Origen de las plantas terrestres

• El origen de las plantas terrestres (sensu Lewis & McCourt, 2004). Las primeras plantas terrestres (grupos fósiles; por ejemplo Rhynia, Zosterophyllum y Trimerophyton).

• Lo que sigue es sensu APG III 2009 y Chase & Reveal 2009.

• Traqueófitas con esporas (“Helechos”) y grupos ancestrales. Subclases: Lycopodiidae, Equisetidae, Marattiidae, Ophioglossidae, Polypodiidae y Psilotidae.

El origen de la vida • 4000 MA se estima que comenzó la vida en los

océanos.

• Clorofila: aprovechar radiación solar (O2 a la atmósfera).

• Musgos: primeras plantas con hojas y c/lignína pero no aéreas.

• +470 M.a.: primeras plantas terrestres pequeñas.

• +300 M.a.: formas de vida arborescentes (Calamites, Equisetites) se piensa que se originaron en ambientes pantanosos, junto a Pteridospermófitos (helechos con semillas).

Gonduana 450 425 m.a. 342 m.a. Pangea 255 m.a. 65 m.a.

Origen de

primeras

plantas ca.

475 m.a.

Origen de

plantas

vasculares

Diversificación

de embriófitas

basales.

Aparición de

plantas

seminíferas ca.

385 m.a.

Licófitos y

Calamites

arborescentes en

bosques

pantanosos.

Primeras

coníferas

aparecen en el

Carbonífero.

Ginkgo y Cycas.

Mayoría de

Equisetites y

Licófitos

desaparecen al

final del

Pérmico.

Radiación de

“helechos”,

Cycas,

Coníferas;

Inicio del Cre-

táceo: coníferas

dominan el

paisaje.

Plantas floríferas

aparecen al inicio del

Cretáceo – gran

radiación y se hacen

dominantes.

Ordovícico Silúrico Devónico Carbonífero Pérmico Triásico Jurásico Cretáceo Terciario

Hace millones de años (m.a.)

488 443 416 359 299 251 146 66 200

Evolución de las plantas en tiempo geológico

Caracteres en plantas terrestres Caracteres especiales adquiridos para poder conservar agua en

tierra firme:

- Cutícula: capa cerosa que reduce evaporación

- Estomas: aberturas en la cutícula – intercambio de gases

cutícula de

cera estoma

Caracteres en plantas terrestres Plantas vasculares: poseen un

sistema de tejido conductor de agua y compuestos minerales y orgánicos – reforzado con lignina (sostén).

Se extiende desde las raíces y los tallos hasta las hojas, las flores y los frutos

– xilema: transporta agua y minerales

– floema: transporta com-puestos de la fotosíntesis

xilema floema

Primeras plantas vasculares (fin del Ordovícico, principios del Silúrico)

Cooksonia (470-450 m.a)

• Planta de pocos centímetros de altura,

ramificación dicótoma, tallos sin hojas

pero con esporangios en posición apical

de los tallo; sistema vascular poco

desarrollado (traqueidas escasas y

pequeñas).

• Su generación gametófita se

desconoce.

• Epidermis con estomas (se infiere

equilibrio hídrico).

• Esporangio con pequeñas esporas de

paredes resistentes (se infiere

resistencia a la degradación química y

microbial), triletes (se infiere meiosis).

Primeras plantas vasculares (fin del Ordovícico, principios del Silúrico)

Psilophyton

Cooksonia (Silúrico)

Rhynia (Devónico)

• Epidermis, parénquima y haz vascular central con traqueidas.

• Ramificación dicotómica (50 cm)

• Esporangios terminales

• Tallos fotosintéticos

Cutícula y

estoma

Esporas triletes

Psilotum nudum Esporangios terminales

Rhynia

Devónico

• Mayor diversidad climática, depósitos continentales.

• Diversificación de peces, anfibios y plantas vasculares.

Clasificación de estos grupos • Psilophyta (homogéneo durante gran parte del s. XX)

• 1990. Psilophyta: poco homogéneo y se dividió:

• Rhyniophytina, Trimerophytina (luego se vió que poco homogéneos) y Zosterophyllophytina (más homogéneo).

• Progimnospermas (xilema y floema secundario y reproducción por esporas)

• Pteridorpermas (aspecto de helechos y producción de semillas)

Zosterophyllophytina

Esporófito Gametófito

Trimerophytas (coexistieron con Rhyniophytas y Zosterophyllophytas).

• Ejes rizomatosos con tallos aéreos de >1 m (las más altas)

• Eje (3-4 cm diámetro) con ramas laterales dicotómicos o tricotómicas, protostela central.

• Ramas fértiles terminales, con esporangios de dehiscencia longitudinal.

Trimerophyton

Pertica (Trimerophytophyta)

Gonduana 425 425 m.a. 342 m.a. Pangea 255 m.a. 65 m.a.

Origen de

primeras

plantas ca.

475 m.a.

Origen de

plantas

vasculares

Diversificación

de embriófitas

basales.

Aparición de

plantas

seminíferas ca.

385 m.a.

Licófitos y

Calamites

arborescentes en

bosques

pantanosos.

Primeras

coníferas

aparecen en el

Carbonífero.

Ginkgo y Cycas.

Mayoría de

Equisetites y

Licófitos

desaparecen al

final del

Pérmico.

Radiación de

“helechos”,

Cycas,

Coníferas;

Inicio del Cre-

táceo: coníferas

dominan el

paisaje.

Plantas floríferas

aparecen al inicio del

Cretáceo – gran

radiación y se hacen

dominantes.

Ordovícico Silúrico Devónico Carbonífero Pérmico Triásico Jurásico Cretáceo Terciario

Hace millones de años (m.a.)

488 443 416 359 299 251 146 66 200

Evolución de las plantas en tiempo geológico

Carbonífero En el Carbonífero predominaron grandes plantas con tejidos

lignificados. Al morir en áreas pantanosas, sin oxígeno y a gran presión, se compactaron y se transformaron en carbón y petróleo – combustible fósil no renovable.

Lepidodendron, licófito del Carbonífero

tallo de un licófito

gigante (Lepidodendron),

ca. 40 m de alto

Medullosa, una de

las primeras plantas

seminíferas

tallo de una “cola de

caballo gigante”

(Calamites), ca. 20 m

de alto

Representación - bosque del Carbonífero

Hace 300 a 360 m.a.

Diversificación en el Devónico

• Hace unos 300 m.a. aparece el óvulo, una innovación clave en la línea de las plantas con semilla.

• Cada una de estas grandes líneas de una u otra manera (con grandes o unas pocas modificaciones) se corresponde con algunos de los representantes vivientes.

Resumen evolución primeras plantas terrestres

Protección frente a la deshidratación: cutícula y estomas en la epidermis (balance hídrico).

Restricción de la absorción de agua a determinados órganos: sistema radical (fijación y nutrientes).

Distribución del agua absorbida: tejidos vasculares.

Desarrollo de tejidos de sostén (solución de los problemas mecánicos).

Reproducción, multiplicación y propagación más independiente del agua.

Tendencias evolutivas en plantas

Con el tiempo, los esporangios de las plantas llegaron a ser más grandes, más complejos y mejor adaptados a hábitats secos

Las plantas pasaron de un ciclo de vida dominado por un gametófito a uno dominado por un esporófito (en grupos de “helechos” y plantas seminíferas)

- Gametófito: Etapa haploide (n) que forma gametos por mitosis

- Esporófito: Etapa diploide (2n) que forma esporas por meiosis; un esporangio protege y después dispersa las esporas