (humedad adecuada, etc.) no lo deja ir para que germine y crezca. Además, la ventaja que presentan las semillas respecto a las esporas es que éstas están formadas por una única célula que tiene una pequeña cubierta protectora. En cambio, las primeras están compuestas por varias partes que dan más resistencia a las condiciones desfavorables. Son las siguientes: • Un embrión, es decir, una planta en miniatura que ha parado su desarrollo a medio camino y sólo continuará si las condiciones ambientales son buenas. • Un tejido repleto de sustancias de reserva que permite continuar el desarrollo del embrión cuando las condiciones son favorables. • Una cubierta protectora que da protección y que a veces lleva unas alas incorporadas para ayudar a la dispersión por el viento. cubierta protectora

tejido

embrión

Las coníferas El grupo más abundante de las gimnospermas son las coníferas, las plantas que forman conos o piñas. Algunos ejemplos: los pinos, los cipreses, los cedros, las sabinas y los abetos. Durante este capítulo nos centraremos únicamente en las coníferas, que pueden ser árboles (con un tronco principal que después se ramifica) o arbustos (generalmente más bajitos y ramificados desde la base, a raíz del suelo). Las flores de las coníferas Como la reproducción es sexual, tenemos flores masculinas y femeninas:

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La flor femenina está formada por una escama que contiene dos óvulos en la parte interna. El conjunto de ellas se agrupan y forman lo que se llama inflorescencia femenina, que en realidad es una pequeña piña carnosa y verde. Por lo tanto, cada una -en realidad- es un conjunto de flores, una inflorescencia. Las flores femeninas normalmente se encuentran en las partes superiores de las coníferas. escama

inflorescencia femenina (conjunto de flores femeninas)

ovario

La flor masculina es un conjunto de escamas, normalmente de color amarillo, que se agrupan y forman una piña enana que se llama inflorescencia masculina. A diferencia de las femeninas, tienen los estambres, que forman grandes cantidades de granos de polen ligeros que pueden ser arrastrados por las corrientes del viento hasta llegar a las flores femeninas. Normalmente se sitúan en las ramas más bajas y en sus extremos. inflorescencia masculina

grano de polen flor masculina

estambre en forma de escama

Reproducción de las gimnospermas, las coníferas. • En primavera se forman las flores masculinas y sus estambres liberan los granos de polen. • Los granos de polen son transportados por el viento hasta los óvulos contenidos en las flores femeninas, donde se producirá la fecundación. • Después, al cabo de dos o tres años, la flor femenina se va transformando en una piña. • La piña se va abriendo poco a poco hasta que deja caer sus semillas: los piñones.

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Angiospermas: plantas con fruto La palabra angiosperma proviene del griego angios (ánfora) y sperma (“semilla”). Por lo tanto, podemos deducir que las angiospermas comparten una misma característica: todas tienen las semillas envasadas dentro de una cubierta protectora, el fruto. Tienen muchas ventajas adaptativas que iremos aprendiendo a lo largo del capítulo. Partes de la flor de una angiosperma Parte estéril de la flor: Cáliz: es el conjunto de pequeñas hojas verdes, llamadas sépalos, que hay en la base de la flor. Corola: es el conjunto de hojas que generalmente presentan colores muy vistosos o son blancas, llamadas pétalos, que tienen la función de proteger al pistilo y los estambres. Parte fértil de la flor: Androceo: es la parte masculina de la flor. Está formado por los estambres, un conjunto de filamentos. En cada uno se puede distinguir un filamento y dos ensanchamientos finales llamados anteras. En el interior de éstas es donde se producen los granos de polen (con los gametos masculinos). Gineceo: es la parte femenina de la flor. Está formada por una o más estructuras en forma de botella, llamadas pistilos. En uno se pueden distinguir tres partes: el ovario, el estilo y el estigma, que tiene una serie de pelos que ayudan a fijar el polen cuando cae encima. En el interior del ovario hay una o más formaciones llamadas óvulos, en cuyo interior se encuentran los gametos femeninos. anteras estigma filamentos estambre (andrógeo)

corola estilo pétalos

òvuls ovari pistilo (ginéceo)

sépalos cáliz

parte fértil parte estéril

Polinización La polinización es el proceso por el que el polen, que lleva los gametos masculinos, es transportado hasta la flor femenina -el pistilo, donde están los gametos femeninos- para fecundarla. Las angiospermas tienen diferentes estrategias para que el transporte del polen hasta el pistilo sea efectivo. En la mayoría de las plantas, el polen normalmente es transportado por el viento o por animales.

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En las flores, cuando el polen es transportado por el viento, los estambres sobresalen de ella para facilitar la salida del polen con un simple golpe de brisa. En cambio, las angiospermas que son transportadas por animales, sus flores son muy vistosas -de un color muy vivo- y algunas incluso desprenden fuertes olores, y todo ello para atraer a los animales, normalmente a los insectos. Algunas angiospermas producen néctar, una sustancia azucarada producida con el mismo polen que sirve de alimento a muchos insectos. Este hecho aún potencia más su transmisión, ya que los insectos se sienten atraídos y ayudan aún más a la polinización. Reproducción de las angiospermas 1) Los granos de polen contenidos en los estambres son transportados por un insecto o por el viento. 2) Al llegar al estigma, el grano de polen forma un tubo, llamado tubo polínico, por donde circularán los gametos masculinos hasta llegar al ovario, en la base del estigma, donde está el óvulo esperándolos. 3) El gameto masculino se une al óvulo, se produce la fecundación y se forma el cigoto. 4) L a multiplicación de la célula que forma el cigoto genera un pequeño embrión y el resto del ovario formará la semilla, que protegerá al embrión. 5) A  demás, mientras ésta se va formando, las partes del ovario se vuelven más gruesas y forman el fruto. Una vez formada la semilla y el fruto madura, éste cae al suelo y -hasta que las condiciones no son idóneas para la germinación- la semilla permanece intacta. 6) C  uando las condiciones son buenas, se produce la germinación donde, a partir de las reservas que contiene el fruto, se forman unas pequeñas raíces y unas hojas. Ya tenemos una pequeña planta. 7) U  na vez que se agotan todas las reservas que proporciona el fruto, la planta ya tiene unas pequeñas hojas, los cotiledones, que pueden hacer la fotosíntesis y, por lo tanto, pueden darle energía para crecer. 8) Cuando la planta es lo bastante grande, los cotiledones caen. Tipos de frutos Con toda la diversidad de angiospermas que tenemos en el planeta Tierra, los frutos pueden ser de muchos tipos. Pueden ser frutos carnosos (manzana, la sandía, la uva, la pera o las naranjas) o secos (pipas del girasol, el maíz, la bellota de las encinas, el guisante o las judías). Otras formas de reproducción de las angiospermas Estolones: son tallos de la planta que salen y se arrastran sobre el suelo hasta que quedan fijados y originan otra planta. La fresa utiliza esta estrategia. Rizomas: son raíces muy gruesas que crecen horizontalmente por debajo del suelo, de las que salen diferentes tallos que forman diferentes plantas. La caña es un ejemplo.

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Tubérculos: son ensanchamientos de las raíces que, cuando se plantan de nuevo, originan nuevas plantas. Son ejemplos la patata, o el boniato. Seguro que en vuestra cocina todos habéis visto alguna patata en la que crece una pequeña planta. Bulbos: son estructuras subterráneas que acumulan sustancias de reserva y que pueden estar enterradas todo el invierno y formar una nueva planta en primavera, cuando llega el buen tiempo. Son ejemplos los ajos y las cebollas. Es muy normal también ver crecer plantas de las cebollas de la cocina. Tipos de angiospermas Monocotiledóneas Un cotiledón son las raíces que forman una sola haz, los nervios de las hojas normalmente son paralelos entre sí y las flores presentan de 3 a 6 pétalos. La mayoría son hierbas. Son ejemplos las orquídeas, el trigo, las palmeras, etc. Dicotiledóneas Dos cotiledones son las raíces que pueden formar más de una haz (hay una raíz principal y de ésta salen otras más finas). Los nervios de las hojas no son paralelos entre sí; tienen uno principal del que salen nervios secundarios y las flores presentan de 4 a 5 pétalos. Ejemplos: encina, haya, naranjo, margaritas, guisantes.

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