Primeras plantas terrestres

Botánica Sistemática II - Fac. de Cs. Naturales y Museo, UNLP

¿Cómo se originaron las plantas terrestres?

¿Cuáles son los grupos más cercanos a las plantas terrestres?

¿En qué consisten y cuándo aparecieron los primeros registros de plantas terrestres?

¿Cuáles son los cambios que debieron ocurrir en la conquista de la superficie terrestre?

Vegetabilia

Animalia

Plantae

Animalia

Protistas Protistas

Monera

Fungi

Plantae

Animalia

EUCARYA

BACTERIA

ARCHAEA BACTERIA

Animalia

Plantae

Protozoa

Chromista

Fungi

Linneo 1735

2 reinos

Haeckel 1866-3 reinos

Whittaker 1969-5 reinos

Woese et al. 1977/1990 3 dominios

Cavalier-Smith 2009 6 reinos

Sistemas de Clasificación biológica

Cladograma de los seres vivos: Clavier-Smith 2009- 6 Reinos

Reino Bacteria (incluye Arqueobacterias) Procariotas

Eucariotas

Reino Protozoa

Reino Chromista (algas con clorofila a y c)

Reino Plantae

Reino Fungi

Reino Animalia

Glaucofitas Algas rojas Algas verdes Plantas terrestres

REINO PLANTAE (Bell & Hemsley, 2000)

Subreino

Embryophyta =

Plantas

terrestres

= Cormófitas

Cyanophyta

Glaucophyta

Rhodophyta

Clorophyta

Carophyta

Euglenophyta

Crysophyta

Xanthophyta

Bacillariophyta

Phaeophyta

Pyrrophyta

Clorofila a

Viridiplantas Clorofila a y b

Clorofila a y c

Subreino

Algae

(plantas acuáticas = talófitas)

División Bryophyta

División Tracheophyta =

Plantas Vasculares

Viridiplantae = Plantas Verdes

Plantas terrestres

Streptophyta

Viridiplantae

Clorofila b – almidón – tilacoides con grana

oogamia - plasmodesmos

Reino Plantae

Charophytas – ciclo haplonte

Subreino Algae

Coleochaete – gametofito n Chara – gametofito n

oogonio

anteridio

¿Cuáles son los cambios que deben ocurrir para que las charophytas conquisten la superficie terrestre?

Tejidos de absorción

conducción

sostén

protección

Organos Raíz

Tallo Hojas

Ciclo de vida de las plantas terrestres: origen del embrión

Teoría antitética (Celakovsky 1874) Plantas terrestres

• Retraso de la M!

Embrión

• Retención de la cigota

Ancestro : Charales (1 generación n)

Grupo hermano: Bryophyta

mitosis

Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres

Primeras Plantas terrestres: División Bryophyta

meiosis espórica

retención de la cigota en el gametofito

Viridiplantae = Plantas Verdes

Plantas terrestres

Streptophyta

Viridiplantae

Clorofila b – almidón – tilacoides con grana

oogamia - plasmodesmos

Embrión- arquegonios/anteridios -cuticula

Conquista de la Tierra

Reducción del gametofito – Crecimiento del esporofito

Gam

eto

fito

n

Esp

oro

fito

2n

Embryophyta = Plantas terrestres

Polytrichum

Esporofito (2n)

Gametofito (n)

División Bryophyta: Bryopsida “Musgos”

Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres

Sphagnum

División Bryophyta: Marchantiopsida “Hepáticas”

Marchantia

Anthoceros

poros

Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres

División Bryophyta: Anthocerotopsida

Marchantia

Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres

Anthoceros

División BRYOPHYTA

Anthocerotopsida

Marchantiopsida “hepáticas”

Bryopsida “musgos”

Stomatophytas

Plantas terestres

Tracheophytas “plantas vasculares”

Filogenia de las Bryophyta (T. Cole & H. Hilger. 2013)

gametofito taloide

Polyesporangiophytas

Ramificación del esporofito

Micro y Megafósiles

Protracheophyta

Devónico inferior – Rhynia Chert (Escocia)

Horneophyton †

espora trilete

Esporangio con columela

Rizoides

Protracheophyta (= Horneophytopsida)

rizoma con rizoides

Aglaophyton (= Rhynia major) †

esporangio sin columela

tallo

Protracheophyta (= Horneophytopsida)

Xilema con células sin engrosamientos

Conclusiones

1.- Los cambios evolutivos que permitieron la aparición de las primeras plantas terrestres fueron la retención de la cigota en el gametofito y el retraso de la meiosis cigótica.

2.- El grupo hermano de las plantas terestres son las Carophyta. Ambos constituyen el grupo de las Streptophytas por presentar oogamia y plasmodesmos.

3.- Los cambios que surgen a partir de la conquista de la superficie terrestre son: tejidos (protección-sostén-conducción-absorción) – organos (raíz-tallo-hojas) – esporas c/esporopolelina - embrión – desarrollo del esporofito y reducción del gametofito – arquegonio y anteridios.

Conclusiones

6.- Los primeros megafósiles de plantas vasculares aparecieron a fines del Silúrico y consisten de tallos dicótomos con traqueidas y esporas triletes con esporopolenina.

4.- Primeros registros de plantas terrestres aparecen en el Ordovícico: esporas trilete (meiosis espórica) con paredes con esporopolenina – cutículas con “poros”– células con bandas.

5.- El cambio evolutivo que permitó la aparición de las protracheophyta fue la ramificación del esporofito.

Bibliografía: Primeras Plantas Terrestres - BRYOPHYTA - Becker, B. & B. Martin. 2009. Streptophyte algae and the origin of embryophytes. Annals of Botany 103 (7): 999-1004. - Haig, D. (2008) Homologous Versus Antithetic Alternation of Generations and the Origin of Sporophytes. Botanical Review 74(3): 395 – 418. - Kenrick, P. & P. R. Crane. The Origin and early evolution of plants on land. 1995.Nature 389: 33- 39. - Ligrone, R. et al. 2011-2012, Major transicions in the evolution of early land plants : a briological perspective. Annals of Botany: 1-21, doi:10.1093/aob/mcs017 - Nishiyama, T. et al 2004. Chloroplast Phylogeny Indicates that Bryophytes Are Monopjhyletic. Mol Biol Evol 21 (10): 1813-1819. - Qiu, Y. L. Et al. 2006. The depest divergencs in land plants inferred from phylogenomic evidence. PNAS 103 (42): 15511-15516.

Primeras Plantas Terrestres –

1.- Qué otros nombres reciben las Plantas Verdes? Indique tres sinapomorfías de las Plantas Verdes. Qué grupos incluye? 2.- Cómo se denomina el grupo que confoman las Carofitas y las Embriofitas. Cite dos sinapomorfías. 3. Cite dos sinapomorfías de las Embriófitas. Qué divisiones comprende este subreino? 4.- Señale cuáles de los siguientes términos está relacionado con los géneros Chara y Coleochaete: Streptophyta – retención de la cigota – Euphyllophytas – oogamia – plasmodesmos - reproducción libre de esporas – meiosis cigótica. 5.- En qué consiste la Teoría antitética? Cuál es el antecesor y cuál el grupo hermano de las plantas vasculares de acuerdo a esta teoría? 6.- Cuál de los siguientes cambios evolutivos permitió la aparición de las Briófitas: ramificación del esporofito – retención de la cigota – reducción del número de esporas – retraso de la meiosis cigótica.

Primeras Plantas Terrestres-

7.- Esquematice el ciclo biológico de un Musgo (Briófita). Indique las generaciones esporofìtica y gametofìtica. 8.- Cuál de los siguientes cambios evolutivos permitió el paso de las Briófitas a las Protraqueófitas: desarrollo de hojas – retención de la cigota – ramificación del esporofito – recubrimiento del esporangio. 9.- Qué tipo de fragmentos fósiles evidencian el registro de las primeras plantas terrestres. En qué período fueron hallados? 10.- Por qué las esporas triletes representan un registro de la presencia de plantas terrestres? 11.- Qué sinaporfía tienen las Polysporangiophytas más las Briophytas? 12.- Cite dos taxones de Protraqueófitas. Indique tipo de tallos y posición de esporangios. A qué periodo geológico pertenecen?