Plantas (Plantae o Vegetabilia). Las primeras plantas terrestres Ejemplos de plantas terrestres
En la vida cotidiana, a las plantas superiores a veces se les llama simplemente plantas, a diferencia del resto de plantas verdes conocidas como algas verdes, que, sin embargo, constituyen un taxón. Las plantas superiores pertenecen al departamento (filo) Streptophyta y su subgrupo Streptophytina. Incluyen árboles, plantas con flores, helechos, musgos y todas las demás plantas terrestres. Todos ellos son organismos nucleares multicelulares con órganos reproductivos especializados. Salvo contadas excepciones, las plantas superiores obtienen la energía que necesitan mediante la fotosíntesis (es decir, mediante la absorción de luz) y sintetizan nutrientes a partir del dióxido de carbono. Las plantas superiores se distinguen de las algas verdes multicelulares, que también utilizan la fotosíntesis, por el hecho de que tienen tejido estéril en sus órganos reproductores. Además, las plantas superiores están principalmente adaptadas a la vida en la tierra, aunque algunas especies regresaron posteriormente al medio acuático, de ahí el nombre. plantas de tierra.
Las plantas superiores se desarrollaron a partir de algas verdes complejas durante la era Paleozoica. Sus parientes modernos más cercanos son Charales. Estas plantas se caracterizan por la alternancia entre generaciones haploides y diploides (gametofitos y esporofitos, respectivamente). Sin embargo, en las primeras plantas superiores, los esporofitos se volvieron completamente diferentes en estructura y función, permaneciendo pequeños y dependientes del organismo parental durante su corta vida. Estas plantas se denominan informalmente "briofitas" y se dividen en tres grupos modernos:
- Antocerotophyta
- Musgos (Bryophyta)
- Hepáticas (Marchantiophyta)
Todas las briofitas mencionadas anteriormente son relativamente pequeñas y generalmente se limitan a ambientes húmedos ya que dependen del agua para dispersar sus esporas. Otras plantas, mejor adaptadas a las condiciones terrestres, aparecieron durante el período Silúrico. Durante el período Devónico, se volvieron más diversas y se expandieron a muchos ambientes terrestres, convirtiéndose en las plantas vasculares (Tracheophyta). Las plantas vasculares tienen tejidos vasculares o traqueidas que transportan agua por el cuerpo y una capa exterior o cutícula que resiste la desecación. En la mayoría de las plantas vasculares, los esporofitos son los individuos dominantes y desarrollan hojas, tallos y raíces, mientras que los gametofitos permanecen pequeños.
Sin embargo, muchas plantas vasculares todavía se reproducen mediante esporas. Incluyen los siguientes grupos modernos:
- licopodiofita
- Moniliformopses (colas de caballo y helechos)
Otro grupo, que apareció al final de la era Paleozoica, se reproduce mediante semillas, cápsulas resistentes a la desecación. Este grupo se llama apropiadamente Plantas con semillas (Spermatophyta). En estas formas, el gametofito es muy pequeño, adoptando la forma de polen unicelular y huevos, mientras que el esporofito comienza su vida dentro de la semilla. Las semillas de algunas plantas pueden sobrevivir en condiciones extremadamente secas, a diferencia de sus predecesoras más ligadas al agua. Las plantas con semillas incluyen los siguientes grupos modernos:
- Coníferas (Coniferophyta)
- ginkgofita
- cicadofita
- gnetofita
- Angiospermas (Magnoliophyta)
Los primeros cuatro grupos a veces se denominan gimnospermas (anteriormente se combinaron en un taxón), ya que el esporofito embrionario no está rodeado por una membrana antes de la polinización. Por el contrario, el polen de las angiospermas (o plantas con flores) tiene que desarrollar un tubo para penetrar la cubierta de la semilla. Las angiospermas evolucionaron a partir de gimnospermas durante el Jurásico y luego se extendieron rápidamente durante el Cretácico. Son el grupo dominante de plantas en casi todos los biomas terrestres actuales.
Cabe señalar que la clasificación de las plantas está experimentando cambios importantes. Algunos autores limitan el reino vegetal únicamente a las plantas superiores, otros les dan diversos nombres y rangos. Los grupos enumerados en este artículo a menudo se clasifican en varios rangos, desde departamentos hasta clases.
A nivel microscópico, las células de las plantas superiores siguen siendo muy similares a las células de las algas verdes. Son eucariotas, con una pared celular compuesta por celulosa y plastidios, que están rodeados por dos membranas. Los plastidios suelen adoptar la forma de cloroplastos, que realizan la fotosíntesis y almacenan nutrientes en forma de almidón, y contienen los pigmentos clorofila a y b, que en general les dan un color verde brillante. Las plantas superiores también suelen tener una vacuola central agrandada, o tonoplasto, que sostiene la célula y mantiene rígida a toda la planta. No tienen flagelos ni centríolos en todas las células excepto en las células germinales.
Primeras plantas terrestres
Así pues, el planeta verde que damos por sentado existe hace relativamente poco tiempo. Para comenzar a conquistar la tierra, las plantas tuvieron que volverse más avanzadas que las algas enanas que forman alfombras submarinas. Las algas crecen mientras permanecen en el agua, pero en la tierra sólo pueden permanecer húmedas; de lo contrario, mueren.
Además, las algas solo pueden reproducirse en el agua: los gametos masculinos simplemente flotan hacia los femeninos. Por ejemplo, en las algas verdes y muchas otras plantas primitivas, las generaciones alternan entre la reproducción sexual (que involucra espermatozoides y óvulos haploides) y la reproducción asexual (que se reproduce vegetativamente) (Fig. 7.1). Una planta diploide que tiene un conjunto de cromosomas femenino y masculino se llama esporofito. La meiosis ocurre en los esporofitos: esporangios Se forman esporas y se produce la reproducción sexual. Una planta haploide (con un solo juego de cromosomas que ha pasado por meiosis) se llama gametofito. En él, en órganos especiales, se forman espermatozoides individuales, óvulos o ambos tipos de gametos. La alternancia de generaciones es un mecanismo reproductivo común que se encuentra en muchos grupos de plantas y animales primitivos, incluidos la mayoría de los corales, anémonas de mar y medusas, y un grupo de diminutas amebas marinas testadas llamadas foraminíferos. Los esporofitos de la flora terrestre primitiva (por ejemplo, los helechos) son la parte visible de la planta. El esporofito libera esporas haploides volátiles producidas durante el proceso de meiosis. Las esporas pueden aterrizar en un lugar húmedo y germinar para formar una pequeña planta gametofita (de menos de un centímetro de altura). Los espermatozoides y los óvulos se almacenan por separado en el gametofito, por lo que los espermatozoides sólo pueden nadar hasta los óvulos en un ambiente húmedo. Esto limita las capacidades de la mayoría de las plantas terrestres primitivas; durante el proceso de reproducción, este “eslabón débil” no les permitió colonizar ecosistemas más áridos.
Arroz. 7.1. Ciclo de vida simplificado de una planta vascular sin semillas. Un esporofito maduro produce esporas a partir de las cuales crece el gametofito, y el gametofito, a su vez, produce esperma y óvulos, de los cuales aparece un nuevo esporofito mediante reproducción sexual (por Donald R. Prothero y Robert H. Dott Jr. Evolución de la Tierra, 6ª ed. - Nueva York: McGraw-Hill, 2001)
La posibilidad de desecación es otro problema al que se enfrentan las plantas terrestres. Si la superficie de la planta no se sumerge en agua, se seca como las algas arrastradas a la orilla, a menos que la planta esté protegida por una cubierta especial similar a la cera, o cutícula, para retener agua. Pero la cutícula también interfiere con el intercambio de agua en la superficie de la planta: esto le dificulta absorber dióxido de carbono, liberar oxígeno y regular la transpiración del vapor de agua. Pequeños poros llamados estomas son aberturas en la cutícula. Pueden abrirse y cerrarse, regulando el intercambio de agua y gases. Sin embargo, durante el proceso de apertura de los estomas se pierde agua.
Entonces, ¿qué dice el registro fósil sobre las invasiones de plantas en la tierra? Los primeros rastros fósiles son esporas de musgos y hepáticas, dos plantas de bajo crecimiento que se encuentran en la mayoría de los ecosistemas actuales (Figura 7.2). Por edad, estas esporas pertenecen al Ordovícico (tienen unos 450 millones de años), pero algunas de ellas posiblemente se remonten al Cámbrico Medio (hace unos 520 millones de años). Hoy en día existen alrededor de 900 géneros y 25 mil especies de estas plantas terrestres más primitivas. Han ocupado casi todos los nichos ecológicos terrestres, incluso la fría y húmeda costa de la Antártida, pero no viven en agua salada. Estas plantas han sufrido muchas adaptaciones que les han ayudado a sobrevivir en la tierra; en particular, la capacidad de detener su metabolismo en condiciones desfavorables, como sequía o temperaturas extremas; tendencia a crecer en grupos; la capacidad de germinar en fragmentos que se convierten en nuevas plantas y colonizar áreas desérticas de piedra desnuda donde casi no hay suelo, o crecer en la superficie de otros organismos, por ejemplo, árboles.
Arroz. 7.2. Las esporas cuádruples del Ordovícico tardío, encontradas en Libia, son los vestigios más antiguos de plantas terrestres. Aumento de 1500x (foto cortesía de Jane Gray)
Tienen tejidos y órganos bien desarrollados. Los tejidos de cobertura (piel, corcho, corteza) protegen contra la desecación y la congelación y garantizan el intercambio de gases con el entorno exterior. Los tejidos mecánicos permiten que el tallo lleve las hojas lo más alto posible para que otras plantas no las den sombra. Los tejidos conductores (líber y madera) transportan agua, sales (corriente ascendente) y sustancias orgánicas (corriente descendente).
Las partes aéreas de las plantas superiores (brotes) se encuentran en la atmósfera y las partes subterráneas (raíces), en el suelo. Las raíces tienen adaptaciones para absorber agua y minerales del suelo. Por lo tanto, el crecimiento de células del tejido que recubre las raíces (pelos radiculares) aumenta significativamente la superficie de las raíces. Absorben agua debido a la presión resultante de las raíces y la evaporación del agua de las hojas.
Las plantas superiores se reproducen asexual y sexualmente. En este caso, los métodos de reproducción se alternan. Durante la reproducción asexual se forman esporas. A partir de las esporas crece una generación sexual, que produce células sexuales: los gametos. La reproducción sexual ocurre con la participación de gametos. Como resultado de la fusión de gametos masculinos y femeninos (fertilización), se forma un cigoto. Da lugar a una generación asexual, que nuevamente produce esporas y el ciclo de vida no se interrumpe. Las plantas superiores también se caracterizan por un tipo de reproducción asexual llamada vegetativa, es decir, reproducción por partes vegetativas del cuerpo.
Entorno aire-tierra
En el proceso de evolución, las primeras plantas terrestres evolucionaron a partir de algas, entre las cuales la selección natural preservó individuos que tenían cambios hereditarios correspondientes al nuevo hábitat. Poco a poco, se formaron tejidos y órganos en las plantas. La aparición de las plantas en la tierra es una de las mayores etapas de la evolución. Fue preparado por cambios en la naturaleza viva e inanimada: la aparición del suelo y la aparición de una pantalla de ozono, que se interpuso en el camino de los rayos ultravioleta, que eran destructivos para todos los seres vivos.
Complicación de la estructura.
La evolución posterior de las plantas superiores en condiciones terrestres siguió el camino de la diferenciación de los órganos vegetativos (la aparición de raíces, hojas, ramificaciones más complejas del tallo), el desarrollo de tejidos tegumentarios y mecánicos, el sistema de conducción y los órganos reproductivos.
plantas flotantes libres
Algunas plantas superiores regresaron a su "patria histórica": al agua. Sus raíces actúan como ancla y el intercambio de sustancias con el medio ambiente se produce a través de toda la superficie del cuerpo. Un ejemplo típico es la lenteja de agua, habitante de pequeños cuerpos de agua. Su brote en forma de placa flota en la superficie del agua. La raíz mide 2-3 mm de largo, algunas especies de lenteja de agua no la tienen en absoluto.
La clasificación moderna de las plantas superiores refleja su diversidad y la historia de su aparición en la Tierra: Material del sitio
- Plantas con semillas.
musgos
Los musgos son plantas superiores, tienen órganos vegetativos (tallos, hojas), su reproducción está asociada al agua. La generación asexual es una caja de esporas, la generación sexual son brotes de musgo. Los musgos desempeñan un papel formador de hábitat en los ecosistemas de turberas.
Pteridofitos (esporas vasculares)
Los helechos tienen tallos, hojas y raíces, y su reproducción está asociada al agua. La generación sexual es el brote, la generación asexual son los brotes de la planta.
gimnospermas
La reproducción de gimnospermas no está asociada con el agua. Los óvulos se desarrollan en conos femeninos y el polen en conos masculinos. Las gimnospermas son las especies dominantes en los bosques de coníferas.
Angiospermas (Flores)
Las angiospermas tienen una flor y semillas escondidas dentro del fruto. Como resultado de la doble fertilización, se forman el embrión y el endospermo.
En apariencia, estructura y características biológicas, las plantas superiores son muy diversas. Las plantas superiores que viven hoy en día son musgos, musgos, colas de caballo, helechos, gimnospermas y angiospermas (plantas con flores). El número total de sus especies supera los 285 mil.
A diferencia de las "plantas inferiores", las superiores se caracterizan por una serie de características de una organización superior. Su cuerpo se divide en órganos: brote y raíz (a excepción de las briófitas). Estos órganos contienen muchos tejidos diferentes.
Las plantas superiores tienen un sistema de conducción bien desarrollado, representado por el xilema (traqueidas o vasos) y el floema (tubos cribosos con células acompañantes). Junto con el sistema de conducción, existe un sistema complejo de tejidos tegumentarios, un aparato estomático complejo; Los mecánicos han recibido un fuerte desarrollo.
Un rasgo característico de las plantas superiores es el correcto cambio de generaciones (gametofito y esporofito) en su ciclo de desarrollo. El gametofito, la generación sexual en la que se forman los anteridios y los arquegonios, es reemplazado por la generación asexual del esporofito, en la que se forman los esporangios con esporas. El gametofito es siempre una planta haploide, el esporofito es una planta diploide.
En los briofitos, el gametofito domina el ciclo de vida y el esporofito ocupa una posición subordinada y vive en el gametofito. Los musgos, colas de caballo y helechos se caracterizan por la independencia biológica tanto del esporofito como del gametofito, pero el esporofito predomina en el ciclo de vida y el gametofito se reduce en diversos grados. En las plantas superiores más organizadas (gimnospermas, angiospermas) se observa la mayor reducción del gametofito.
Divisiones de plantas superiores.
Las plantas superiores generalmente se dividen en 9 divisiones, dos de las cuales combinan solo formas extintas: rinofitos, zosterofilofitos; siete divisiones están representadas por plantas vivas: briofitas, licófitas, psilotoides, colas de caballo, pteridofitas, gimnospermas, etc.
Departamento de Rhyniophyta
Los riniófitos (psilofitos) se extinguieron en el Devónico medio. Estas primeras plantas superiores tenían una estructura muy sencilla. Se reproducían por esporas y tenían cuerpos ramificados dicotómicamente con esporangios apicales. No hubo diferenciación en raíces, tallos y hojas.
Se cree que los riniófitos son el grupo ancestral original del que descendieron los briófitos, licófitos, colas de caballo y pteridófitos.
División Zosterophyllophyta
Este departamento incluye un pequeño grupo de plantas que existieron en el Devónico temprano y medio. Tenían mucho en común con los riniófitos. Quizás las plantas de este grupo vivían en el agua. Al igual que los riniófitos, no tenían hojas; sus brotes aéreos se ramificaban de forma dicotómica. Los esporangios de zosterofilofitos, que tenían forma esférica o en forma de frijol, estaban ubicados lateralmente en tallos cortos, esta es su diferencia con los rinofitos.
División briófita
Los briófitos son plantas de hoja perenne, autótrofas y en su mayoría perennes. Suman alrededor de 25.000 especies y se conocen desde el Carbonífero. Este grupo de plantas superiores aparentemente desciende de antiguas algas verdes.
El cuerpo de las briofitas es un talo (talo) presionado contra el sustrato o un tallo con hojas; no hay raíces, sólo hay rizoides. Se trata de plantas pequeñas, sus tamaños oscilan entre 1 mm y varias decenas de centímetros. Los briófitos tienen una organización interna relativamente simple. Su cuerpo contiene tejido de asimilación, pero los tejidos conductores, mecánicos, de almacenamiento y tegumentarios se expresan débilmente en comparación con otras plantas superiores.
A diferencia de todas las demás divisiones de las plantas superiores, el cuerpo vegetativo de las briofitas está representado por el gametofito, que domina en su ciclo de vida, mientras que el esporofito ocupa una posición subordinada y se desarrolla sobre el gametofito.
En el gametofito de las briofitas, se desarrollan órganos reproductivos: masculino (anteridia) y femenino (arquegonia). En los anteridios se forma una gran cantidad de espermatozoides biflagelados. Cada arquegonia produce un huevo. En condiciones de humedad (durante la lluvia), los espermatozoides, al moverse hacia adentro, penetran en el óvulo ubicado dentro del arquegonio. Uno de ellos se fusiona con ella, produciéndose la fecundación. De un óvulo fertilizado (cigoto) crece un esporofito, es decir, una generación asexual representada por una cápsula asentada sobre un tallo. Se forman esporas en la caja.
Cuando una espora germina, aparece un protonema, un hilo delgado y ramificado (con menos frecuencia un plato). En el protonema se forman numerosos brotes que dan lugar a gametofitos: brotes de hojas o talos en forma de placa.
Los gametofitos de los briófitos son capaces de reproducirse vegetativamente y su ciclo de desarrollo puede durar mucho tiempo sin la formación de un esporofito.
Los briófitos combinan 3 clases: Antocerotáceas, hepáticas Y musgos de hojas.
EN clase Anthocerotidae(Antocerotae) hay alrededor de 300 especies. Se distribuyen principalmente en las regiones tropicales y templadas cálidas del mundo. En nuestro país sólo se encuentra el género Antoceros, representado por 3-4 especies.
El gametofito de los antocerotes es un talo (talo). En las especies del género Anthoceros, el talo tiene forma de roseta, de 1 a 3 cm de diámetro, con menos frecuencia forma de hoja, de color verde oscuro y muy pegado al suelo. Las cápsulas (esporogonia) son numerosas, ligeramente curvadas y con forma de cerdas. Le dan a los musgos antocerotas una apariencia distintiva.
EN clase hepáticas(Heraticae) hay más de 6 mil especies. Las hepáticas están muy extendidas. A diferencia de otras briofitas, en la mayoría de las hepáticas el protonema está poco desarrollado y tiene una vida corta. El gametofito tiene forma taliforme o de tallo foliar. La estructura del gametofito en los musgos hepáticos es muy diversa, pero el esporofito es del mismo tipo.
Como ejemplo, podemos considerar un representante de la subclase Marchantiidae: Marchantia polymorpha. Esta es una de las hepáticas más comunes en nuestra flora (en pantanos y bosques en los lugares de incendio). El cuerpo de Marchantia está representado por un talo en forma de placa de color verde oscuro.
Marchantia es una planta dioica. En algunos ejemplares se forman arquegonios, en otros, anteridios. Las arquegonias se desarrollan sobre un soporte especial, cuya parte superior se asemeja a una estrella de múltiples rayos. El soporte masculino con anteridios parece un disco plano.
La subclase Jungermanniidae contiene tanto talo como plantas de hoja. La mayoría de las Jungermanniaceae tienen brotes dorsoventrales recostados. La forma y su fijación al vástago son variadas, la forma de la caja es desde esférica hasta cilíndrica, suele abrir con 4 puertas.
A clase musgos frondosos(Musci) incluyen 3 subclases: musgos Sphagnum, andreic y brie; De estas, consideraremos dos subclases: Sphagnum y Briaceae.
La subclase Sphagnidae está representada por una familia, Sphagnaceae, con un solo género, Sphagnum. En nuestro país se encuentran 42 especies. Los musgos Sphagnum están muy extendidos en las regiones templadas y frías del hemisferio norte, formando una cubierta continua en pantanos y bosques húmedos.
Los tallos de los musgos sphagnum son erectos, con ramas frondosas en forma de fascículos. En la parte superior, las ramas se acortan y se juntan en una cabeza bastante densa.
Las hojas son de una sola capa y tienen dos tipos de células: las que contienen clorofila y las acuíferas (hialinas). Las células portadoras de clorofila son estrechas, tienen forma de gusano y contienen cloroplastos. Están ubicados entre células acuíferas anchas e incoloras, desprovistas de contenido celular. Gracias a sus numerosas células acuíferas, el esfagno puede absorber rápidamente grandes cantidades de agua (casi 40 veces su peso seco).
En la parte superior de los tallos se forman anteridios y arquegonios. Después de la fertilización del óvulo, crece una cápsula a partir del arquegonio.
La subclase Bryidae está representada en su país por aproximadamente 2 mil especies. Los musgos verdes suelen ser plantas perennes con una altura de 1 mm a 50 cm y su color suele ser verde. Están muy extendidos y forman una cubierta continua en pantanos, bosques de coníferas, prados, montañas y tundras.
Los musgos verdes se caracterizan por un protonema ramificado bien desarrollado, a menudo filamentoso. Los musgos verdes son muy diversos en la estructura de sus órganos vegetativos.
Como ejemplo que refleja las características más importantes de las plantas de esta subclase, consideremos el musgo de lino de cuco (Polytrichum commune), muy extendido en los bosques húmedos de coníferas y en los bordes de los pantanos. El tallo de este musgo es erecto, no ramificado, alcanza una altura de 30 a 40 cm y está densamente cubierto de hojas lineales-lanceoladas.
El lino Kukushkin es una planta dioica. Las arquegonias se forman en la parte superior de los tallos de algunas plantas y los anteridios en otras. Después de la fertilización, se desarrolla una cápsula a partir del cigoto, asentada sobre un tallo. Las esporas maduran en la caja. La espora, una vez en suelo húmedo, germina dando lugar a un protonema filamentoso. Los cogollos se forman en el protonema, a partir del cual se convierten en hojas.
La importancia de los musgos en la naturaleza es grande. Los representantes de briófitos crecen en casi todas partes. La excepción son los hábitats salinos con sustrato en movimiento; se desconocen las briofitas marinas. Los musgos abundan en pantanos y bosques. A menudo dominan la cubierta vegetal de los bosques de coníferas (bosques de abetos, bosques de pinos, etc.). Los musgos abundan en la tundra, en lo alto de las montañas. La zona de tundra y las tierras altas húmedas se denominan con razón el reino de los musgos y líquenes.
La capacidad de las briofitas para absorber agua rápidamente y retenerla firmemente hace que el césped de musgo se vuelva turbio desde abajo y se descomponga débilmente. La cubierta de musgo puede contribuir al anegamiento de las zonas. Los musgos sphagnum tienen propiedades antibióticas y se utilizan en medicina. Participan en la formación de la capa de musgo en las turberas elevadas y forman turba. La turba de Sphagnum se utiliza ampliamente como combustible y en la agricultura.
Muchos musgos verdes forman una alfombra continua en las turberas de las tierras bajas, donde forman depósitos de turba de tierras bajas rica en nutrientes. La turba de tierras bajas se utiliza ampliamente en la agricultura como fertilizante. Los musgos también tienen un significado negativo. Al crecer en una alfombra densa y continua, impiden la aireación del suelo y lo agrian. Esto afecta negativamente a la vida de muchas plantas. El papel de las hepáticas en la cubierta vegetal es generalmente mucho menor que el del sphagnum y los musgos verdes.
División Lycopodiophyta
Los licópodos son uno de los grupos de plantas más antiguos. Los primeros licófitos fueron plantas herbáceas. Durante el período Carbonífero aparecieron especies arbóreas, pero se extinguieron y sus restos formaron depósitos de carbón. La mayoría de los licófitos están ahora extintos. Sólo han sobrevivido unas pocas especies de musgos club y selaginella.
Todos los representantes modernos de los licófitos son plantas herbáceas perennes, generalmente de hoja perenne. Algunos de ellos en apariencia se parecen a los musgos verdes. Las hojas de los licófitos son relativamente pequeñas, esto es típico de este grupo de plantas. La ramificación dicotómica (bifurcada) también es característica de los licópodos. En la parte superior de los tallos de muchos licófitos se forman espiguillas (estróbilas), en las que maduran las esporas.
Entre los licófitos hay plantas homosporosas y heterosporosas. En especies homosporosas, las esporas no difieren morfológicamente; durante su germinación se forman gametofitos bisexuales; En las especies heterosporosas, las esporas pequeñas dan lugar a gametofitos masculinos con anteridios, y las esporas grandes dan lugar a gametofitos femeninos con arquegonios. Los espermatozoides biflagelados o multiflagelados se forman en los anteridios y los óvulos en las arquegonias. Después de la fertilización, crece una nueva generación a partir del cigoto resultante: el esporofito.
La sección Mossaceae incluye dos clases: Mossaceae y Polusniformes. De la clase Plaunov consideraremos el orden Plaunov y de la clase Polushnikov, el orden Selaginella, cuyos representantes viven en la actualidad.
Orden Licófitos(Lycopodiales) se caracteriza por la homosporosidad. Está representado por una familia: Lycopodiaceae. Esta familia incluye el género Lycopodium, que tiene alrededor de 400 especies. En nuestro país se encuentran 14 especies de musgos.
Muchos musgos son pequeñas plantas herbáceas. Sus hojas son relativamente pequeñas. A lo largo de la hoja corre una nervadura central formada por traqueidas y células parenquimatosas.
Consideremos uno de los tipos de musgo club: musgo club (Lycopodium clavatum). Esta especie está muy extendida y se encuentra en bosques de coníferas (generalmente pinos) en suelos pobres. El musgo es una planta herbácea perenne de hoja perenne con un tallo rastrero de hasta 1-3 m de largo, sobre el cual se forman brotes aéreos de hasta 20 cm de altura que terminan en espiguillas portadoras de esporas. Todos los brotes están densamente cubiertos de pequeñas hojas en forma de subulado. Las espiguillas contienen esporangios en forma de riñón, en los que se forman una gran cantidad de pequeñas esporas amarillas idénticas.
Después de madurar, las esporas caen al suelo. Cuando germinan, se forma una excrecencia (gametofito). El crecimiento del musgo es perenne y parece un pequeño nódulo (2-5 mm de diámetro) con rizoides. Es incoloro, carece de clorofila y no puede alimentarse por sí solo. Su desarrollo comienza sólo después de que las hifas del hongo (micorrizas endotróficas) penetran en el cuerpo.
En la superficie superior del prótalo, en la profundidad de su tejido, se forman anteridios y arquegonios. La fertilización se produce en presencia de agua. A partir del óvulo fertilizado, se desarrolla un embrión y se convierte en una planta perenne de hoja perenne: el esporofito.
En los licófitos hay un cambio de generaciones claramente expresado. El ciclo de desarrollo está dominado por el esporofito. La división reductora ocurre en los esporangios durante la formación de esporas.
Los tallos y las hojas de musgo contienen alcaloides que se utilizan en medicina. Las esporas se utilizan como polvo para polvos, así como para rociar pastillas. Para proteger las reservas de musgo club, al recolectar esporas, es necesario cortar con cuidado solo las espiguillas que contienen esporas.
Orden Selaginellaceae(Selaginellales), perteneciente a la clase Polushnikovye, se caracteriza por su heterosporosidad. Está representada por una familia, Selaginellaceae. Hay casi 700 especies del género Selaginella, en su mayoría nativas de regiones tropicales y subtropicales. Son 8 especies de este género las que se encuentran en nuestro país. Selaginella tiene una apariencia muy diversa. La mayoría de ellas son plantas herbáceas pequeñas, generalmente rastreras. Las hojas son simples, enteras, pequeñas, de hasta 5 mm de largo. La reproducción asexual mediante esporas es el principal método de reproducción de Selaginella.
Miremos más de cerca Selaginella selaginoides(Selaginella selaginoides). Esta planta tiene tallos cortos y rastreros cubiertos de hojas alargadas y ovadas. En la parte superior del brote se forman espiguillas portadoras de esporas. La principal diferencia entre Selaginella y musgo club es que la misma espiguilla contiene dos tipos de esporangios. Algunos de ellos son más grandes (megasporangios) y contienen 4 esporas grandes (megasporas). Otros esporangios son más pequeños (microsporangios) y contienen numerosas microsporas.
Durante la germinación, la microspora forma un prótalo masculino muy reducido, sobre el cual se desarrolla un anteridio. Un prótalo femenino crece a partir de la megaspora, sobre la cual se desarrollan algunas arquegonias. El movimiento de los espermatozoides se produce en el agua después de la lluvia o el rocío. Con el tiempo, una planta adulta crece a partir de un óvulo fertilizado.
Así, en Selaginella se forman dos tipos de esporas (microesporas y megasporas) y se desarrollan prothlas unisexuales. Los talos, especialmente los masculinos, se reducen considerablemente, lo que constituye la dirección principal de la evolución de las plantas superiores. Esto se puede ver claramente en otras partes de las plantas superiores. Selaginella es poco utilizada por los humanos.
División Psilotophyta
El departamento Psilotidae incluye 12 especies. Incluye dos géneros: Psilotum y Tmesipteris. Los representantes de estos géneros se distribuyen fuera de nuestro país en los trópicos y subtrópicos. Están dispuestos de forma sencilla y se parecen a los riniófitos. Su estructura conserva características extremadamente primitivas, que indican su origen muy antiguo.
El esporofito psilota no tiene raíces ni hojas. Consiste en una parte aérea ramificada dicotómicamente con pequeñas excrecencias en forma de escamas y un sistema ramificado de rizomas con numerosos rizoides.
Psilot es una planta homosporosa. Las esporas se forman en esporangios ubicados en los extremos de ramas laterales cortas. A partir de la espora crece un gametofito subterráneo, en cuya superficie se encuentran anteridios y arquegonios. Los espermatozoides son multiflagelados y necesitan agua para llegar al óvulo.
Tmesipteris es similar al psilot, diferenciándose de él por apéndices más grandes en forma de hojas.
División Equisetophyta
Las equisetáceas se caracterizan por estar divididas en entrenudos y nudos claramente definidos con hojas verticiladas.
Actualmente, las colas de caballo están representadas en la Tierra por una clase Equisetopsida, que incluye un orden Equisetales y una familia Equisetales. En esta familia solo hay un género: la cola de caballo (Equisetum), que incluye alrededor de 30 especies, 17 de las cuales se encuentran en nuestra flora (en pantanos, bosques, prados, tierras cultivables, etc.).
Las colas de caballo alcanzaron su mayor desarrollo en el período Carbonífero. Entonces muchos de ellos estaban representados por grandes árboles. Posteriormente las formas arbóreas se extinguieron. Sus restos muertos dieron lugar a depósitos de carbón. Muchas formas herbáceas también se extinguieron.
Las colas de caballo modernas son hierbas rizomatosas perennes con un tallo de hasta varias decenas de centímetros de altura. En los nudos del tallo hay verticilos de ramas. Las hojas en forma de escamas pequeñas crecen juntas con vainas formando un tubo; la función de la fotosíntesis la realizan los brotes verdes. Algunos brotes terminan en una espiguilla portadora de esporas (estróbilo), formada por esporangios. Las colas de caballo modernas son plantas homosporosas.
La generación sexual (gametofito) en las colas de caballo modernas está representada por brotes verdes, muy pequeños, unisexuales o bisexuales, de corta duración, de varios milímetros de tamaño. Sobre ellos se forman anteridios y arquegonios. Los espermatozoides multiflagelados se desarrollan en anteridios y los óvulos en arquegonios. La fertilización ocurre en presencia de gotas de agua líquida y una nueva generación asexual crece a partir del cigoto: el esporofito.
La estructura de las colas de caballo y su ciclo de vida se puede considerar utilizando el ejemplo de la cola de caballo (Equisetum arvense). Se trata de una planta rizomatosa perenne que crece en campos, prados y terrenos en barbecho. Desde el rizoma, a principios de la primavera, aparecen brotes cortos, rectos, de color marrón rosado, en cuya parte superior se forma una espiguilla con esporas. En el eje de la espiguilla hay esporofilas que parecen escudos hexagonales. Las esporofilas contienen esporangios, que contienen esporas.
Exteriormente, todas las disputas son iguales. Cada uno tiene dos apéndices en forma de cintas estrechas llamadas elater. Las esporas son morfológicamente idénticas, pero fisiológicamente diferentes. Algunos de ellos, al germinar, producen brotes masculinos, otros, brotes femeninos.
El prótalo masculino es una pequeña placa verde, dividida en lóbulos y unida al suelo por rizoides. En los extremos de los lóbulos se desarrollan anteridios que contienen espermatozoides poliflagelados. El prótalo femenino es más grande y tiene arquegonios. La fertilización ocurre en presencia de humedad. Un esporofito perenne se desarrolla a partir del cigoto. A partir de los rizomas de la cola de caballo se desarrollan brotes vegetativos verdes, desprovistos de espiguillas.
Otros tipos de cola de caballo tienen un solo tipo de brote. Es a la vez portador de esporas y asimilativo. El valor práctico de las colas de caballo es pequeño.
División parecida a un helecho (Polypodiophyta)
Los helechos son plantas antiguas. Una parte importante de ellos se ha extinguido actualmente. Hoy en día, las pteridofitas superan con creces en número de especies a todos los demás grupos de plantas vasculares modernas portadoras de esporas; Se conocen más de 12 mil especies. Hay alrededor de 100 especies de este grupo en nuestra flora.
Los representantes de este departamento son muy diversos en apariencia, formas de vida y condiciones de vida. Entre ellas hay muchas plantas herbáceas perennes y también árboles. Los helechos arbóreos tropicales miden hasta 25 m de altura y el diámetro del tronco alcanza los 50 cm. Entre las especies herbáceas se encuentran plantas muy pequeñas de varios milímetros de tamaño.
A diferencia de los licófitos y las colas de caballo, los pteridofitos se caracterizan por tener “hojas grandes”. Las “hojas” de los helechos son de origen tallo y se denominan “frondas”. Su origen está confirmado por el crecimiento apical.
El tamaño de las hojas de los helechos varía desde unos pocos milímetros hasta 30 cm y su forma y estructura son variadas. Las hojas de muchos helechos combinan las funciones de fotosíntesis y esporulación. Algunas especies (por ejemplo, el avestruz) tienen dos tipos de hojas: fotosintéticas y portadoras de esporas. Las hojas de las frondas suelen ser plumosas y, a menudo, se diseccionan muchas veces.
La mayoría de los helechos forestales de regiones templadas tienen rizomas carnosos que forman nuevas rosetas de frondas cada año, que suelen prevalecer en peso y tamaño sobre el tallo en los helechos.
Casi todos los helechos, a excepción de los acuáticos, son plantas homosporosas. Sus esporangios a menudo se encuentran en la superficie inferior de las hojas y se recogen en grupos: soros. Las esporas de los helechos dan lugar a crecimientos bisexuales de vida libre (gametofitos) que contienen anteridios y arquegonios. Para la fertilización, es necesaria la presencia de gotas de agua líquida, en las que puedan moverse los espermatozoides multiflagelados.
Un esporofito se desarrolla a partir de un óvulo fertilizado. A medida que el esporofito crece, se independiza y el gametofito muere.
La división Fern se divide en 7 clases. De estas, 4 clases están representadas exclusivamente por formas fósiles, que se diferenciaban en apariencia de los helechos típicos.
Echemos un vistazo más de cerca al helecho escudo macho (Dryopteris filix-mas), que, en cuanto a su estructura general y ciclo de desarrollo, es típico de los helechos. Forma un rizoma rastrero espeso, al final del cual aparece anualmente una roseta de "hojas" grandes, doblemente pinnadas disecadas. Las hojas tiernas tienen forma de caracol en el extremo y crecen desde la parte superior (como un tallo). Las raíces adventicias se extienden desde los rizomas.
Los soros redondos se forman en la superficie inferior de las hojas en verano. Se forman esporas idénticas dentro del esporangio. El helecho escudo macho es un helecho típicamente homosporoso. Una vez puesta, la espora germina y se forma un brote. Es una placa verde en forma de corazón de aproximadamente 1 cm de tamaño, en la superficie inferior del protalo se forman arquegonios y anteridios. En los anteridios se desarrollan espermatozoides multiflagelados retorcidos helicoidalmente. La fertilización se produce en presencia de agua. Un esporofito grande perenne crece gradualmente a partir de un óvulo fertilizado.
Los helechos acuáticos son plantas heterosporosas. Este es un grupo pequeño. Un ejemplo es la salvinia flotante (Salvinia natans), que pertenece al orden Salviniales. Esta es una pequeña planta que flota en el agua.
Los gametofitos masculinos y femeninos se desarrollan a partir de micro y megasporas, que se forman en micro y megasporangios. El gametofito masculino, que se desarrolla a partir de una microspora, está muy reducido.
El gametofito femenino se desarrolla dentro de una megaspora y es multicelular. Después de la fertilización, se desarrolla un esporofito perenne. El proceso de germinación de esporas, fertilización y desarrollo de esporofitos ocurre en el agua.
La importancia práctica de los helechos es pequeña. Se comen las hojas tiernas de algunas plantas herbáceas, así como el corazón de los helechos arbóreos. Algunos helechos son plantas medicinales.
En helechos, colas de caballo y musgos, la reproducción sexual sólo puede ocurrir en presencia de agua en el momento de la fecundación.
La evolución posterior de las plantas superiores siguió el camino de asegurar la independencia de la reproducción sexual de la disponibilidad de agua.
Esta posibilidad se hizo realidad en las plantas con semillas. Aquí continúa la dirección general del desarrollo evolutivo de la línea esporofita: el desarrollo progresivo del esporofito y una mayor reducción del gametofito. El esporofito alcanza su estructura más compleja en las angiospermas.
Entre las plantas superiores, sólo dos divisiones se caracterizan por la presencia de una semilla: gimnospermas y angiospermas. La semilla determinó el predominio de las plantas con semillas en la vegetación moderna, ya que ya contiene un embrión de esporofito y contiene un importante aporte de nutrientes.
Las plantas con semillas son heterosporas. Producen microsporas, que dan lugar al gametofito masculino, y megasporas, que dan lugar al gametofito femenino.
Las megasporas de las plantas con semillas se desarrollan en formaciones especiales: óvulos (óvulos), que son megasporangios modificados. La megaspora permanece permanentemente encerrada dentro del megasporangio. En el megasporangio se produce el desarrollo del gametofito femenino, el proceso de fertilización y el desarrollo del embrión. Todo esto asegura la independencia de la fertilización del agua líquida.
Durante el desarrollo, el óvulo se convierte en semilla. La semilla contiene un embrión: un esporofito joven, embrionario y muy pequeño. Tiene raíz, yema y hojas embrionarias (cotiledones). Un aporte suficiente de nutrientes en la semilla asegura las primeras etapas del desarrollo embrionario. Por tanto, las semillas proporcionan una dispersión de plantas más fiable que las esporas.
División de gimnospermas (Pinophyta o Gymnospermae)
Las gimnospermas son árboles o arbustos de hoja perenne, con menos frecuencia de hoja caduca y rara vez lianas. Las hojas de las gimnospermas varían mucho en forma, tamaño, características morfológicas y anatómicas. Así, la forma de las hojas puede ser escamosa, acicular, pinnada, doble pinnada, etc.
Las gimnospermas pertenecen a plantas heterosporosas. Las microsporas se forman en microsporangios ubicados sobre microsporofilas y las megasporas se forman en megasporangios formados sobre megasporofilas. Las microsporofilas y megasporofilas adheridas al eje son un brote acortado que contiene esporas (estróbilo o cono). La estructura de los estróbilos en las gimnospermas es variada.
El departamento de gimnospermas incluye 6 clases, y las clases de helechos semilleros (Pteridospermae) y Bennettitas (Bennettitopsida) están completamente extintas. Las gimnospermas actuales, que suman unas 700 especies, pertenecen a las clases Cycadopsida, Gnetopsida, Ginkgopsida y Pinoposida.
Helechos de semilla de clase Alcanzó su mayor desarrollo durante el período Carbonífero. Estas plantas se extinguieron por completo en el período Triásico. Estaban representados por árboles y enredaderas. Sus formas arbóreas se parecían a los helechos arbóreos modernos. A diferencia de los helechos modernos, se reproducían mediante semillas.
Los helechos con semillas tenían hojas grandes, en su mayoría plumosas. Las hojas asimiladoras se diferenciaban marcadamente de las hojas portadoras de esporas (esporofilas). Estos últimos eran de dos tipos: microsporofilas y megasporofilas.
A partir de semillas de helechos evolucionaron grupos primitivos de gimnospermas, que se caracterizan por tener verdaderos estróbilos o conos (Bennettiaceae, Cycadaceae).
clase bennetita- plantas completamente extintas. Estaban representados principalmente por formas arbóreas. Muchos de ellos tenían troncos altos y delgados rematados con grandes hojas plumosas en la parte superior.
Muchos bennetitas tenían estróbilos bisexuales, que recuerdan en estructura a la flor de las angiospermas modernas. Las microsporofilas se ubicaron en grandes cantidades a lo largo de la periferia del estróbilo y las megasporofilas reducidas se ubicaron en el centro del estróbilo. Cada megasporofilo tenía un óvulo. Las semillas de Bennettita contenían un embrión que llenaba toda la semilla.
Las bennetitas son similares en apariencia a las cícadas y se cree que las dos clases descienden de los helechos.
Clase Cycadaceae- un grupo de plantas que alguna vez estuvo muy extendido. Actualmente, esta clase incluye alrededor de 120 especies de 10 géneros, que se encuentran en regiones tropicales y subtropicales del mundo. Las cícadas son plantas arbóreas similares a las palmeras. Sus hojas son grandes, duras y perennes. En la mayoría de las cícadas, las esporofilas se recogen en estróbilos (conos), que se forman al final del tronco entre las hojas. Las cícadas son plantas dioicas. Los estróbilos masculinos y femeninos se forman en diferentes individuos.
Uno de los representantes típicos de la clase es la cícada caída (Cycas revoluta), muy extendida en el este de Asia. Es un árbol de tronco columnar de hasta 3 m de altura, en la parte superior del tronco hay una copa de hojas plumosas de hasta 2 m de largo, en los ejemplares masculinos se forman estróbilos masculinos de 50-70 cm de largo.
Las microsporas se desprenden del microsporangio y se transfieren por un metro al óvulo, donde el prótalo masculino se desarrolla aún más.
Las megasporofilas de todas las especies del género cícadas se encuentran en pequeñas cantidades en el ápice del tallo, alternando con hojas vegetativas. Las megasporofilas son pinnadas, se diferencian de las hojas vegetativas en su menor tamaño y son de color amarillo o rojizo. En la parte inferior del megasporofilo, en sus ramas, se ubican los megasporangios (óvulos). Son grandes, de hasta 5-6 cm de largo.
En el centro del óvulo hay tejido multicelular: el endospermo (un prótalo femenino modificado), en cuya parte superior se forman dos arquegonios con huevos grandes. La fertilización se lleva a cabo mediante espermatozoides móviles que tienen numerosos flagelos. Un embrión se desarrolla a partir de un óvulo fertilizado. Tiene todas las partes inherentes a una planta adulta: las primeras hojas (cotiledones) y el tallo rudimentario (subcotiledón), que se convierte en raíz.
Así, en las cícadas la generación sexual se reduce considerablemente. El gametofito masculino se reduce a tres células, dos de las cuales son anteridio. El gametofito femenino es una pequeña formación ubicada dentro del macrosporangio del esporofito. El gametofito femenino ha perdido la capacidad de existir de forma independiente.
A clase gnetovia Incluye representantes de tres géneros: Ephedra, Welwitschia y Gnetum.
La clase se caracteriza por los siguientes caracteres generales: la presencia de tegumentos similares a perianto alrededor de microsporofilas y megasporofilas; ramificación dicasial de conjuntos de estróbilos; embriones dicotiledóneos; la presencia de vasos en el xilema secundario; ausencia de pasajes de resina.
Hay 40 especies del género Ephedra, nativas de las regiones áridas y desérticas del mundo. La mayoría de las especies están representadas por arbustos bajos y muy ramificados que recuerdan a las colas de caballo.
Las efedras son plantas dioicas, con menos frecuencia monoicas. En los ejemplares masculinos se forman microestróbilos, en los ejemplares femeninos, megaestróbilos. En la parte superior del megastrobilus hay un óvulo u óvulo (megasporangio). Un embrión se desarrolla a partir de un óvulo fertilizado y una semilla se desarrolla a partir de un óvulo, rodeado por una cubierta exterior jugosa de color rojo.
En el género Welwitschia solo hay una especie: la asombrosa Welwitschia (Welwitschia mirabilis), que vive en los desiertos del suroeste de África. Tiene una raíz bastante larga y un tallo corto y grueso. En la parte superior, desde el tallo se extienden dos hojas opuestas en forma de cinta, de hasta 2-3 m de largo, que se encuentran en el suelo y crecen durante toda la vida. Velvichia es una planta dioica. Los micro y megastrobiles, que forman conjuntos ramificados complejos, aparecen directamente encima de las bases de las hojas, como en su axila. El embrión maduro está rodeado de endospermo y tiene dos cotiledones, un subcotiledón, una raíz primaria y un tallo.
El género Gnetum tiene alrededor de 30 especies. Crecen en las selvas tropicales. Se trata de pequeños árboles, arbustos y enredaderas. Tienen hojas anchas y coriáceas dispuestas de manera opuesta. Las plantas son dioicas. Los microstrobili tienen forma de amento y son complejos. En el eje del megastrobilus, que parece un pendiente alargado, se encuentran los óvulos (megasporangio). Después de la fertilización, se desarrolla un embrión con dos cotiledones. Los óvulos se convierten en semillas de color rosa brillante.
El único representante moderno. clase Ginkgoidae es Una antigua planta relicta: el ginkgo biloba (Ginrgo biloba). Es un árbol de hoja caduca, que alcanza una altura de más de 30 m y un diámetro de tronco de más de 3 m. Las hojas del ginkgo son pecioladas, la lámina tiene forma de abanico, generalmente bilobada en el ápice. El ginkgo es una planta dioica. Los microstrobiles tienen forma de amento. Los óvulos (generalmente dos) se desarrollan en megastrobiles. Dentro de cada óvulo se forman dos arquegonias. Los espermatozoides son móviles. Uno de ellos fertiliza el óvulo. A partir del óvulo se forma una semilla, que en su estructura se asemeja a una ciruela. La capa exterior de la cáscara que cubre la semilla es jugosa, debajo hay una cáscara dura y pedregosa y una capa interna delgada. El embrión consta de una raíz, un tallo y dos cotiledones.
Clase Conífera Incluye dos subclases: Cordaitales y Coníferas (Pinidae). Las cordaitas son plantas extintas desde hace mucho tiempo. Alcanzaron su mayor desarrollo durante el período Carbonífero. Los cordaítas eran árboles grandes con un tallo ramificado monopodialmente y una copa alta. Entre las hojas de las ramas había órganos reproductivos: complejas colecciones de estróbilos en forma de amento.
Las coníferas son la subclase más extensa y rica entre todas las gimnospermas. En cuanto a su importancia en la naturaleza y en la vida humana, este grupo ocupa el segundo lugar después de las plantas con flores. Actualmente, las coníferas suman alrededor de 610 especies pertenecientes a 56 géneros y 7 familias. Forman bosques en vastas áreas del norte de Eurasia y América del Norte, y se encuentran en regiones templadas del hemisferio sur. En términos de antigüedad, las coníferas son superiores a todos los grupos vivos de plantas con semillas; se conocen desde el Carbonífero.
La estructura anatómica de los tallos de las coníferas es bastante uniforme. La madera se compone de 90-95% de traqueidas. La corteza y la madera de muchas especies de coníferas contienen muchos conductos de resina horizontales y verticales.
Los estróbilos de las coníferas son exclusivamente dioicos. Las plantas son monoicas, con menos frecuencia dioicas. Los estróbilos varían mucho en forma y tamaño.
Las principales características del ciclo de vida de las coníferas se pueden considerar en el ejemplo del pino silvestre (Pinus sylvestris). Es un árbol esbelto, que alcanza los 40 m de altura, en los extremos de las ramas del pino hay yemas que dan lugar a nuevos brotes cada año.
En primavera, se forman colecciones de conos masculinos de color amarillo verdoso (estróbilos) en la base de algunos brotes jóvenes. En el eje del cono masculino hay microsporofilas, en la superficie inferior de cada una hay dos microsporangios (sacos de polen). Las microsporas se forman dentro de los microsporangios después de la división reductora. La microspora comienza a germinar dentro del microsporangio y finalmente se convierte en un grano de polen que tiene dos células: vegetativa y generativa (de esta última se desarrollan dos gametos masculinos, espermatozoides). El grano de polen (polen) sale del microsporangio (antera). El polen de pino maduro tiene dos conchas: la exterior es la exina y la interior es la intina. La exina forma dos sacos de aire que facilitan el traslado del polen por el viento.
Los megastrobiles se llaman conos femeninos. Se recogen en grupos de 1 a 3 en los extremos de los brotes jóvenes. Cada cono representa un eje desde el cual se extienden en todas direcciones escamas de dos tipos: estériles (que cubren) y portadoras de semillas. En cada escama de semilla se forman dos óvulos en el interior. En el centro del óvulo se desarrolla el endospermo o prótalo (gametofito femenino). Se forma a partir de una megaspora y sus células tienen un conjunto de cromosomas haploides. En la parte superior del endospermo se ponen dos arquegonios con huevos grandes.
Después del proceso de polinización, comienza el proceso de fertilización. El período entre la polinización y la fertilización dura aproximadamente un año. Un largo tubo polínico crece a partir del grano de polen y se mueve hacia el arquegonio. Dos espermatozoides se mueven a lo largo del tubo polínico hasta el óvulo. La punta del tubo polínico, que llega al óvulo, se rompe y libera esperma. Uno de los espermatozoides se fusiona con el óvulo y el otro muere. Como resultado de la fertilización, se forma un cigoto diploide y de él surge un embrión.
El embrión maduro consta de un péndulo, una raíz primaria, un tallo y cotiledones. La formación de suspensiones es una de las características distintivas de todas las coníferas. Paralelamente al desarrollo del embrión, el tegumento del óvulo se transforma en la cubierta de la semilla. Todo el óvulo se convierte en semilla. Una vez que las semillas maduran, las escamas de los conos se separan y las semillas se derraman. Una semilla madura tiene un ala transparente.
La subclase Coníferas incluye siete órdenes, dos de ellos están extintos. Actualmente se encuentran las siguientes: Araucariaceae, Nogocarpaceae, Pino, Ciprés y Tejo. Los últimos tres órdenes son los más comunes.
Orden Pino(Pinales) está representada por una familia: el pino (Pinaceae). Hay 11 géneros y alrededor de 260 especies en esta familia. Los géneros más grandes son el pino (Pinus), el abeto (Picea), el abeto (Abies) y el alerce (Larix).
El más grande de esta familia es el género Pine, que incluye alrededor de 100 especies. En nuestro país está muy extendido el pino silvestre, cuyas agujas se recogen de dos en dos. En la parte asiática del país está bastante extendido el pino siberiano (el llamado “cedro siberiano”), cuyas agujas se recogen en manojos de cinco. El pino siberiano produce madera valiosa y semillas comestibles: piñones.
El género Spruce incluye alrededor de 50 especies que viven en el hemisferio norte. Son árboles altos y delgados. Los abetos se caracterizan por una forma de copa piramidal. Las agujas son tetraédricas y puntiagudas en el extremo. En nuestro país las dos especies más comunes son: el abeto real (Picea abies) y el abeto siberiano (Picea obovata).
El género Fir incluye 40 especies que viven en el hemisferio norte. Estos son árboles grandes y altos. Son similares en apariencia al abeto, pero sus agujas son planas, suaves, con dos franjas de estomas en la parte inferior. El abeto siberiano (Abies sibirica) está muy extendido en Rusia. Crece principalmente en las regiones del sur de Siberia occidental y en el noreste de la parte europea del país.
El género Alerce está representado por 15 especies que viven en el hemisferio norte. Son árboles grandes, de tronco recto, que mudan sus acículas en invierno. Las agujas de alerce son suaves y planas. Se encuentran en racimos sobre brotes cortos y individualmente en brotes alargados. En nuestro país las especies más comunes son el alerce siberiano (Larix sibirica) y el alerce dahuriano (Larix dahurica).
Orden ciprés(Cupressales) está representada por dos familias. La familia Taxodiaceae incluye actualmente 10 géneros y 14 especies. Las taxodiáceas modernas son árboles grandes, con menos frecuencia arbustos. Entre ellos cabe mencionar el sequojadendron giganteum, o “árbol de mamut”, una de las plantas más grandes y longevas del mundo. También es interesante Taxodium distichum. Crece a lo largo de orillas de ríos y pantanos en el sureste de América del Norte. En este árbol, las raíces horizontales forman excrecencias verticales de forma cónica o en forma de botella: raíces respiratorias de hasta 0,5 m de altura.
La familia de los cipreses (Cupressaceae) incluye 19 géneros y alrededor de 130 especies, ampliamente distribuidas en los hemisferios sur y norte. Ciprés: arbustos y árboles de hoja perenne. Sus hojas tienen forma de escamas o agujas, pequeñas, dispuestas de manera opuesta o en verticilos de tres, rara vez cuatro.
Los géneros Cypress y Juniper contienen bastantes especies (20 y 55 especies, respectivamente). Los tipos de cipreses son árboles monoicos de hoja perenne con una copa piramidal o extendida, con menos frecuencia arbustos. En cultura, el más famoso es el ciprés piramidal de hoja perenne. El género Juniper está representado por pequeños árboles o arbustos de hoja perenne, a veces rastreros. Las hojas tienen forma de aguja o de escamas. En los enebros, después de la fertilización, las escamas de las megasporofilas se vuelven carnosas y crecen juntas, formando la llamada "coneberry". Los enebros están muy extendidos. Son amantes de la luz, resistentes a la sequía, a las heladas y poco exigentes con las condiciones del suelo.
Ordenar tejo(Taxales) incluye árboles y arbustos de hoja perenne de dos familias, 6 géneros y 26 especies. El género más famoso es Tiss, está representado por 8 especies. En nuestro país, el tejo más común, o tejo común (Taxus baccata), tiene agujas planas. Este árbol tiene una madera dura y pesada que es casi resistente a la putrefacción. Las semillas están rodeadas por una cubierta carnosa de color rojo brillante, que las hace parecer bayas. La baya del tejo es el árbol más tolerante a la sombra de todas las coníferas.
Nosotros, los contemporáneos, sabemos muy poco sobre los primeros representantes del mundo vegetal. Lamentablemente, se han encontrado pocos de sus restos fósiles. Sin embargo, los científicos, utilizando huellas fosilizadas dejadas por plantas antiguas, restauraron su apariencia y también examinaron las características estructurales de las plantas que se convirtieron en las primeras.
La ciencia que estudia las características estructurales y funciones vitales de las plantas fósiles se llama “paleobotánica”. Son los paleobotánicos quienes buscan respuestas a preguntas sobre el origen del mundo vegetal.
Clasificación de plantas de esporas.
Las primeras plantas de la Tierra se reprodujeron mediante esporas. Entre los representantes modernos de la flora también se encuentran las plantas de esporas. Según la clasificación, todos se combinan en un grupo: "plantas de esporas superiores". Están representados por Rhiniophytes, Zosterophilophytes, Trimsrophytes, Psilotophytes, Bryophytes (Bryophytes), Lycopodiophytes (Mocophytes), Equisetophytes (Equisetaceae) y Polypodiophytes (Helechos). Entre estas divisiones, las tres primeras están completamente extintas, mientras que las otras contienen grupos tanto extintos como existentes.
Riniófitos: las primeras plantas terrestres
Las primeras plantas terrestres fueron representantes de la flora que colonizó la Tierra hace aproximadamente 450 millones de años. Crecieron cerca de varios cuerpos de agua o en zonas de aguas poco profundas, que se caracterizaban por inundaciones y desecaciones periódicas.
Todas las plantas que han dominado la tierra tienen una característica común. Esta es la división del cuerpo en dos partes: aérea y subterránea. Esta estructura también era típica de Rhiniophytes.
Los restos de plantas antiguas se descubrieron por primera vez en la segunda mitad del siglo XIX en el territorio del Canadá moderno. Pero por razones desconocidas, este hallazgo no interesó a los botánicos. Y en 1912, cerca del pueblo escocés de Rhynie, un médico rural local encontró varias plantas fosilizadas más. No sabía que tenía en sus manos los restos de los primeros habitantes de la tierra, pero, siendo muy curioso, decidió estudiar a fondo el interesante hallazgo. Tras realizar un corte, descubrió restos de plantas bien conservadas. El tallo era muy delgado, desnudo y se le adherían procesos de forma oblonga (similares a bolas alargadas) con paredes muy gruesas. La información sobre el hallazgo llegó rápidamente a los paleobotánicos, quienes descubrieron que los restos encontrados eran las primeras plantas terrestres. Existían dudas sobre el nombre de estos antiguos restos. Pero como resultado, decidieron tomar la ruta más simple y los llamaron Rhiniophytes por el nombre del pueblo cerca del cual fueron descubiertos.
Características estructurales
La estructura externa de Rhiniophytes es muy primitiva. El cuerpo se ramificó según un tipo dicotómico, es decir, en dos partes. Aún no tenían hojas ni raíces reales. La fijación al suelo se realizó mediante rizoides. En cuanto a la estructura interna, por el contrario, era bastante compleja, especialmente en comparación con las algas. Así, contaba con un aparato estomático, con la ayuda del cual se llevaban a cabo los procesos de intercambio de gases y evaporación del agua. Debido a su escasez, las primeras plantas en la Tierra eran relativamente pequeñas en altura (no más de 50 cm) y diámetro de tallo (aproximadamente 0,5 cm).
Los paleobotánicos creen que todas las plantas terrestres modernas descienden de Rhiniophytes.
Las psilofitas son las primeras plantas terrestres. ¿Es esto cierto?
Es más probable que no que sí. El nombre "psilofitos" apareció ya en 1859. Fue el paleobotánico estadounidense Dawson quien puso nombre a una de las plantas encontradas. Eligió esta opción en particular, ya que en la traducción esta palabra significa "planta desnuda". Hasta principios del siglo XX, Psilophytes era el nombre que recibía un género de plantas antiguas. Pero según los resultados de revisiones posteriores, este género dejó de existir y el uso de este nombre quedó no autorizado. Por el momento, el género Rinia más descrito da el nombre a todo el departamento de los representantes más antiguos de la flora terrestre. En consecuencia, las primeras plantas terrestres fueron las Rhiniófitas.
Representantes típicos de las primeras plantas terrestres.
Presumiblemente, las primeras plantas terrestres fueron cuxonia y rhinia.
Uno de los representantes más antiguos de la flora era la cooksonia, que parecía un pequeño arbusto de no más de 7 cm de altura y las tierras bajas pantanosas eran un entorno propicio para su crecimiento. Se han encontrado restos fosilizados de Cooksonia y especies relacionadas en la República Checa, los Estados Unidos de América y en algunas zonas de Siberia occidental.
Estrechamente relacionada, la rhinia ha sido mucho mejor estudiada que la cooksonia. Su cuerpo era más macizo: la planta podía alcanzar los 50 cm de altura y el diámetro del tallo podía ser de 5 mm. Al final del tallo del rinio había una cúpula en la que había esporas.
Los antiguos representantes del género Rinia dieron origen a muchas plantas de los trópicos y subtrópicos. Según la clasificación moderna, se combinan en el departamento de psilofitos. Es muy poco numeroso, ya que incluye unas 20 especies. En algunos aspectos son muy similares a sus ancestros antiguos. En particular, ambos tienen una altura aproximada de Psilofitas que oscila entre 25 y 40 cm.
Hallazgos modernos
Hasta hace poco, los paleontólogos encontraron en sedimentos de más de 425 millones de años sólo restos de esporas primitivas de triletes con una cáscara lisa. Hallazgos similares se encontraron en Turquía. Están clasificados como Ordovícico Superior. Los especímenes encontrados no pudieron arrojar luz sobre la información sobre el momento de la aparición de las plantas vasculares, ya que eran únicos y no estaba del todo claro a qué representantes específicos de la especie vegetal pertenecían las esporas lisas.
Pero no hace mucho tiempo se descubrieron en Arabia Saudita restos fiables de esporas triléticas con una concha ornamentada. Se determinó que la edad de las muestras encontradas varía de 444 a 450 millones de años.
Floración de plantas vasculares después de la glaciación.
En la segunda mitad del Ordovícico, las actuales Arabia Saudita y Turquía formaban aparentemente la parte norte del supercontinente y eran el hábitat original de las plantas vasculares. Durante un largo período histórico, vivieron sólo en su "cuna evolutiva", mientras que el planeta estaba habitado por representantes de briofitas primitivas con sus criptosporas. Lo más probable es que la expansión masiva de las plantas vasculares comenzara después de la gran glaciación que se produjo en la frontera entre el Ordovícico y el Silúrico.
Teoría del teloma
Durante el estudio de los rinofitos, apareció la llamada teoría de los telomas, creada por el botánico alemán Zimmermann. Reveló las características estructurales de los Rhiniophytes, que en ese momento fueron reconocidos como las primeras plantas terrestres. Zimmerman también mostró las supuestas vías de formación de importantes órganos vegetativos y reproductivos de las plantas superiores.
Según el científico alemán, el cuerpo de Rhiniophytes consistía en ejes radialmente simétricos, cuyas ramas terminales Zimmerman llamó teloms (del griego telos - "fin").
A través de la evolución, los telomas, habiendo sufrido numerosos cambios, se convirtieron en los principales órganos de las plantas superiores: tallos, hojas, raíces, esporofilas.
Entonces, ahora podemos responder sin ambigüedades a la pregunta "¿Cuáles eran los nombres de las primeras plantas terrestres?" Hoy la respuesta es obvia. Estos eran Rhiniófitos. Fueron los primeros en llegar a la superficie de la Tierra y se convirtieron en los progenitores de los representantes de la flora moderna, a pesar de que su estructura externa e interna era primitiva.