Plantas libres de semillas

Pteridofitas: Licofitas y Helechos

Capítulo 17

Evolución de las plantas vasculares

  • Características generales:

    • Esporofitos: Prominentes y de vida libre.

    • Evolución del xilema y floema: Sistema eficiente de transporte.

    • Síntesis de lignina:

    • Rigidez en las paredes celulares que permite alcanzar mayor altura.

    • Ramificación del esporofito:

    • Múltiples esporangios: producción de más esporas.

  • Aparición de las plantas vasculares:

    • Primeras plantas vasculares aparecen en el Devónico (408-362 millones de años).

    • Clasificación:

    • 5 filos de plantas vasculares sin semillas.

    • 3 filos extintos (Cooksonia, Zosterophyllum, Aglaophyton, Psilophyton, licofitas: Drepanophycus, Protolepidodendron).


Devónico temprano

  • Características de las primeras plantas vasculares:

    • Diversas y numerosas, con características:

    • Pequeñas, sin hojas.

    • Poseen un sistema vascular.

  • Ejemplos de las primeras plantas:

    • Cooksonia, Zosterophyllum, Aglaophyton, Psilophyton.

    • Licofitas:

    • Drepanophycus y Protolepidodendron.


Evolución de las plantas vasculares

  • Modificaciones:

    • Primero, se observan esporofitos ramificados (ramificación dicótoma).

    • Después, evolución de:

    • Raíz y vástago

    • Hojas.

  • Reducción del gametofito:

    • Las pteridofitas tienen gametofitos de vida libre, que requieren agua para la fecundación.


Organización de plantas vasculares

  • Sistemas de tejidos:

    • Dermal, fundamental y vascular.

  • Evolución del tejido vascular (estela):

    • Crecimiento primario:

    • Crecimiento secundario:

    • Evolucionó hace 380 millones de años en varios grupos de plantas vasculares.


Evolución de las hojas

  • Microfilas:

    • Hojas pequeñas y simples con una sola vena; evolucionan como crecimiento superficial lateral del tallo o esterilización de esporangios.

    • Ejemplos: licofitas.

  • Megafilas:

    • Hojas más complejas con venación ramificada; evolución a partir de ramas que luego se planifican y fusionan en redes.

    • Ejemplos: helechos, espermatofitas (plantas con semillas).


Sistemas reproductivos

  • Alternancia de generaciones:

    • Heteromórfica: el esporofito es más grande y complejo que el gametofito.

  • Homoesporia:

    • Un solo tipo de espora; gametofitos bisexuales.

    • Ejemplos: helechos, algunas licofitas.

  • Heteroesporia:

    • Dos tipos de esporas (microesporas, megaesporas) en esporangios separados.

    • Gametofitos unisexuales:

      • Microgametofito (masculino), megagametofito (femenino).

    • Ejemplos: algunas licofitas, helechos, todas las espermatofitas.


Desarrollo a través del tiempo

  • Devónico tardío al Carbonífero:

    • Filos: Rhyniophyta, Zosterophyllophyta, Trimerophytophyta (extintas), Monilophyta, Lycophyta, Progymnospermophyta (extinta, precursor de espermatofitas).

  • Licofitas:

    • Árboles pequeños o grandes, dominantes en el Carbonífero, con madera y crecimiento secundario.


Carbonífero (300-360 mya)

  • Características:

    • Pantanos de carbón que facilitan la ausencia de descomposición de lignina.

  • Licofitas extintas:

    • Lepidodendron (40m) y Sigillaria (30m alto) - heteroespórico.

    • Microfilas; fósiles de raíz encontrados en Arkansas.


Sistemas de clasificación de plantas vasculares

  • Isoetes, Lepidodendrales, Selaginellaceae, Lycopodiaceae, Lycophytes, Zosterophyllophytes, Cooksonia

  • Xilema secundario, heterosporia, ligule, microfilas > 410 MYA

  • Anatomía estelar, Rhyniophytes, pérdida de raíces, tracheophytes (plantas vasculares), monilophytes, euphyllophytes, y otros.

  • Cladograma de evolución:

    • > 380 MYA, plantas con semillas (Spermatophytes), heterosporia, xilema secundario (madera), esperma multiflagelado, megafilas.


Diversidad actual de las pteridofitas

  • Grupo parafilético:

  • Clasificación actual:

    • Licofitas (aliados a helechos - microfilas)

    • Monilofitas o Polypodiopsida (helechos - megafilas)

    • Angiospermas (plantas con flores)

    • Mesangiospermas, monocots y otros grupos.


Lycopodiopsida

  • Lycopodiaceae:

    • 1,200 especies vivas, todas herbáceas.

    • Amplio rango de distribución.

    • Estructura del esporofito:

    • Ramificado con hojas microfilas; esporangios sostenidos por esporofilas (hojas); formación de estrobilos.

    • Homoespórico.

    • Gametofito bisexual: Verde o subterráneo.

    • Géneros: Lycopodium, Lycopodiella, Huperzia, Phlegmariurus.


Selaginellaceae

  • Características:

    • 750 especies, predominantemente en regiones tropicales.

    • Esporofito ramificado con hojas microfilas.

    • Heteroespórico:

    • Megaesporangia sostenidas por megaesporofilas.

    • Microesporangia sostenidas por microesporofilas en un mismo estrobilo.

    • Gametofitos unisexuales:

    • microgametofito se desarrolla dentro de la espora, megagametofito se desarrolla parcialmente fuera de la espora.

    • Género: Isoetaceae: Isoetes.


Polypodiopsida

  • Monilophyta:

    • Incluye helechos, equisetos y psilotum; aproximadamente 12,000 especies, con mayor diversidad en los trópicos.

    • Incluye epífitas, arbóreas y herbáceas.

  • Características:

    • Principalmente homoespóricos.

    • Hojas megafilas (fronda): estructura de lámina y raquis.

    • Desarrollo de la hoja como vernación circinada.

  • Cladogramas de clasificación:

    • Clases y órdenes de helechos.


Especie y distribución

  • Estructura del esporangio:

    • En las superficies de hojas, modificadas o tallos.

    • Agrupados en soros, pueden estar cubiertos por un indusio.

    • Producción de gametofitos bisexuales (protalo).

    • Estructura en forma de corazón o membranosa.

  • Desarrollo:

    • Anteridios y arquegonios se desarrollan en la superficie del protalo.


Clasificación de esporangios

  • Euesporangiados:

    • Formados por células del tejido superficial, son más grandes y producen más esporas.

  • Leptoesporangios:

    • Formados de una sola célula superficial, producen un esporangio en un pie (tallo) y tienen una capa de células diferenciada (anulo) que abren el esporangio y facilitan la dispersión de esporas.


Datos estadísticos sobre la diversidad de especies

  • Spermatophyta (plantas con semillas):

    • 323 especies, 144 eudicots, 300,000 spp. (plantas con flores).

    • 1,100 spp. de gymnospermas.


Conservación y redescubrimientos

  • Problemas de conservación:

    • Los helechos no suelen ser incluidos en los esfuerzos de conservación.

  • Centro para la Conservación de Plantas: Colaboración con varias instituciones.

  • Especies en peligro de extinción en Puerto Rico:

    • Ejemplos: Adiantum vivesii, Cyathea dryopteroides, Elaphoglossum serpens, entre otros.


  • Redescubrimiento:

    • Hecho de un helecho endémico de Puerto Rico (Elaphoglossum serpens) redescubierto tras 73 años desde su primera descripción.