REINO PLANTAE Adaptaciones para la vida en tierra Hay evidencias de que la gran diversidad de plantas las cuales están adaptadas a un ambiente terrestre, derivaron evolutivamente de un ancestro acuático tipo alga verde. Entre las adaptaciones que les ha permitido a las plantas enfrentar las condiciones limitantes de un ambiente terrestre se pueden citar: Sistema radical: que además de servirles como anclaje, permitió la absorción de agua y minerales Tallos erguidos los cuales sostienen a órganos como hojas, flores, frutos, aparte de que a través de ellos se conducen agua y sustancias elaboradas a las diferentes partes de la planta. Tejido vascular como: xilema que conduce agua y floema que conduce sustancias elaboradas. Paredes celulares con celulosa y sustancias pépticas, además en algunos tejidos tienen Lignina como componente importante de paredes secundarias, el cual da rigidez e impermeabilidad a las células. Los tejidos lignificados resisten el ataque de los microorganismos, impidiendo la penetración de las enzimas destructivas en la pared celular. Cutícula: es una capa cerosa que protege el cuerpo de la planta de la pérdida de agua, de la radiación y de otros factores ambientales. Estomas que permiten el intercambio de gases con el medio. Salida de oxígeno, vapor de agua y entrada de CO2 . Características del reino Plantae En este reino se incluyen todas las plantas las cuales presentan varias características en común.  Son organismos multicelulares.  Fotosintetizadores que utilizan la energía del sol, el CO2 y minerales disueltos en agua, para formar su propio alimento. Almidón

 Tienen clorofila a, clorofila b y pigmentos carotenoides como carotenos y xantofilas.  La sustancia de reserva es el almidón.

Celulosa

 La celulosa es el principal constituyente de sus paredes celulares.

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 Presentan alternancia de generaciones. Esto es que en el ciclo de vida se alternan una fase esporofítica (diploide) que por meiosis produce esporas (haploides) las cuales al germinar dan origen a la fase gametofítica (haploide) que produce gametos (haploide). Cuando gametos compatibles se fusionan (fecundación), se forma el cigoto 2N a partir del cual por mitosis y diferenciación, se forma el nuevo esporófito.

CLASIFICACIÒN DE LAS PLANTAS NO VASCULARES

Briófitos

musgos y hepáticas

PLANTAS Inferiores (sin semilla)

Lycopodium, Selaginella, Psilotum, Equisetum y los helechos

VASCULARES Superiores (con semilla)

Gimnospermas ( semilla desnuda) Angiospermas (semilla dentro de fruto)

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Esporófito 2N

Gametófito N

Algas - Briofito – Helechos- Gimnospermas- Angiospermas

PLANTAS NO VASCULARES - BRIOFITAS Son plantas pequeñas, no vascular, no leñosa Ej: musgos y hepáticas. En ellas el gametófito es la fase dominante en el ciclo de vida y el esporófito es pequeño y permanece adherido al gametófito. Poseen estructuras parecidas a hojas, tallo y raíz, llamadas respectivamente filoides, cauloides y rizoides. La mayoría se encuentra en ambientes húmedos pues el agua es indispensable para la reproducción, la cual puede ser asexual por esporas y en algunos casos se forman gemas, también se da la reproducción sexual por fusión de gametos compatibles. Los gametófitos son masculinos o femeninos según porten a las estructuras reproductoras masculinas o femeninas.

Cístulas donde se forman las gemas

Gametófito de Marchantia sp Hepática

gametófitos y esporófito de musgos Gametófito de hepática

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PLANTAS VASCULARES INFERIORES - SIN SEMILLA Al igual que los briófitos, son más comunes en ambientes húmedos y requieren de agua para fecundación. A diferencia de los briófitas el esporófito es la fase dominante y no permanece unido al gametófito. Ellas si posee tejido vascular, xilema y floema. Algunos ejemplos son:

Psilotum

Psilotum es una planta vascular muy simple, no tiene raíces ni hojas. Común en ambientes muy húmedos. Equisetum “cola de caballo” tiene tallos rastreros y erectos, con hojas muy reducidas distribuidas en verticilos (varias hojas distribuidas alrededor de un nudo). Con estróbilos donde se forman las esporas Lycopodium,

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Selaginella,

Equisetum

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Estróbilo donde se forman las esporas

Tallo con hojas Selaginella

Lycopodium

raíces

Lycopodium tiene tallos rastreros y erectos. Las hojas distribuidas helicoidalmente en el tallo. Forma estróbilos que son zonas de la planta donde se concentran las hojas modificadas que portan a los esporangios con esporas. Selaginella “helecho azul” . Tallos rastreros y erectos, tiene dos filas de hojas opuestas, un par de hojas pequeñas, acompañadas de un par de hojas más grandes. Los estróbilos portan dos tipos de esporas (femeninas y masculinas).

HELECHOS En los helechos las estructuras más comunes en el esporófito son:  Tallo perenne subterráneo (rizoma) de los cuales surgen las raíces adventicias y las hojas (frondas) que pueden ser simples o compuestas (divididas en hojuelas).  Las hojas jóvenes vienen enrolladas en espiral (hoja circinada).  Las hojas reproductivas, en el envés forman los SOROS que son conjuntos de esporangios dentro de los cuales por meiosis se forman las esporas haploides que al germinar dan origen a la fase gametofítica también conocida como prótalo que es una estructura pequeña, acorazonada dentro de la cual se forman los gametos anterozoides dentro del anteridio y célula huevo dentro del arquegonio. Al fusionarse las células sexuales (fecundación) se forma el cigoto 2n que continua creciendo y diferenciándose hasta formar al nuevo esporófito

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PLANTAS VASCULARES SUPERIORES

- CON SEMILLA

En las plantas vasculares superiores, la fase esporofítica puede ser pequeña, una hierba, un bejuco, un arbusto o hasta el árbol más grande. En el esporófito se forman los esporangios masculinos y femeninos, donde se forman las esporas masculinas (micrósporas) y las esporas femeninas (megásporas).  Las esporas masculinas por mitosis dan origen al grano de polen (gametófito masculino), que está formado por dos células, una se llama la célula generativa a partir de la cual se forman los núcleos espermáticos (gametos masculinos) y la otra es la célula del tubo a partir de la cual se forma el tubo polínico, a través del cual descenderán los núcleos espermáticos para ponerse en contacto con la estructura femenina.

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El polen usualmente es transportado hacia la estructura femenina por agentes polinizadores que pueden ser abiótico (viento, agua) o bióticos (animales ).  La Megásporas o espora femenina da origen al gametófito femenino (Saco embrional) que es un saco donde se forma la célula huevo. Fecundación: Unión de un núcleo espermático con la célula huevo dando origen al cigoto 2N que se convertirá en el embrión dentro de la semilla . Semillas La semilla está formada por el embrión, cubierto con tejido nutritivo para el desarrollo del embrión (cotiledones o endosperma) y con una cubierta protectora o testa. La semilla puede soportar condiciones adversas en estado de latencia y luego germinar cuando estén las condiciones favorables. La semilla además es un medio importante para la dispersión de las especies a sitios lejanos.

Plantas Vasculares Superiores

GIMNOSPERMAS

Las gimnospermas son plantas con semillas “desnudas” pues se forman sobre escamas del cono femenino. Se clasifican en cuatro grupos: Ginkgo, Gnetófilas ,Coníferas, Cicadaceas, de los cuales en Costa Ricas hay representantes de los dos últimos.

Cono femenino de Pinus

De las Confieras tenemos como ejemplo los géneros Pinnus, Rama de Pinus con Cupressus, Araucaria y Podocarpus. conos masculinos Son conocidas ampliamente y con un gran número de especies vivientes. Son árboles leñosos, algunos arbustos. La mayoría son perennifolios (no botan sus hojas). Sus Rama Hojas son simples, a veces reducidas, coriáceas, con cutículas Cupressus gruesas. con conos femeninos La mayoría produce conos leñosos. Los conos femeninos están formados por escamas sobre las cuales se forman las semillas. Los conos masculinos generalmente más pequeños y suaves portan los granos de polen. En las coníferas los conos masculinos y femeninos se forman en la misma planta, es decir, son monoicas.

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Se reproducen más lentamente que las angiospermas; una desventaja competitiva en muchos hábitats. Sin embargo todavía dominan en las altas montañas del polo norte y en ciertas partes del hemisferio sur. En el grupo de las Cicadaceas se encuentran géneros conocidos como Cycas y Zamia. Esta última es endémica en nuestro país. Ambas tienen apariencia de palmeras, de tallos cortos. Sus hojas son compuestas con hojuelas finas y con una vena central en Cycas y hojuelas anchas con venas dicotómicas en Zamia. Estas plantas son dioicas, es decir que una planta porta los conos masculinos donde se forma el polen y otra planta porta los conos o estructuras femeninas donde se forma la semilla.

Cycas sp

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Zamia sp

Cono masculino Zamia

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Plantas Vasculares Superiores

ANGIOSPERMAS

Plantas que producen flores. La semilla está protegida por los tejidos del fruto. En el gametófito femenino o saco embrional de las angiospermas se encuentran 7 células. Una de ellas es la célula huevo, otra es la célula central la cual tiene dos núcleos polares. En angiospermas ocurre la Doble Fecundación. En el grano de polen se forman 2 núcleos espermáticos uno de los cuales fecunda a la célula huevo dando origen al cigoto 2N que se desarrolla formando el embrión. El otro núcleo espermático se une a los 2 núcleos polares de la célula central, dando origen al endosperma que es un tejido nutritivo 3N, el cual en muchos casos lo consume el embrión en su formación y en algunas semillas permanece como principal tejido nutritivo durante la germinación de la semilla.

Ciclo de vida de las angiospermas

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USOS DE LAS PLANTAS Cerca de 3,000 especies han sido utilizadas como alimento. Muchas plantas tienen usos muy diversos como por ejemplo: maderables, producción de papel, extracción de sustancias insecticidas naturales, leña, obtención de medicinas, ornamentales entre otros.

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ANATOMIA DE LAS PLANTAS TEJIDOS VEGETALES A lo largo del cuerpo de la planta podemos encontrar diferentes tejidos, interactuando para mantener la integridad de la misma.

meristemas epidermis vasculares fundamentales

TEJIDOS MERISTEMATICOS

•Están en continua división celular mitótica. Las zonas de división importantes se encuentran en el ápice del tallo y de raíces. Continuamente producen nuevos tejidos que permiten el crecimiento de las plantas En los meristemas apicales encontramos:  Protodermis que origina epidermis  Procambio origina tejidos vasculares primarios  Meristema fundamental da origen a tejidos fundamentales.(parénquima colénquima y esclerénquima).

Meristema apical del tallo

Meristema apical de la raíz

En ocasiones se activan meristemas laterales que dan crecimiento en grosor 1. Cambio da origen a tejidos vasculares secundarios. 2. Felógeno da origen a la peridermis

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SISTEMA DE TEJIDOS DÉRMICOS EPIDERMIS Cubre y protege la superficie del cuerpo de las plantas contra radiación, deshidratación y otros factores ambientales. Secreta una cutícula cerosa a prueba de agua que protege de la radiación y evita la pérdida de agua. En la epidermis se pueden encontrar diferentes estructuras o células especializadas como por ejemplo : 1- Tricomas: que protegen contra la radiación, conservan cierto grado de calor, obstaculizan el ataque de herbívoros, participan en procesos de absorción como en el caso de plantas epífitas. Excreción: glándulas de sal, Secreción: pelos digestivos de carnívoras, Absorción: pelos radicales aumenta superficie de absorción de la raíz

2- Estomas: para intercambio gaseoso. Se localizan en el envés de las hojas. A través de ellos entra el dióxido de carbono y sale el oxígeno y agua.

PERIDERMIS: Reemplaza a la epidermis en tallos y raíces leñosos, realizando la función de cubrir y proteger esos órganos con crecimiento secundario. Felógeno: meristemo que da origen a la peridermis. Súber: tejido muerto que protege a otros tejidos interiores de una planta de la desecación, daño mecánico, insectos y herbívoros. Parte más externa de la peridermis.

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SISTEMA DE TEJIDOS FUNDAMENTALES

Forman el cuerpo primario de la planta, entre ellos están: Parénquima, Colénquima, Esclerénquima

Parénquima  Tejido más abundante en el cuerpo primario de las plantas. Está formado por células vivas a la madurez, isodiamétricas, con paredes primarias delgadas, flexibles. Se encuentra en todo el cuerpo de la planta: raíces, tallos, hojas, flores, frutos y semillas.  El parénquima puede cumplir diversas funciones como son: almacenamiento, aireación, fotosíntesis, regeneración.

Colénquima  Tejido formado por células vivas a la madurez, con paredes primarias engrosadas con pectina.  Provee sostén flexible a órganos en crecimiento.

Esclerénquima  Formado por células muertas a la madurez. Con paredes secundarias engrosadas con lignina. Da sostén rígido a las partes maduras de la planta. Tipos de células del esclerénquima

–Fibras: células muy largas, con extremos inclinados –Esclereidas: células más cortas e isodiamétricas

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SISTEMA DE TEJIDOS CONDUCTORES XILEMA: Tejido que conduce agua y sustancias minerales disueltas en ella. Está formado por Parénquima , Esclerénquima y Células conductoras: Traqueidas o Elementos de los vasos. Las células conductoras son largas, con extremos inclinado en mayor o menor grado, muertas a la madurez y huecas. Tienen paredes secundarias con lignina.

FLOEMA: Conduce sustancias elaboradas durante la fotosíntesis como azúcares. Está formado por Parénquima, Esclerénquima y células conductoras como Células cribosas o Miembros de los tubos criboso. Las células conductoras tienen pared primaria, son vivas a la madurez pero muy degeneradas pues carecen de núcleo. Generalmente están asociadas a células de parénquima que ayudan en la carga y descarga de azúcares.

Floema

Xilema

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ORGANOS VEGETALES HOJAS : Órgano especializado para la fotosíntesis. Usualmente son delgadas. Permite el intercambio gaseoso. Las hojas están distribuidas para capturar la luz solar. Son mantenidas perpendiculares a los rayos del sol. Su arreglo permite que unas no le den sombra a las otras Estructura de la hoja : Mesófilo: Tejido fotosintético de la hoja . Tipo de tejido parenquimático. Sus células tienen cloroplastos. En dicotiledóneas hay dos tipos: Mesófilo de empalizada y Mesófilo esponjoso Venación: constituidas por xilema y floema . En dicotiledóneas la venación es reticulada y en monocotiledóneas estriada Epidermis Mesófilo Tej. conductores

Estoma en la epidermis

TALLO: Parte generalmente aérea de la planta. Funciones: Sostén de órganos reproductores y vegetativos. Conducción de sustancias vía floema y xilema . Algunos especializados para fotosíntesis (cladodio de tuna), almacenamiento (tubérculo de papa), reproducción vegetativa (estolones de fresa) , sujetarse a superficies ( zarcillos de chayote) , protección (espinas) .

Tubérculo de papa

Estolones de fresa Cladodio de tuna

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RAIZ :La raíz es un órgano generalmente subterráneo cuya función principal es el servir de anclaje para la planta y absorción de agua y minerales disueltos. Algunas especializadas para almacenamiento de alimentos como las zanahorias, remolacha, otra para aireación como las raíces aéreas de las orquídeas o las raíces zancudas, las raíces también producen algunas hormonar, funcionan para aereación. Ellas pueden establecer asociaciones simbióticas con hongos y bacterias del suelo. El sistema de raíces puede ser típica donde hay una raíz principal con varias raíces laterales, condición común en las dicotiledóneas o pueden ser raíces fibrosas es decir con varias raíces mayores que salen del tallo como es común en muchas monocotiledóneas. En la raíz podemos encontrar pelos radicales y raíces laterales que aumentan la superficie de absorción. Los pelos radicales son extensiones diminutas de células epidérmicas . Las raíces laterales provienen de tejidos internos y deben empujar a través de la corteza y epidermis para alcanzar el suelo

Sistema raíces típico

Sistema pivotante

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Para almacenamiento Para sostén y aireación

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Absorción de agua y minerales a través de las raíces. 1.-Los minerales disueltos del suelo llenan las paredes porosas entre células de la epidermis y corteza. 2.-Bandas de caspari evitan que pasen por paredes de endodermis. 3.- Los minerales se transportan en forma activa a través de membranas plasmáticas desde pelos radiculares hasta endodermis 4.- Los minerales difunden a través de plamodesmos. 5. Minerales difunden hacia adentro de la endodermis hacia tejidos conductores. El agua los sigue por osmosis. 6. Agua y minerales pasan por los espacios de los tejidos conductores.

Micorriza Son asociaciones que se establecen entre las raíces de planta y el micelio de hongos, Esta es una asociación mutualista pues ambos componentes reciben beneficio. El micelio del hongo aumenta superficie de absorción de minerales del suelo, además absorbe algunos minerales que a la planta le cuesta absorber como es el fósforo que se encuentra unido a partículas del suelo. El hongo transfiere estos minerales a la raíz. La planta por su lado provee carbohidratos, aminoácidos, proteínas al hongo.

Nódulos bacterianos Son unas estructuras abultadas que se forman en las raíces de plantas leguminosas, producto de la asociación con bacterias del género Rhizobium. Las plantas por si solas no pueden utilizar el nitrógeno atmosférico , sin embargo las Bacteria Rhizobium fijan el nitrógeno atmosférico N2 y lo convierten a amoniaco NH3 que las plantas si pueden utilizar. La planta por su parte provee al hongo de compuestos orgánicos formados por fotosíntesis.

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LA FLOR : Órgano de la planta donde se encuentran las estructuras reproductoras. Estructura de la flor: Partes estériles: Sépalos: protege la yema floral. Pétalos: Atrae polinizadores Receptáculo: Sostiene todas las piezas florales Partes fértiles: Estambres: estructuras reproductoras masculinas, en las anteras se forman los granos de polen. . Carpelos: Órgano reproductor femenino formados por: – Ovario dentro del cual se forman los rudimento seminales que contienen la célula huevo – Estilo que eleva al estigma – Estigma que recibe al grano de polen y produce sustancias azucaradas que estimulan la formación del tubo polínico. –

Usualmente las dicotiledóneas tienen flores con piezas florales en número de 4 o 5 o sus múltiplos y en las monocotiledóneas las flores tienen 3 o múltiplos de tres piezas florales.

FRUTOS: Los frutos se forman por modificaciones del ovario de la flor, después de que ha ocurrido la fecundación. Dentro del fruto se forman las semillas. Los frutos pueden ser secos o carnosos, Son medios muy importantes para la dispersión de las semillas. La estructura del fruto está adaptada al modo de dispersión. Algunas formas de dispersión de frutos o de semillas: *Corrientes de viento: anemocoria. *Corrientes de agua: hidrocoria. *Animales: (zoocoria) algunos los ingieren en estos casos los frutos son carnosos y de sabores agradables, y en otros casos frutos pequeños tienen espinas o púas que les permite adherirse al cuerpo del animal.

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SEMILLAS: La semilla se forma dentro de los tejidos del fruto. La semilla contiene al embrión o esporófito joven. Está formada por una cubierta protectora , el endospermo es la reserva alimenticia que en algunas semillas permanece y en otras ha sido consumido por el embrión cuando se va formando. El embrión el cual puede tener además uno o dos cotiledones que contienen reservas alimenticias En las monocotiledóneas las semillas tienen un cotiledón y en las dicotiledóneas las semillas tienen usualmente dos cotiledones.

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