Introducción a la Botánica

Transcripción

1 Introducción a la Botánica Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental FCEN - UBA 1er. cuatrimestre

2 La página de la materia en el Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental FCEN, UBA Se publicará: información general novedades cronograma programa guía de TPs filminas de las teóricas notas de exámenes otros archivos

3 Filminas de las clases teóricas Se publicarán en la página de la materia con anterioridad a la fecha de teórica Se venderán impresas en la fotocopiadora del Centro de Estudiantes, 1er. piso pabellón 2 (al lado de la Biblioteca Central) SON UNA GUÍA DE ESTUDIO NO REEMPLAZAN A LOS LIBROS DE TEXTO

4 Calendario Se publica en la página y en la puerta del laboratorio de TPs

5 Fechas importantes Comienzo trabajos prácticos: miércoles 29 de marzo Primer examen parcial: miércoles 24 de mayo Visita al Jardín Botánico: viernes 30 de junio Segundo examen parcial: viernes 14 de julio Recuperatorios de parciales 1 y 2: viernes 21 de julio

6 Dinámica de Introducción a la Botánica Primera parte: Estructura y función de plantas superiores Morfología y anatomía Célula vegetal Procesos metabólicos propios de las plantas Desarrollo vegetativo de las plantas superiores Segunda parte: Biodiversidad y evolución Cianobacterias Algas Plantas embriofitas: de musgos a plantas con flores Desarrollo reproductivo de plantas con semilla Hongos

7 Bibliografía recomendada Bibliografía básica disponible en la Biblioteca Central: Nabors, MW, Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación (también disponible online, con cuota anual) en: Raven, PH; RF Evert y SE Eichhorn, Biología de las Plantas. Ed. Reverté, Tomos I y II. Raven, PH; RF Evert y SE Eichhorn, Biology of plants. Ed. WH Freeman & Co (edición 2013 en pdf, consultar). Valla, JJ, Botánica: Morfología de las plantas superiores. Ed. Hemisferio Sur Otros textos para consulta: Alexopoulos, CJ et al., 1996, Introductory Micology. Ed Wiley Azcón Bieto, J y Talón, M, Fundamentos de Fisiología Vegetal. Ed. McGraw-Hill Bold, HC et al., 1980, Morphology of Plants and Fungi Evert, RF, Esau Anatomía Vegetal. 3ra. edición. Ed. Omega Judd, WS et al., Plant Systematics: A phylogenetic approach. Ed. Sinauer Taiz, L y Zeiger, E, Plant Physiology. Ed. Sinauer Assoc. Una página web excelente para morfología y anatomía de plantas superiores:

8 La importancia de las plantas fotosíntesis alimento O 2 captura de CO 2 colonización de ambientes formadoras de clima formadoras de suelos refugio de animales combustibles fósiles biocombustibles textiles: fibras y tinturas madera especias, fragancias aceites industriales fármacos

9 Raven Biology of Plants 2013 Las plantas y la vida en la tierra El reloj de la vida en la Tierra La aparición de la fotosíntesis hizo posible la vida tal como la conocemos

10 La clasificación clásica de los seres vivos Nabors, MW, Introducción a la Botánica Cinco REINOS en base a características morfológicas: Monera (Bacteria, Archaea) Protista Plantae Fungi Animalia

11 La clasificación de los seres vivos evoluciona Cinco REINOS: Monera Protista Plantae Fungi Animalia Bacteria Eukarya Nabors, MW, Introducción a la Botánica Archaea Tres DOMINIOS (Carl Woese)

12 El árbol filogenético de la vida Eucariontes linajes = parentescos Procariontes

13 La clasificación de los organismos eucariontes Adl SM et al The revised classification of eukaryotes. Journal of Eukaryotic Microbiology 59: SAR = Stramenopila, Alveolata y Rhizaria

14 La clasificación de los seres vivos evoluciona pero mientras que las relaciones evolutivas (de parentesco) están en continuo debate las características morfológicas, fisiológicas y ecológicas son las mismas

15 Definiendo nuestro material de estudio Tres dominios (Carl Woese, 1970 s) ORGANISMOS FOTOSINTÉTICOS Bacteria Eukarya Dominio Bacteria: División Cyanobacteria (bacterias fotosintéticas aerobias) Archaea Dominio Eukarya: Reino Protista: Algas Dominio Eukarya: Reino Fungi Dominio Eukarya: Reino Plantae

16 Jones et al. (2013) The molecular life of plants Definiendo nuestro material de estudio un alga una planta con flor Qué características comunes tienen?

17 Eucariontes fotosintéticos Ambiente acuático ALGAS: Talófitos Talo: cuerpo sin (o con bajo) grado de complejidad anatómica Plantas terrestres: Cormófitos Cormo: cuerpo con alto grado de diferenciación tisular y anatómica órganos con funciones específicas

18 Las plantas en un contexto filogenético ALGAS VERDES BRIOFITAS HELECHOS GIMNOSPERMAS ANGIOSPERMAS flores y frutos semillas cloroplasto verde tejidos de conducción embrión gametangios pluricelulares ANCESTRO COMÚN

19 Comparando a las plantas (terrestres) con otros organismos Nabors, MW, Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación

20 Comparando a las plantas (terrestres) con otros organismos En cuanto a su citología: Son eucariontes: poseen un núcleo que contiene el ADN celular, rodeado de envoltura nuclear, poseen organelas rodeadas de membranas Poseen paredes celulares semirígidas formadas principalmente por celulosa En cuanto a su modalidad de nutrición: Son autótrofas: capaces de alimentarse a sí mismas a partir de moléculas inorgánicas (FOTOSÍNTESIS) En cuanto a su forma de movimiento: Están ancladas al sustrato, el movimiento es pasivo o por crecimiento En cuanto a su modo de reproducción: Presentan alternancia de dos generaciones adultas, una que produce gametas y otra que produce esporas La cigota se desarrolla en un embrión protegido por la planta madre Muchas se reproducen asexualmente En cuanto a su patrón de desarrollo: Crecen a lo largo de todo el ciclo vital: crecimiento indeterminado Las divisiones mitóticas se dan en zonas específicas, los meristemas

21 Características que distinguen a las plantas de otros organismos Nabors, MW, Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación

22 Una planta angiosperma idealizada una planta con flor (angiosperma) hoja tallo raíz Cormófitas órganos con funciones específicas raíz tallo hojas flores

23 Morfología, anatomía y fisiología Morfología: Forma de las partes del cuerpo de la planta, los órganos: raíz, tallo, hojas, flores, sin considerar la estructura interna Anatomía: distribución de los tejidos en los distintos órganos de la planta con respecto a su estructura y considerando su función Qué es un tejido? Y la fisiología qué es?

24 Relaciones entre estructura y función células tejidos ANATOMÍA MORFOLOGÍA órganos FISIOLOGÍA organismo ECOLOGÍA estructura función

25 Organización del cuerpo de una planta vascular Plantas VASCULARES = tienen tejidos de conducción bien diferenciados Las plantas vasculares son EMBRIOFITAS: Plantas con embrión Embriofitas sin semilla (helechos) Embriofitas con semilla desnuda (Gimnospermas) Embriofitas con flor y semilla protegida en un fruto(angiospermas) Embriofitas no vasculares (musgos)

26 Desarrollo en las plantas Desarrollo vegetativo: crecimiento en tamaño, aumento del número de órganos vegetativos: raíces, ramas, hojas, reproducción asexual embrión planta adulta Desarrollo reproductivo: formación de estructuras específicas para la reproducción sexual (flores, frutos). El pasaje de estado vegetativo a reproductivo se llama cambio de fase planta adulta planta adulta con flores

27 El embrión Embriofitas: plantas con embrión La organización básica de las plantas terrestres ya está presente en el embrión embrión

28 El embrión Desarrollo del embrión durante la maduración de la semilla Desarrollo de la plántula luego de la germinación de la semilla El embrión presenta polaridad: tiene un eje principal de desarrollo longitudinal (basal-apical), cada polo con un patrón de desarrollo específico: La parte basal origina el sistema radical La parte apical origina el sistema del vástago

29 El embrión El embrión contiene los precursores de los órganos y tejidos de la planta adulta Las zonas de división celular están confinadas a los meristemas Los meristemas apicales se encuentran en los ápices del tallo y de la raíz dos sistemas originados en el embrión: del vástago (tallo) radical (raíz) cotiledones = hojas embrionarias hipocótile radícula meristema apical del tallo meristema (sub)apical de la raíz

30 Organización del cuerpo de una planta angiosperma ramificación hoja Nabors, MW, Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación

31 Dos grupos principales de angiospermas Diferencias muy generalizadas en la morfología vegetativa de la planta adulta

32 El vástago = sistema caulinar Funciones: Sostén de órganos fotosintéticos y de reproducción Transporte de agua y sales desde la raíz al resto de la planta Transporte de productos de la fotosíntesis desde las hojas al resto de la planta

33 El vástago = sistema caulinar En general es un órgano aéreo Geotropismo negativo, fototropismo positivo El crecimiento vertical está dado por la actividad del meristema (yema) apical Los nudos se disponen a intervalos regulares Las ramificaciones se originan de manera exógena (en los tejidos más próximos a la superficie del tallo) yemas laterales

34 Origen de las ramificaciones del vástago Las ramificaciones del vástago se originan en yemas axilares ubicadas en los nudos (en las axilas de las hojas) El patrón de desarrollo del vástago se repite en las ramificaciones Nabors, MW, Introducción a la Botánica hoja axilante o tectriz

35 Unidades repetitivas: fitómeros El cuerpo de la planta está formado por módulos estructurales repetitivos En el vástago esas unidades se denominan fitómeros Las yemas axilares y las raíces laterales repiten ese desarrollo modular

36 Tipos de ramificación del eje del vástago Dicotómica: la yema apical se divide en dos y las dos ramificaciones resultantes son equivalentes ramificación dicotómica En general, en plantas primitivas Hyphaene tebaica

37 Tipos de ramificación del eje del vástago Lateral: con un claro un eje central y ramas laterales Monopodial: el vástago principal mantiene su yema apical mientras produce brotes laterales de segundo orden crece de forma indefinida manteniendo siempre su predominio y posición central. Simpodial: el vástago principal produce uno o más brotes laterales y deja de crecer. Su función es sustituída por alguno de los brotes laterales, y así sucesivamente, de forma que el "tronco" o eje principal está formado por una sucesión de ejes de distinto orden de ramificación. Los números corresponden a órdenes de ramificación monopodial simpodial

38 Ejemplos de ramificación monopodial y simpodial simpodial en jacarandá simpodial en un tallo rastrero monopodial en un pino simpodial en Vitis vinifera (vid)

39 Modificaciones de los tallos Tallos rastreros: crecen en posición horizontal, generan brotes y raíces adventicias estolón rizoma ejemplo: frutillas, trébol blanco Ventaja adaptativa frente a la herbivoría ejemplo: jengibre, lirio En el rizoma se acumulan sustancias de reserva

40 Modificaciones de los tallos Tallos no fotosintéticos que acumulan reservas tubérculo: rizoma de reserva, genera brotes y raíces adventicias ejemplo: papa (tienen tallos aéreos, estolones y tubérculos) cormo: tallo subterráneo que acumula reservas ejemplo: tulipán

41 Modificaciones de los tallos bulbos: tienen un pequeño tallo disciforme y las sustancias de reserva se acumulan en las bases foliares ejemplo: cebolla en los cactus: tallo fotosintético aplanado con tejido que acumula agua (las espinas son hojas modificadas)

42 El sistema radical meristema La raíz es un órgano en general subterráneo Geotropismo positivo, fototropismo negativo El crecimiento vertical está dado por la actividad del meristema, que es subapical No existen nudos Las ramificaciones se originan a intervalos irregulares y de manera endógena (en los tejidos más próximos al cilindro vascular central)

43 El sistema radical meristema Funciones: Fijación de la planta al sustrato Absorción de agua y minerales del suelo y su transporte hacia el tallo Asociación con microorganismos benéficos del suelo Almacenamiento de sustancias de reserva

44 Dos sistemas radicales básicos raíz lateral raíz principal Sistema alorrizo = sistema radical primario = raíz pivotante Se origina a partir de la radícula embrionaria Morfología axial: una raíz principal con ramificaciones laterales (secundarias) En gimnospermas y dicotiledóneas

45 Dos sistemas radicales básicos En gramíneas y helechos Sistema homorrizo = sistema fasciculado = raíz fibrosa o en cabellera No se desarrolla a partir de la radícula embrionaria, que muere raíces adventicias Pueden tener o no ramificaciones que son equivalentes

46 Adaptaciones de las raíces Raíz aérea en una orquídea epífita: absorbe agua del aire Raíz fúlcrea (zancos) en el maíz: colabora en la fijación al sustrato (son adventicias) Raíz aérea en la hiedra: colabora en la fijación al sustrato Raíz tabular en árboles tropicales: estabilidad en suelos poco profundos

47 Las hojas Órganos generalmente aplanados, situados lateralmente sobre el tallo En conjunto con el tallo constituyen el vástago Se originan en el meristema apical del vástago o de las yemas laterales Funciones: Fotosíntesis Transpiración

48 Morfología de las hojas Según la estructura de la lámina o limbo Simple: lámina entera Compuesta: Lámina dividida en folíolos raquis folíolo Cómo distinguimos lámina hojas compuestas de ramas? pecíolo

49 Modificaciones de la base foliar El pecíolo puede o no estar presente La base foliar puede o no estar desarrollada peciolada Hoja sésil (sin pecíolo) del clavel

50 Venación de las hojas Según la disposición de las nervaduras (tejido vascular que se continúa con el del tallo) Uninervadas Plurinervadas palmatinervada plurinervadas paralelinervada retinervada uninervadas

51 Morfología de las hojas Según la forma de la lámina o limbo

52 Morfología de las hojas Según la forma de la base de la lámina Según la forma del ápice de la lámina

53 Morfología de las hojas Según la morfología del margen

54 Las hojas durante el desarrollo de la planta: sucesión foliar Sucesión foliar en Delonix regia

55 Filotaxis: disposición de las hojas en el tallo Las hojas se insertan en los nudos del tallo El conjunto de hojas inserto en cada nudo constituye un verticilo foliar Hay dos tipos de disposición: alterna y verticilada ALTERNA: en cada nudo se inserta una hoja dística: las hojas se insertan sobre el tallo, a largo de dos líneas opuestas helicoidal: las hojas están esparcidas sobre el tallo, ordenadas regularmente sobre una espiral filotaxis helicoidal filotaxis dística

56 Filotaxis: disposición de las hojas en el tallo Disposición VERTICILADA: dos o más hojas se insertan simultáneamente en cada nudo del tallo De acuerdo al número de hojas por nudo se denomina: decusada u opuesta: dos hojas por nudo verticilada: tres hojas o más en cada nudo filotaxis verticilada filotaxis decusada

57 Preguntas de repaso: Morfología vegetal 1. En qué se diferencian las clasificaciones de los organismos en cinco reinos y la de tres dominios? 2. Cuáles son las diferencias fundamentales entre un organismo vegetal y uno animal? 3. Qué diferencia hay entre desarrollo vegetativo y desarrollo reproductivo? 4. Qué es un embrión vegetal? 5. Cómo se organiza en cuerpo de una planta superior? Qué son los fitómeros? 6. Es verdad que las raíces en las plantas siempre tienen el mismo origen? Por qué? 7. Qué características morfológicas de los tallos, las raíces y las hojas usaría para describir una planta y diferenciarla de otra?