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Conceitos sobre botanica

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  • Conceptos básicos de botánica CONCEPTOS BÁSICOS DE BOTÁNICA 1. INTRODUCCIÓN 2. VARIEDAD DE PLANTAS. Clasificación de plantas. Diversidad. 3. PARTES DE UNA PLANTA. RAÍZ TALLO HOJA FLOR SEMILLA FRUTO 4. FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN TRANSPIRACIÓN 5. REPRODUCCIÓN REPRODUCCIÓN VEGETATIVA REPRODUCCIÓN ASEXUAL REPRODUCCIÓN SEXUAL  POLINIZACIÓN  FECUNDACIÓN  GERMINACIÓN 6. TIPOS DE PLANTAS 7. ADAPTACIONES ACUÁTICAS CARNÍVORAS EPÍFITAS Y PARÁSITAS MEDITERRÁNEAS CRASAS TROPICALES 8. EVOLUCIÓN. 9. USOS Y APLICACIONES DE PLANTAS 2
  • Conceptos básicos de botánica 1. INTRODUCCIÓN Animales y plantas, microorganismos, hongos, y bacterias son hasta el momento los seres vivos que habitan el planeta tierra. Son bastante diferentes entre si pero todos realizan lo que se llama funciones vitales: nacer, crecer, reproducirse y morir. Los vegetales o plantas, de los que se conocen más de un millón de especies, fueron los primeros seres vivos que aparecieron en la tierra. No son como los conocemos ahora pero su actividad vital produjo el oxígeno indispensable para la vida animal y cambiaron la atmósfera de la tierra. También proporcionaron alimento para otros seres vivos, los animales. A los seres vivos que fabrican su comida se llama autótrofos (auto- propio, trofos- comida) y los que comen de otros se llaman heterótrofos (hetero- otro). También reciben las plantas el nombre de proveedores o productores primarios, dentro de la terminología de la ecología. Las plantas habitan en todos los ecosistemas de la tierra, frío, calor, de desiertos a polos, por ello tienen diferentes formas y tienen diferentes estrategias para sobrevivir, como perder las hojas por calor (en el trópico) o por frío (en el norte). Estas características les diferencian de los animales; Los vegetales sintetizan su propio alimento mediante la fotosíntesis. Los animales se nutren de alimentos ya elaborados por las plantas y otros animales. Los animales y los vegetales se complementan. Si se encierra una planta muere por falta de dióxido de carbono. Igualmente le sucede a un animal por falta de oxígeno. Si ambos se encierran juntos sobreviven. La planta aprovecha el dióxido de carbono del animal y éste el oxígeno desprendido por la planta. Los vegetales normalmente están fijos en el suelo. Los animales tienen la facultad de moverse y trasladarse de un lugar a otro. Los seres vivos responden a los cambios de ambiente, se llama adaptación. Los animales reaccionan rápidamente a cualquier estímulo. Las plantas también reaccionas a los estímulos pero más lentamente. Estos movimientos se llaman taxias. Los vegetales crecen en grosor y longitud durante toda su vida. Los animales, una vez alcanzada la madurez detienen su crecimiento. Las células presentan los mismos componentes, solo varia la pared celular en los vegetales y los plastos. Las células vegetales tiene tabiques o membranas de celulosa que les dan soporte y rigidez. Las células animales tienen membranas delgadas y flexibles. Como ser vivo, las plantas son organismos formados por muchas células (pluricelulares). El conjunto de células vegetales forma tejidos al igual que los animales. Estos tejidos se agrupan formando órganos especializados en diferentes funciones y en su conjunto forman el organismo completo. Órganos y tejidos son diferentes en los animales y plantas ya que las funciones primarias son diferentes. Las plantas fabrican su alimento y con él hacen sus estructuras. Los animales comen alimento y tienen que degradarlo y rehacer sus estructuras lo que llamamos digestión. Las plantas carnívoras (en realidad las hojas son la parte carnívora) elabora sustancias como los animales para digerir como es la tripsina. 3
  • Conceptos básicos de botánica Si observamos un dibujo de una célula animal y otra vegetal, podemos ver que lo que diferencia las células vegetales de las animales es: - Presencia de pared celular formada básicamente de celulosa que le da rigidez a la célula. Contienen cloroplastos que realizan la fotosíntesis (en su interior tienen clorofila). Tienen una gran vacuola que almacena agua y sustancias de reserva y le da turgencia a la célula. c..aniimall c an ma c..vegettall c vege a 2. PARTES DE LA PLANTA. RAÍZ La raíz son es la parte subterránea de las plantas. Funciones: o Es el órgano encargado de anclar la planta al sustrato. o Absorben agua y sales minerales (por ósmosis) de los espacios aéreos que hay entre las partículas del suelo. o Transporte: conduce el agua y las sales hacia el tallo a través del xilema y el floema. o Acumulan substancias de reserva en sus células, como es el caso de la zanahoria, remolacha, etc. Morfología de la raíz: o o o Caliptra o cofia: Se encuentra en el ápice protegiendo al meristemo apical y ayuda a la raíz a penetrar en el suelo. Zona de crecimiento o alargamiento: Se da el crecimiento primario, es decir, se da un aumento de células que hace que la raíz sea más larga. Zona pilífera: Se encuentran los pelos radiculares o absorbentes. Son estructuras epidérmicas que aumentan la superficie de absorción de la raíz. 4
  • Conceptos básicos de botánica o o o Zona de ramificación: región sin pelos donde se forman las raíces laterales, se extiende hasta la parte más superior de la raíz donde se une al tallo. El extremo de la raíz está revestido de mucígel, envoltura viscosa constituida por mucílago (polisacáridos), que la protege contra productos dañinos y previene la desecación. Las raíces tienen una epidermis externa que recubre la corteza del parénquima (tejido compacto) y un cilindro central de tejido vascular, lo que facilita que las raíces resistan las fuerzas compresoras cuando crecen y les facilitan el transporte. En condiciones normales, el crecimiento de la raíz depende sobre todo de la gravedad y de la presencia de agua. La raíz crece hacia abajo salvo que disponga de mucho agua en la superficie del suelo. A parte del crecimiento primario, se produce un crecimiento secundario que interviene en la formación de la corteza que recubre las raíces. Tipos de raíces: Adventicias o fasciculadas: Brotan de los tallos (maíz). 5
  • Conceptos básicos de botánica Aéreas: Brotan en el exterior y ayudan a sujetar la planta (orquídeas). Pivotante: Raíz engrosada que acumula nutrientes. Tuberosa: Almacenan sustancias de reserva. Axonomorfa: un eje principal y ramificaciones secundarias. 6
  • Conceptos básicos de botánica TALLO El tallo es el órgano sobre el que se desarrollan las hojas y las flores, suele ser aéreo, erguido y alargado, aunque en algunas plantas presenta una estructura modificada. Funciones: o o o Conduce el agua y las sales minerales absorbidos por la raíz hacia las hojas (xilema). Conduce los alimentos producidos por las hojas hacia el resto de de planta (floema). Almacena agua y sintetiza alimentos (cactus). Morfología del tallo: o o o o o o Tallo principal: Es el tallo a partir del cual comienzan a desarrollarse los tallos secundarios. Yemas: A partir de las cuales se desarrolla el crecimiento de los tallos. Están protegidas por unas hojitas llamadas primordios foliares. A partir de las yemas axilares salen las hojas y las flores. Nudo: Es el lugar en el cual se unen las hojas al tallo. Entrenudos: Son el espacio del tallo que se encuentra entre dos nudos. La capa externa del tallo se denomina epidermis. Los tejidos conductores (haces vasculares; xilema y floema) se encuentran en el interior del tallo, que se prolongan por las hojas donde reciben el nombre de nervios. El crecimiento en grosor del tallo es diferente según las plantas, ya que en algunas no existe el cambium, o tejido de crecimiento en grosor de las plantas leñosas, por ello ; ( ver luego ) En monocotiledoneas, únicamente se da crecimiento primario, es decir, estas plantas crecen en grosor hasta un tamaño determinado y a partir de aquí, sólo crecen en altura. En dicotiledóneas, los haces se agrupan en un anillo cilíndrico, donde encontramos la médula en su interior y la corteza en la cara exterior del cilindro. Además del crecimiento primario, estas plantas tienen crecimiento secundario (en grosor) que se da a partir de una capa de células situada entre el xilema y el floema llamada cambium que, en la época de crecimiento, se divide de forma activa generando células del xilema hacia el interior y células del floema hacia el exterior. A medida que el cambium crece, el diámetro del tallo aumenta dando lugar a los anillos de crecimiento que nos ayudan a saber la edad aproximada del árbol, ya que cada dos anillos (uno de floema y uno de xilema) representa un año. 7
  • Conceptos básicos de botánica Tipos de tallos: o Herbáceos: blandos y verdes, no es leñoso. o Leñosos: duro y resistente, generalmente no es verde, también denominado tronco. o Tallos modificados: Tubérculos, rizomas, bulbos,… HOJA Las hojas son apéndices laterales del tallo con crecimiento limitado donde se realizan la fotosíntesis y el intercambio gaseoso. Tipos de hojas: 1. Cotiledones: hojas embrionales que aparecen tras la germinación de la semilla. Hay dos o más en gimnospermas, dos en dicotiledóneas y una en monocotiledóneas. 2. Catafilos: hojas normalmente incoloras de función protectora. 3. Nomófilos: hojas normales. Realizan la función de fotosíntesis (captan la luz y la transforman en energía química) y facilitan el intercambio gaseoso. Tienen una duración:  Plantas perennes: 2-3 años.  Plantas caducas: un periodo vegetativo.  En Welwitschia las hojas duran toda la vida y son de crecimiento continuo. 4. Hipsofilos o brácteas: hojas verdes que protegen o acompañan a las flores. 5. Antófilos: hojas que forman las flores. 8
  • Conceptos básicos de botánica Partes de una hoja: La hoja típica consta de diversas partes que son el limbo, el peciolo y la base foliar. El limbo es la superficie laminar, con frecuencia verde y muy delgada, que tiene una cara superior (haz) y una cara inferior (envés) y que está recorrida por nervios (haces conductores por donde circula el agua y los nutrientes). Según el limbo, podemos diferenciar las hojas en simples (un único limbo) o en compuestas (el limbo está dividido en hojas separadas llamadas foliolos). El peciolo es el pedúnculo que une el limbo con el tallo. La base foliar o vaina es la parte por donde la hoja queda unida al nudo de un tallo. 9
  • Conceptos básicos de botánica Las hojas pueden clasificarse por: la forma del limbo, la forma del margen, la forma de la base… 10
  • Conceptos básicos de botánica Estructura de la hoja: La hoja está cubierta por una epidermis, que en ocasiones, está recubierta por sustancias impermeables formando una cutícula. En el interior de la hoja se encuentra el mesófilo formado por parénquima, dividido en parénquima clorofílico lagunar y el parénquima clorofílico en empalizada. Es aquí donde se encuentran las células ricas en cloroplastos, en cuyo interior se realiza la fotosíntesis. En el centro de la hoja se encuentran los haces conductores (xilema y floema). En la epidermis de la hoja encontramos los estomas, que son una estructura formada por dos células que pueden separarse entre ellas, abriendo un poro (ostiolo) por el cual se produce el intercambio gaseoso. 11
  • Conceptos básicos de botánica FLOR La flor es el órgano sexual de la planta. Partes de la flor: - Sépalos > hojas de color verde en la parte más externa. El conjunto de sépalos forma el cáliz. - Pétalos > hojas grandes, brillantes y coloridas que se encuentran en el interior de los sépalos. Envuelven las estructuras reproductoras. El conjunto de pétalos forma la corola. - Androceo > órgano reproductor masculino. Está compuesto por los estambres. Cada estambre consta de un filamento y una antera, la cual contiene en su interior los granos de polen (gametos masculinos). - Gineceo > órgano reproductor femenino. Está formado por uno o más carpelos. Cada carpelo consta de ovario (en su interior está el óvulo o primordio seminal), estilo y estigma. Tipos de flor: - Flor simple > una sola flor al final de cada rama, como una rosa, una amapola… - Flor compuesta > grupos de flores en una misma rama. Se ramifica de diferentes formas y recibe el nombre de Inflorescencia. Un ejemplo son las margaritas, los girasoles, el romero, el tomillo, el plátano, etc. 12
  • Conceptos básicos de botánica FRUTO El fruto es el ovario fecundado y maduro que contiene la semilla que es el óvulo fecundado. Su principal función es la protección y dispersión de las semillas. Clasificación: Se clasifican según el nº de ovarios: - - - Fruto simple > un ovario simple desarrollado a partir de un carpelo de una sola flor. Pueden ser secos (guisante, bellota, avellana…) o carnosos (cereza, tomate, manzana…). Fruto complejo > se desarrollan a partir de ovarios de muchas flores formando una estructura que parece un solo fruto y además tienen otras partes de la flor (fresa, granada…). Frutos compuestos > se desarrollan a partir de muchos ovarios de una inflorescencia (higo, piña…). Frutos agregados > se desarrollan a partir de una sola flor que tiene varios carpelos, formándose frutos “independientes” pero en la misma flor (mora, frambuesa). Ejemplos de frutos: Fruto seco: 13
  • Conceptos básicos de botánica Fruto carnoso: SEMILLA La semilla es el embrión de la planta que ha alcanzado la madurez y se encuentra en estado de “vida latente”. Puede permanecer en este estado durante mucho tiempo, según la especie. Cuando la semilla encuentra las condiciones ambientales adecuadas, germinará. Está formada por tres elementos: - Embrión > planta diminuta con uno o dos cotiledones. - Endospermo > tejido de reserva alimentario de la semilla. - Tegumento > cubierta exterior que actúa de defensa y evita la pérdida de agua de la semilla. La semilla presenta una propiedad importante que está relacionada con el tipo de fruto y su forma. Esta propiedad le capacita para poder asegurar la supervivencia de la especie. A veces es difícil el crecimiento de la planta joven bajo la planta madre, por ello las semillas presentan mecanismos de dispersión que aseguran que algunas semillas encuentren condiciones adecuadas para germinar y crecer. Actualmente las semillas representan la manera de conservar las especies para el futuro, mediante los Bancos de Germoplasma, las instituciones públicas y los jardines botánicos. Se ha construido un enorme banco de germoplasma en el polo norte donde se han depositado las semillas tanto de plantas agrícolas como las más amenazadas y que proceden de todos los países del mundo. El banco global de germoplasma es el intento de garantizar para el futuro la flora del planeta así como las plantas agrícolas. 14
  • Conceptos básicos de botánica MECANISMOS DE DISPERSIÓN: DISPERSIÓN AGENTE DISPERSIVO ANEMÓCORA Aire CARACTERÍSTICAS DE LA DIÁSPORA - - Tamaño pequeño Alta relación superficie/volumen Aplanadas Plumas o alas DISTANCIA DE DISPERSIÓN EJEMPLOS Amplia Diente de león Tipuana Tilo Vilano Algodón) HIDRÓCORA Agua - Flotabilidad Cubiertas impermeables Amplia Coco ENDOZOÓCORA (interior) Animales - Comestibles Cubiertas gruesas o mucilaginosas Amplia, media y corta Madroño 15
  • Conceptos básicos de botánica Sapindus Dátiles DISPERSIÓN MECÁNICA Mecanismos explosivos - Pequeñas y ligeras Corta y media Cercis Amapola ANTROPOZOÓCORA Hombre - Comestible para él y sus animales Amplia Frutales en general 3. FOTOSÍNTESIS Y RESPIRACIÓN Foto significa luz. Síntesis significa hacer algo a partir de otros. La fotosíntesis supuso la revolución en la vida. Los organismos capaces de realizar esta función se convirtieron en productores, produciendo su propio alimento, no buscándolo, por ello no tienen estructuras para buscar, digerir, masticar o asimilar alimentos, sino que tienen una estructura diferente para realizar funciones diferentes. Eso es un vegetal, planta, ser vivo. 16
  • Conceptos básicos de botánica ¿Como es este proceso? Para realizar este proceso hace falta: Estructuras o maquinaria adecuada: cloroplastos, la clorofila. Elementos que combinan entre: agua, CO2, luz. Espacio donde realizarla: la hoja, el tallo cuando allí hay cloroplastos, incluso puede haber en la raíz. Como funciona, ¿que ocurre? La clorofila es una molécula parecida a la hemoglobina de la sangre, tiene facilidad para captar CO2. También es como una placa solar ya que recoge la luz del sol (haces de luz formado por paquetes de luz llamados fotones). La magia del proceso reside en que a partir de dos sustancias abundantes en el planeta Tierra (agua y luz), las plantas fueron capaces de cambiar la atmósfera haciendo posible la vida animal, o la vida de otras maneras. La energía de la luz ayuda a que el CO2 y el agua H2O, formen un compuesto, la glucosa C6H12O6. CO2 + H2O = C6H12O6 + O2 Durante la fotosíntesis, La energía de los fotones són la fuerza necesaria para combinar el dióxido de carbono con el agua y formar glucosa. De este proceso se obtiene oxígeno como producto de desecho que se libera al aire, proporcionando a la atmósfera el elemento para la vida animal. La fotosíntesis se produce en el interior de unas estructuras especializadas llamadas cloroplastos, que se encuentran en el interior de las células (normalmente se encuentran en las hojas). Los cloroplastos son unas bolsas que contienen clorofila, un pigmento de color verde que absorbe la energía de la luz solar. Estructura de un cloroplasto 17
  • Conceptos básicos de botánica Los pigmentos absorben la luz de diferentes longitudes de onda para así aprovechar mejor las diferentes intensidades que tiene la luz en las diferentes estaciones. Clorofila: absorbe sobretodo luz roja, violeta y azul (reflejan el color verde). Carotenos: absorbe el verde y el azul (refleja el color amarillo-naranja). La gran concentración de clorofila en las hojas hace que se tiñan de color verde, al igual que su presencia en otros tejidos como el tallo (adaptación de algunas plantas para captar mayor cantidad de luz solar). En algunas hojas la clorofila está enmascarada por otros pigmentos (algunas hojas tienen colores rojizos). En otoño, la clorofila de las hojas de los árboles se descompone y otros pigmentos (que se encontraban tapados por la clorofila) ocupan su lugar. Por ello se observan colores como amarillo, pardo o rojizo. La luz (del latín lux, lucis) es una onda electromagnética, compuesta por partículas energizadas llamadas fotones, capaz de ser percibida por el ojo humano y cuya frecuencia o energía determina su color. La luz visible (al ojo humano) forma parte de una estrecha franja que va desde longitudes de onda de 380 nm (violeta) hasta los 780 nm (rojo). Los colores del espectro se ordenan como en el arco iris, formando el llamado espectro visible. RESPIRACIÓN La respiración es el proceso de obtención de energía por la planta a partir de la glucosa obtenida en la fotosíntesis. Esta energía es utilizada para realizar todos los procesos de la planta. Tiene lugar en las mitocondrias. No necesita la presencia de la luz solar, por lo tanto las plantas respiran de día y de noche. (Pero sólo hacen la fotosíntesis durante el día). TRANSPIRACIÓN La transpiración es el paso de vapor de agua de la hoja a la atmósfera. Tiene lugar en los estomas. Un árbol grande puede perder cientos de litros de agua en un solo día seco y caluroso. El grado de evaporación de agua por una planta depende de factores como la temperatura, la humedad relativa del ambiente, el viento, la luminosidad y el suministro de agua a la planta. 18
  • Conceptos básicos de botánica Gracias a la transpiración, las plantas extraen con sus raíces grandes cantidades de agua del suelo, la cual contiene sales minerales disueltas. De esta manera obtienen no sólo el agua necesaria para mantener su hidratación, sino el nitrógeno, fósforo, azufre y los cationes minerales necesarios para su nutrición autótrofa. De esta manera, cuando una planta, obligada por la sequía, cierra sus estomas y limita su transpiración, deja a la vez de alimentarse. Las plantas de climas estacionalmente secos, semiáridos o desérticos han desarrollado en su evolución mecanismos especiales, como agujas, hojas gruesas recubiertas de una cutícula cérea o de tricomas, para reducir este proceso y la pérdida de agua. 4. REPRODUCCIÓN Reproducirse significa hacer un nuevo individuo. En las plantas esto puede ocurrir de diferentes maneras pues tienen propiedades en sus células que no tienen los animales. A partir de un trozo de planta como una rama se puede desarrollar una nueva planta. A este tipo de reproducción se le llama reproducción vegetativa. Si dos células llamadas gametos (microscópicas, un óvulo como gameto femenino y un espermatozoide como gameto masculino) se unen, forman un nuevo individuo. Esta se llama reproducción sexual pues hay intercambio de información genética. Si se produce una planta a partir de una célula que crece y se desarrolla llamada espora, se conoce como reproducción asexual. En las plantas ocurren los dos tipos sexual y asexual de manera que su reproducción se realiza como un ciclo con fases. 19
  • Conceptos básicos de botánica REPRODUCCIÓN VEGETATIVA Muchas plantas pueden reproducirse por ellas mismas mediante la reproducción vegetativa. En este proceso, una parte de la planta se separa, enraíza y crece como una nueva planta. La reproducción vegetativa es un tipo de reproducción asexual, ya que solo interviene un solo progenitor y los gametos no se fusionan. Las plantas hacen servir distintos procedimientos para reproducirse vegetativamente. Un ejemplo son los tubérculos de las raíces (raíces engrosadas) que desarrollan tallos, como por ejemplo, el moniato. Otras estructuras propagativas son los estolones, tallos que se arrastran por el suelo y enraízan formando nuevas plantas. REPRODUCCIÓN ASEXUAL Muchas plantas no tienen flores ni producen semillas (helechos, musgos, hepáticas…). Se multiplican por medio de unas estructuras minúsculas y simples llamadas esporas. Los helechos producen esporas bajo sus hojas en unas estructuras llamadas esporangios. Los esporangios se agrupan en zonas llamadas soros. 20
  • Conceptos básicos de botánica Cuando las esporas maduran, los esporangios se rasgan y lanzan al aire las esporas para que el viento las disperse. Las esporas son mucho más pequeñas que las semillas, y pueden ser llevadas por el viento a miles de kilómetros de su origen. Además pueden sobrevivir en condiciones adversas, como la sequía o las temperaturas extremas. REPRODUCCIÓN SEXUAL 1. POLINIZACIÓN La polinización consiste en el transporte del polen (que contiene los gametos sexuales masculinos) desde la antera (parte del órgano reproductor masculino) hasta el estigma (parte del órgano reproductor femenino). Este proceso puede tener lugar en una misma flor (autopolinización) o entre flores de distintas plantas de la misma especie (polinización cruzada). Los agentes polinizadores que existen son: - El viento > polinización anemófila. Las flores suelen ser pequeñas, poco llamativas y sin aroma. Producen grandes cantidades de polen fácilmente transportable hacia otras flores. Ej. El Ginkgo. - Los insectos > polinización entomófila. Las flores se caracterizan por sus colores brillantes, por su aroma y por la producción de néctar, del cual se alimentan los insectos. Estos caracteres atraen los insectos, y los granos de polen que suelen tener ganchos se enganchan a éste cuando visita una flor y así transfieren el polen a la siguiente flor que visitan. Una de las plantas más adaptadas a este tipo de polinización son las orquídeas. - Las aves - El agua 21
  • Conceptos básicos de botánica 2. FECUNDACIÓN La fecundación es la fusión de los gametos (células sexuales) masculinos y femeninos para producir un zigoto (embrión). Después de la polinización, los gametos masculinos que están dentro de los granos de polen que están en el estigma, se unen al gameto sexual femenino que está dentro del ovario de la flor y se formará un zigoto que crecerá hasta convertirse en el embrión de la planta. La parte externa del primordio seminal forma una cubierta (cubierta de la semilla) y la parte externa del ovario forma una capa llamada pericarpio alrededor de la semilla. El conjunto del pericarpio y la semilla formarán el fruto. 3. GERMINACIÓN La germinación se produce cuando brotan las semillas. Las semillas constan de un embrión y de un depósito de nutrientes (endospermo) envueltos por la testa (cubierta). Después de la dispersión desde la planta madre, las semillas se secan y entran en un periodo de vida latente. Cuando las condiciones ambientales son favorables (humedad, oxigeno, calor…), se produce la germinación. En un principio, la semilla absorbe agua, el embrión empieza a utilizar la reserva de alimento y la radícula se hincha perforando la testa. A partir de aquí empieza el crecimiento de la nueva planta. 5. VARIEDAD DE PLANTAS. Clasificación de plantas Para clasificar un ser vivo, animal o planta existe una jerarquía, de los que podemos considerar seis niveles básicos (taxones): Categoría Reino Phylum / División Clase Orden Familia Género Especie Ejemplo Plantae Pinophyta Pinopsida Pinales Pinaceae Pinus pinea Ejemplo Animalia Chordata Mammalia Cetaceae Delphinae Delphinus delphis 22
  • Conceptos básicos de botánica La categoría taxonómica fundamental es la ESPECIE. Las especies se nombran utilizando dos palabras en latín, primero el género y después la especie siempre en minúscula, y los dos nombres escritos en cursiva. El nombre científico en las plantas se acompaña de la abreviatura del autor que lo describió por primera vez. Ej. Pinus pinea L. (pino piñonero) y la L. corresponde a Lineo (Carl von Linné). o o o Los organismos pertenecen a la misma especie cuando: Poseen un importante nº de caracteres en común. Son interfértiles (se pueden reproducir entre ellos y formar poblaciones). En condiciones naturales no intercambian estos caracteres con el resto de organismos (si se reproducen con otras especies, nacen individuos híbridos estériles). Diversidad de plantas Existen más de 300000 especies de plantas, con una gran variedad de formas y estilos de vida. Esta diversidad refleja adaptaciones de las plantas para sobrevivir en un amplio rango de hábitats. Los principales phylum o grupos de de plantas terrestres son: 23
  • Conceptos básicos de botánica a) BRIÓFITOS. Son los musgos y hepáticas. Hepática Musgo • Son las primeras plantas que colonizan la tierra. • Pequeñas y de crecimiento lento. • No tienen tejidos de conducción (ni raíz, ni tallo ni hoja verdadera), se unen al suelo mediante rizoides. • Viven en hábitats húmedos, y absorben agua a través de todo su cuerpo (no tienen xilema ni floema). Además, como no tienen cutícula que les impermeabilice, son sensibles a la deshidratación. • Son beneficioso porque son formadores del suelo, junto con los líquenes, y favorecen la retención del agua en el suelo. • El ciclo biológico tiene dos fases: 1. La planta verde (gametófito) produce gametos masculinos y femeninos (células sexuales), que se fusionan en un medio acuoso y forman un zigoto. 2. El zigoto se desarrolla dando lugar al esporófito (filamento que termina en una cápsula que contiene esporas llamad esporangio). Después las esporas se liberan y germinan para producir nuevas plantas verdes. Esporofito Gametofito Zigoto 24
  • Conceptos básicos de botánica b) PTERIDÓFITOS. Son los helechos, equisetos y licopodios. • Son plantas terrestres primitivas (aparece la lignina), que aparecen en lugares húmedos y sombríos. • Son las primeras plantas que tienen tallo, raíz y hojas, y sistemas vasculares (xilema y floema) que transportan agua, minerales y alimentos. • A diferencia de las plantas superiores, no se reproducen por semillas. • Su ciclo biológico se divide en dos fases: 1. La planta verde (ahora esporófito) produce esporas en los esporangios. 2. Las esporas son liberadas y germinan para dar lugar a una pequeña planta (gametófito) de vida corta que produce gametos masculinos y femeninos. Los gametos se fusionan en medio acuoso para dar lugar al zigoto, que se desarrolla formando de nuevo el esporófito. Esporofito Gametófito Diferencias: HELECHOS EQUISETOS LICOPODIOS Con aspecto de palmera pequeña. Las hojas se llaman FRONDES. Son grandes y pinnadas. Tallos verdes y erectos con ramas dispuestas en espiral. Las hojas son pequeñas y se disponen en espiral alrededor del tallo. En el extremo del tallo se sitúa el estróbilo (conjunto de esporangios). Tiene estróbilos en el extremo de algunos tallos. Los esporangios se agrupan en el envés de la hoja en estructuras llamadas SOROS. 25
  • Conceptos básicos de botánica También llamado “cola de caballo”. c) CORMÓFITOS. Plantas superiores de porte arbustivo o arbóreo con raíces, tallos y hojas y un sistema vascular bien desarrollado. Se reproducen por semillas. Se encuentran en la mayoría de los ambientes terrestres y en muchos ambientes acuáticos. Estas plantas se dividen en dos grupos, según donde se desarrolle esta semilla: C1) GIMNOSPERMAS. Tienen semillas desnudas, las cuales no están rodeadas de un fruto. Son plantas leñosas. Podemos distinguir tres clases de gimnospermas: Cycas. Árboles pequeños parecidos a las palmeras, pero no tienen nada que ver con ellas. Son plantas muy primitivas, están en el planeta hace 200 millones de años. El crecimiento es uno de los más lentos del mundo vegetal, pueden crecer 1cm cada 10 años. 26
  • Conceptos básicos de botánica Características primitivas: i. Son dioicas, con pié masculino y pié femenino. ii. Las estructuras reproductoras son conos macizos de tamaño desproporcionado que crecen en el centro de la planta. iii. Una excepción es la Cyca revoluta, ya que la planta masculina desarrolla un gran cono leñoso mientras que la planta femenina desarrolla una especie de nido donde contiene los óvulos. Ginkgo. Es un árbol fósil ya que existe sobre el planeta hace 150 millones de años (amigo de los dinosaurios). El Ginkgo biloba L. es la única especie que existe en la actualidad. Características primitivas: 1. Planta dioica, con pié masculino y pié femenino. 2. Hojas bilobuladas, en forma de abanico y no tienen nervio central. 3. El árbol femenino, libera los óvulos al medio y éstos son fecundados por el polen que le llega por el viento. 4. Los óvulos contienen “ácido butírico”, que huele a huevos podridos como defensa a la depredación. 5. Poco pirófito (es muy resistente al fuego). Es originario de China, y allí era considerado un árbol sagrado. Lo plantaban alrededor de los templos para protegerse de los incendios. Además utilizaban sus hojas como moneda de cambio en los mercados. También es el árbol de la buena suerte, incluso se comían los “frutos” en las bodas para dar suerte a los novios. 27
  • Conceptos básicos de botánica Coníferas. Árboles altos que dominan los paisajes forestales templados-fríos. Los más representativos son:  Con hojas en forma de aguja: pinos, abetos, secuoyas y enebros.  Con hojas en forma de escama: cipreses, sabinas y enebros. Características: 1. Plantas monoicas, las cuales tienen las estructuras reproductoras masculinas y femeninas separadas pero en un mismo pié. 2. Estas estructuras reproductoras tienen forma de cono y se diferencian en: o Las piñas masculinas  conos pequeños que producen muchos granos de polen (microsporas). o Las piñas femeninas  conos leñosos (piñas) formados por un conjunto de brácteas en cuya base se localizan los óvulos. A diferencia del ginkgo y de las cycas, el óvulo está protegido por una estructura (escamas), por eso, los científicos hablan ya de “estructura floral” aunque no es una flor verdadera. Ciprés 3. 4. 5. Tienen un crecimiento lento (decenas de años). Producen resinas tóxicas que evitan el desarrollo de otras especies alrededor del árbol y les sirve de protección frente al ataque de insectos. El ciclo biológico empieza en la fecundación por el viento de un óvulo por un grano de polen. Se forma un embrión que pasará por un estado de latencia (semilla) hasta encontrar unas condiciones idóneas para germinar. Después se desarrollará la planta verde (esporófito) que al madurar, desarrollará los gametófitos masculino y femenino (conos) que formaran los gametos. 28
  • Conceptos básicos de botánica C2) ANGIOSPERMAS (Plantas con flores). Tienen los primordios seminales (óvulos) dentro de un ovario. Cuando este óvulo es fecundado se convierte en semilla y el ovario en el fruto. Por tanto, tienen las semillas dentro de un fruto. Son fanerógamas (producen flores) y espermatofitas (producen semillas). La flor es una característica de las angiospermas que aumenta las posibilidades de una reproducción con éxito. Hay dos grupos de angiospermas: a. MONOCOTILEDÓNEAS. Tienen semillas con un solo cotiledón (hoja embrionaria). Fundamentalmente, son plantas herbáceas. Las hojas son estrechas y con una nerviación paralelinervia, sin peciolo y con una vaina que rodea el tallo. 29
  • Conceptos básicos de botánica Raíces secundarias que superan la raíz principal (fasciculada). Los componentes de la flor aparecen en múltiples de tres, no se pueden distinguir los sépalos de los pétalos (tépalos). Los tejidos vasculares (de transporte) están distribuidos en haces por todo el tallo. No tienen cámbium por lo que no tienen crecimiento en grosor y, por tanto, no producen madera. b. DICOTILEDÓNEAS. Tienen semillas con dos cotiledones. Son plantas leñosas y herbáceas. Las hojas son anchas, con nervio central y nervios secundarios (pinnada) y con peciolo. Las partes de la flor se encuentran en múltiples de 4-5, los sépalos normalmente son pequeños y verdes y los pétalos son grandes y de colores. Los haces vasculares están dispuestos en anillo dentro del tallo y tienen cambium, por lo que si que tienen crecimiento en grosor, y en algunas se produce madera. 30
  • Conceptos básicos de botánica Raíz principal más larga que las secundarias (axonomorfa). En resumen: 31
  • Conceptos básicos de botánica 6. ADAPTACIONES ACUÁTICAS Son plantas hidrófilas porque viven rodeadas total o parcialmente de agua. Hojas: o Toda la epidermis puede intercambiar sustancias y gases con el medio, por lo que no tienen cutícula. o El mesófilo está formado por un parénquima con grandes espacios intercelulares. o El xilema falta en muchas plantas acuáticas. Tallo: o o Tiene grandes espacios intercelulares que favorecen la difusión de los gases y la flotabilidad, son los parénquimas aeríferos. El tejido esquelético es escaso, pues la sustentación del agua lo suple. CARNÍVORAS 32
  • Conceptos básicos de botánica Plantas que se alimentan de insectos. Las plantas carnívoras viven en ambientes tropicales (generalmente con mucha lluvia) por lo que se encuentran con el problema de que el agua de lluvia arrastra los nutrientes del suelo hacia capas profundas y las raíces de estas plantas no alcanzan estos nutrientes. También crecen en turberas y zonas de alta montaña donde hay poca descomposición de la materia orgánica y por tanto no hay suficientes nutrientes disponibles. En general, crecen en suelos pobres en nutrientes. Para solucionarlo obtienen estos nutrientes de los insectos. Hojas: a. Formas acopadas. b. c. Glándulas en las hojas que atraen, retienen y digieren a los insectos que las tocan. Hojas con movimiento. EPÍFITAS Y PARÁSITAS Las plantas epífitas son aquellas que viven sobre otras plantas. Pueden obtener los nutrientes de la atmósfera o de la planta sobre la que están. En este último caso, se llamas parásitas. Un ejemplo de plantas epífitas son las orquídeas y plantas trepadoras. 33
  • Conceptos básicos de botánica Hojas: a. Espinas en el margen de la hoja para sujetarse. Tallos: a. Con zarcillos: Tallos transformados para enrollarse alrededor de un objeto. (Vid) b. Con espinas: Su finalidad es sujetar la planta y defenderse contra el ataque de los herbívoros. (Zarza) c. Volubles: Tallos flexibles que se enroscan alrededor de otras plantas (Judía). d. Con raíces adherentes: Tallos que desarrollan raíces aéreas para sujetar la planta a otras superficies. (Hiedra). 34
  • Conceptos básicos de botánica e. Con prolongaciones del tallo que les ayudan a adherirse a la pared o otras superficies. Raíces: a. Raíz verde que tiene una gruesa epidermis donde retiene agua (orquídeas). MEDITERRÁNEAS La vegetación mediterránea está sometida a unas condiciones climáticas caracterizadas por la presencia de un verano bastante caluroso, durante el cual las precipitaciones son prácticamente inexistentes. Estas plantas, al vivir en ambientes donde las precipitaciones son escasas, deben soportar periodos más o menos prolongados de sequía. Para sobrevivir necesitan controlar la pérdida de agua. Son plantas xerófitas porque viven adaptadas a la falta de agua. Hojas: Reducción del tamaño de las hojas, llegando a ser, en algunas plantas, espinas. 35
  • Conceptos básicos de botánica Coriáceas (Acumulan sustancias como la lignina para endurecer las hojas). Se conoce como esclerofilia. Se recubre el haz de las hojas con ceras impermeables formando una cutícula gruesa. Pelos que recubren la hoja para reflejar la luz y evitar la transpiración. Ej. Romero. Tallos: a. Cortezas muy gruesas. b. En medios con gran concentración de sales, algunas plantas absorben el agua con las sales y después las expulsan. Ej. Limonium. c. Con aspecto de hoja. Ej. Rusco. 36
  • Conceptos básicos de botánica d. Tallos aplanados. CRASAS Las plantas crasas son plantas xerófitas adaptadas a un ambiente extremo sin apenas agua como lo es el desierto (pueden pasar muchos años sin llover). Estas plantas tienen muchas características de las que hemos citado antes, pero fundamentalmente se caracterizan por acumular agua en su interior. Hojas: a. Hojas carnosas. b. Transformación de las ramas en tallos aplanados (platicados). c. Transformación de las hojas en espinas. Tallos: o Tallos suculentos. 37
  • Conceptos básicos de botánica o En plantas que reducen las hojas o las pierden aparecen tallos con parénquima clorofílico (realizan la función clorofílica). TROPICALES Las plantas tropicales viven en ambientes muy húmedos y con una temperatura bastante constante a lo largo del año, pero son plantas que compiten por la luz. Hojas: o Suelen ser hojas grandes para captar una máxima cantidad de luz con un nervio central grande. o Pueden presentar otros pigmentos, además de la clorofila, para captar luz de distinta longitud de onda (distinto color). o Las hojas presentan perforaciones para dejar pasar la luz a las hojas inferiores. Tallos: o Tallos volubles (lianas) que elevan las hojas. 38
  • Conceptos básicos de botánica o El tallo dispone de un parénquima clorofílico para aumentar la captación de luz. Ej Brachichiton Raíces: o Raíces aéreas: absorben el agua de la atmósfera y ayudan a sujetar la planta al suelo. 7. EVOLUCIÓN. La evolución significa los cambios producidos desde el comienzo de la vida en la tierra hasta nuestros días. Todos los eres vivos proceden de células que a lo largo de enormes periodos de tiempos han ido modificando se hasta lo que hoy conocemos. En la evolución de las plantas existen básicamente dos tendencias evolutivas: 1. Reducción del gametofito y de los gametos o células sexuales. En las plantas primitivas, como por ejemplo los musgos, el gametofito era muy grande. La planta que conocemos corresponde al gametófito y la fase en que la planta se encontraba de esta forma era muy larga en relación con todo su ciclo vital. Los gametos masculinos llegaban hasta los femeninos a través del agua. Después, el gametófito se fue reduciendo hasta alcanzar su máxima reducción en plantas angiospermas, quedando protegido por la flor. Además, las plantas han pasado de ser monoicas (un solo sexo) como las cycas (plantas masculinas o plantas femeninas) o como las coníferas (flores masculinas y femeninas pero en un mismo pie) a ser dioicas (los dos sexos en la misma flor). 39
  • Conceptos básicos de botánica 2. Desarrollo de un sistema vascular complejo. Las plantas primitivas no tienen vasos conductores por lo que absorben el agua a través de todo su cuerpo. Al pasar de una vida acuática a una vida terrestre, las plantas tuvieron que desarrollar conductos que aseguraran que llegaba el agua y los nutrientes del suelo a todas las partes de la planta y para ello desarrollaron sistemas complejos de conducción como son el xilema y el floema. Además, estos conductos más o menos rígidos ayudan a las plantas superiores a mantenerse erguidas. 8. USOS Y APLICACIONES DE PLANTAS La etnobotánica estudia el aprovechamiento de las plantas por el hombre, estudia las propiedades medicinales, tintóreas, alimenticias y un sin fín de cosas de las cuales las plantas representan el proveedor. La alimentación humana se basa en 15 plantas fundamentales y otras muchas que son también las que se corresponden a diferentes culturas. El maíz, la patata y el tomate son plantas originarias de América que han pasado a formar la base de las dietas, junto con el arroz y el trigo. Las plantas constituyen la base de la alimentación ya que los animales herbívoros son la base de los carnívoros. Las verduras, frutas, legumbres y hortalizas son alimentos de origen vegetal. El azúcar y el aceite, son elementos básicos de la cocina, son productos de origen vegetal. Pero hay otros muchos alimentos que son nuestra dieta cotidiana, como cereales, mermeladas, jugos, pan, pasta, arroz, patatas y ensaladas, todos de origen vegetal. También escribimos sobre plantas (papel), nos sentamos en plantas (madera) y vestimos con plantas (el algodón o el lino). Las medicinas proceden en ocasiones de plantas, como por ejemplo la aspirina que es un componente de la corteza del sauce, por ello recibió el nombre de acetilsalicílico ya que el nombre científico del sauce es Salix. 9. BIBLIOGRAFÍA - Ibars, A., Apuntes de Organografía vegetal comparada para Ciencias Biológicas, Universitat de Valencia. Kindersley, D., Diccionari visual altea de les plantes, 1992. Strasburger, Tratado de Botánica, 35 edición, 2004. Enciclopedia Microsoft Encarta 2002. www.monografías.com 40