Domingo, 15 de febrero de 2009

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Plantae
Diversidad de plantas
Clasificación científica
Dominio: Eukaryota
Reino: Plantae
Divisiones

Plantae (reino de autótrofos multicelulares)

Plantae (clado de adquisición primaria de cloroplastos) también llamado Primoplantae o Archaeplastida

Plantae (del latín: "plantae", plantas) es el nombre de un taxón ubicado en la categoría taxonómica de Reino, cuya circunscripción (esto es, de qué organismos está compuesto el taxón) varía según el sistema de clasificación empleado. En su circunscripción más amplia coincide con el objeto de estudio de la ciencia de la Botánica, e incluye a muchos clados de organismos lejanamente emparentados, que pueden agruparse en cianobacterias, hongos, algas y plantas terrestres, organismos que casi no poseen ningún caracter en común salvo por el hecho de poseer cloroplastos (o de ser el ancestro de un cloroplasto, en el caso de las cianobacterias) o de no poseer movilidad (en el caso de los hongos). En su circunscripción más usual (en la clasificación de 5 reinos de Whittaker, 1969[1] ), las cianobacterias, los hongos y las algas más simples fueron reagrupados en otros Reinos. En esta clasificación, el Reino Plantae se refiere a los organismos multicelulares con células de tipo eucariota y con pared celular (lo que algunos llaman célula vegetal, definida como el tipo de célula de los vegetales), organizadas de forma que las células posean al menos cierto grado de especialización funcional. Las plantas así definidas obtienen la energía de la luz del Sol, que captan a través de la clorofila presente en los cloroplastos de las células más o menos especializadas para ello, y con esa energía y mediante el proceso de fotosíntesis convierten el dióxido de carbono y el agua en azúcares, que utilizan como fuente de energía química para realizar todas sus actividades. Son por lo tanto organismos autótrofos. También exploran el medio ambiente que las rodea (normalmente a través de órganos especializados como las raíces) para absorber otros nutrientes esenciales utilizados para construir proteínas y otras moléculas que necesitan para subsistir. Hay que recalcar que la circunscripción de Whittaker deja afuera del reino Plantae a las algas que no poseen multicelularidad con un mínimo de división del trabajo. Gracias a los conocimientos que se tienen hoy en día sobre filogenia, se sabe que la circunscripción de Whittaker también agrupa en el reino Plantae a organismos lejanamente emparentados entre sí. En el ambiente científico, los taxones útiles son aquellos que posean un ancestro común. Los numerosos análisis moleculares de ADN que se han realizado en los últimos años, que han resuelto en líneas generales el árbol filogenético de la vida, indican que todo lo que conocemos como "plantas terrestres" (taxón Embryophyta), "algas verdes" (que junto con las embriofitas forman el taxón Viridiplantae), algas rojas (taxón Rhodophyta), y un pequeño taxón llamado Glaucophyta, poseen un ancestro común, que fue el primer organismo eucariótico que incorporó una cianobacteria a su célula formándose el primer cloroplasto. Hoy en día, es esta agrupación de organismos la que se reconoce como Plantae en el ambiente científico (a veces llamándola "clado Plantae", debido a que sus organismos tienen un antecesor común, para diferenciarla del "reino Plantae" de la circunscripción de Whittaker, circunscripción aún muy utilizada en los libros de texto). Muchos organismos con cloroplastos (por ejemplo las "algas pardas") quedan fuera del taxón, porque no son descendientes directos de aquéllos que adquirieron el primer cloroplasto, sino que adquirieron sus cloroplastos de forma secundaria, cuando incorporaron un alga verde o un alga roja a su célula, y hoy en día son por lo tanto ubicados en otros taxones, a pesar de ser eucariotas multicelulares con cloroplastos. Los nombres alternativos para el "clado Plantae", que son Archaeplastida y Primoplantae, hacen referencia a que su ancestro fue la primer "planta" sobre la Tierra. Finalmente, a veces se llama "plantas" a todos los eucariotas con cloroplastos, sin distinción de si los adquirieron en forma primaria o secundaria, ni si son uni o multicelulares (por ejemplo es común que se utilice esa definición de "planta" en los textos que tratan sobre cloroplastos).

Las plantas poseen muchos tipos de ciclos de vida. Las algas pueden poseer un ciclo de vida haplonte, haplo-diplonte o diplonte. Las plantas terrestres (Embryophyta) poseen un ciclo de vida haplo-diplonte, y entre ellas podemos diferenciar entre los musgos en sentido amplio, las pteridofitas y las espermatofitas. En los musgos, el cuerpo fotosintético es la parte haplonte de su ciclo de vida, mientras que el estadío diplonte se limita a un tallito que nutricionalmente es dependiente del estadío haplonte. En pteridofitas (licopodios, helechos y afines) lo que normalmente llamamos "helecho" es el estadío diplonte de su ciclo de vida, y el estadío haplonte está representado por un pequeño gametofito fotosintético que crece en el suelo. En espermatofitas (gimnospermas y angiospermas), lo que normalmente reconocemos como el cuerpo de la planta es sólo el estadío diplonte de su ciclo de vida, creciendo el estadío haplonte "enmascarado" dentro del grano de polen y del óvulo.

Las plantas poseen 3 juegos de ADN, uno en el núcleo, uno en las mitocondrias y uno en los cloroplastos. Los 3 juegos de ADN fueron utilizados por la Botánica Sistemática para inferir relaciones de parentesco entre las plantas.

Los taxones de plantas, como todos los seres vivos, son nombrados y agrupados según los principios de la Taxonomía, que aquí estarán brevemente descriptos.

 ¿Qué es una planta?

Actualmente se denominan plantas a aquellos organismos — individuos o especies — que forman parte del reino Plantae. Ocurre que la circunscripción actual (la definición de lo que ahora abarca) el reino Plantae es diferente de su circunscripción en el pasado, y muy diferente de la del antiguo y abandonado «reino vegetal».

Concepción tradicional de Plantae

Inicialmente la diversidad de los seres vivos fue categorizada como perteneciente exclusivamente a dos reinos: el de los animales ("Animalia") y el de las plantas ("Plantae"). Hasta fines del siglo XIX, eran los dos únicos reinos en los que se agrupaban los seres vivos, y cada grupo nuevo era catalogado bien como animal, o bien como planta. Debido a eso, fueron circunscriptos como "plantas" una diversidad de grupos —actualmente ubicados en otros reinos—, porque conjuntamente poseían la única característica común de no ingerir alimentos como lo hacían los animales. Cuando se encontraba un organismo "dudoso", lo llamaban "animal" si fagocitaba o ingería alimentos, y "planta" si era autótrofo o saprófito. Así fueron llamadas "plantas": las cianobacterias, los hongos, todos los taxones agrupados bajo el nombre de "algas", y las plantas terrestres.

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

En el siglo XX empezaron a surgir nuevos datos. Con el advenimiento del conocimiento de que ni todos los autótrofos, ni todos los heterótrofos que fagocitan o ingieren tenían un respectivo antecesor común —porque esas formas de vida se habían generado muchas veces entre los seres vivos—, y el uso de técnicas más avanzadas (el perfeccionamiento de la microscopía de luz, el surgimiento de la microscopía electrónica y el uso de técnicas bioquímicas para la identificación de organismos), surgió la necesidad de modificar el número de reinos, para agrupar organismos que ya no eran tan similares según la nueva visión. Así fue rápidamente aceptada la existencia de 5 reinos.

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

Entonces quedó como parte del reino Plantae lo que comúnmente conocemos como "plantas terrestres y algas". Definir al reino Plantae a través de sus características se volvió más fácil: pertenecen al reino Plantae todos los organismos eucariotas multicelulares que obtienen la energía para crecer y realizar sus actividades de la luz del Sol, energía que toman a través del proceso de fotosíntesis, proceso que ocurre en sus cloroplastos con ayuda de alguna forma de clorofila. Esto no es óbice para que algunas de ellas, secundariamente, hayan evolucionado hacia una adaptación al saprofitismo, al hemiparasitismo o al parasitismo.

[editar] Origen y evolución

[editar] 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 dias.

[editar] Plantas terrestres

Las plantas terrestres se desarrollaron al aire libre por primera vez aún desde su antiguo orden. Cubrían rocas cercanas a lagos y ríos. A medida que necesitaban menos del agua para su subsistencia comenzaron a crecer y a tomar forma. Por primera vez tuvieron esporas diferenciadas y raíces fijas que daban nutrimentos a la planta.

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.

[editar] De la espora a la flor

Las coníferas por una reproducción más sofisticada y sin necesidad de humedad alguna se convirtieron en el jurásico junto a los helechos en las plantas dominantes. Aunque las angiospermas ya habían aparecido, su desarrollo se hallaba incompleto. Unos 70 millones de años después se adaptaron con la reproducción sexual más sofisticada dentro de las plantas: la flor. Atrayendo insectos, son polinizadas por donde los gametos masculinos caídos de los pedúnculos del estambre pasan por el tubo polínico hasta el ovario donde fecunda al óvulo. La flor se transforma y llega a ser un fruto. Por su jugosidad es consumido por herbívoros y las semillas listas para germinar caen al suelo. Luego del eoceno, las plantas con flores colonizaron el planeta.

[editar] Plantas verdes o Viridiplantae

Artículo principal: Viridiplantae
Almendro
Las plantas terrestres o Embriofitas
Artículo principal: Embriofitas

Debido a sus obvias características en común, muy tempranamente los botánicos se habían dado cuenta de que las "plantas terrestres" compartían todas un antecesor común, y las llamaron Embriofitas (el nombre significa "plantas con embrión").

Algas y colores
Artículo principal: Algas verdes
Véase también: Algas, Algas rojas, y Algas pardas

Entre las "algas", sólo se podían establecer grupos a través de características distintivas más o menos evidentes, entre las cuales el color tomó importancia: las "algas" de color verde eran las "algas verdes", las "algas" de color rojo eran las "algas rojas", las "algas" de color pardo eran las "algas pardas". Agrupar a las algas por su color no es tan arbitrario como parece, ya que el color de una planta es el resultado de la presencia o ausencia de diferentes compuestos químicos en ella, que muy probablemente fueron heredados de un ancestro común. Otros grupos llamados "algas" con características más o menos evidentes eran las "diatomeas" y los "dinoflagelados". Pero las "algas" poseen una cantidad de formas de vida de lo más variopintas, como también adaptaciones y características fisiológicas de lo más diversas, por lo que sus relaciones de parentesco con las embriofitas y entre sí aún se mantenían en la oscuridad.

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".

[editar] 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.

Árbol filogenético del reino Plantae, nótense los eventos de adquisición del cloroplasto, que precedieron a la aparición de las "plantas verdes".

Los cloroplastos presentes en los demás grupos de "algas", como las algas pardas, las diatomeas, etcétera, fueron adquiridos a partir de algas rojas o verdes que ya los poseían, por lo que fueron adquiridos "en forma secundaria".

[editar] Evolución de los sistemas de clasificación y de los reinos

[editar] 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.

[editar] Caracteres diferenciales de las plantas

Aquí definidas como sinónimo de "Embriofitas". Para una discusión más detallada de ese grupo seguir el enlace.

Las plantas son eucariotas que evolucionaron a partir de algas verdes del grupo Chlorophyta durante el Paleozoico, estas algas colonizaron las zonas emergidas, gracias a una serie de adaptaciones a la xerofilia que originaron el grupo de los Embriófitos. Los embriófitos presentan alternancia de generaciones heterofásica y heteromorfa, son plantas adaptadas a la vida terrestre con órganos apendiculares, también llamados cormobiontes.

Los briófitos son pequeñas plantas confinadas a ambientes húmedos, además necesitan agua líquida para la fecundación. En el período Silúrico aparecieron nuevas formas de embriófitos, con mejores adaptaciones a la xericidad, lo que les permitió la conquista de amplios espacios, se considera que las primeras plantas que abandonaron el ambiente líquido y conquistaron la superficie terrestre fueron musgos semejantes al Physcomitrella patens hace ca. 450 millones de años. Esta mejora permitió una radiación masiva en el Devónico lo que les hizo dominar el paisaje. Este grupo presenta, típicamente, cutículas resistentes a la desecación y tejidos vasculares, que transportan el agua a través del organismo, lo que da origen al término "plantas vasculares". El esporófito funciona como un individuo separado.

Leer más: http://es.wikipedia.org/wiki/Plantae


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