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

Transcripción

1 Introducción a la Botánica Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental FCEN - UBA 1er. cuatrimestre 2015

2 Bienvenidos a Introducción a la Botánica 2015 Primera clase teórica: Detalles de organización de la materia Definiendo nuestro objeto de estudio Introducción a la estructura de las plantas superiores

3 Bienvenidos a Introducción a la Botánica 2015 Docentes Teóricas: Irene Baroli baroli@bg.fcen.uba.ar Lunes y jueves de 14 a 17 hs. Profesores invitados: Gabriela Amodeo (relaciones hídricas) David Bilenca (botánica económica) Pablo Cerdán (fotomorfogénesis) Nora Maidana (algas) Ma. Victoria Novas (hongos) Comienzo lunes 16 de marzo, Aula 7 Trabajos Prácticos: María del Carmen Zamaloa (turno tarde) Mi-Vi 13 a 17 hs Carlos Vélez (turno noche) Mi-Vi 17:30 a 21:30 hs Comienzo viernes 27/3 - Traer materiales y guardapolvo!!!! Seminarios: serán tratados en las clases de Trabajos Prácticos

4 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 de interés

5 Dinámica de Introducción a la Botánica 2015 CONDICIONES PARA APROBAR LA MATERIA: Aprobar LABORATORIO/TRABAJOS PRÁCTICOS/FINAL (O PROMOCIÓN) Para aprobar los TRABAJOS PRÁCTICOS se requiere: 1) tener aprobado el LABORATORIO y 2) obtener al menos el 50% de la nota en cada uno de los dos parciales teóricos. El segundo parcial es integratorio respecto del primero. Habrá dos recuperatorios uno para cada parcial Para aprobar el LABORATORIO se requiere: 1) el 80 % de los trabajos prácticos aprobados como mínimo. La inasistencia a un trabajo práctico se considerará como TP no aprobado. 2) Aprobación de un trabajo especial. Para aprobar la MATERIA por promoción se requiere: 1) tener aprobado el LABORATORIO y 2) los dos parciales aprobados en primera instancia con 70% de la nota o más en cada uno. Los requisitos para acceder al examen final son: Tener aprobados los TRABAJOS PRÁCTICOS. Nota: quienes hayan promocionado no pierden el derecho de rendir final.

6 Dinámica de Introducción a la Botánica 2015 Cronograma de clases teóricas y TPs: en la página de la materia Fechas tentativas de parciales: viernes 8 de mayo, viernes 3 de julio Guía de TPs: En fotocopiadora La Copia (planta baja Pab. 2), también en la página de la materia. No abrochar las hojas porque se entregan separadas por TP Elementos necesarios para los TPs (desde el primer día):

7 Dinámica de Introducción a la Botánica 2015 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 árboles con flores Desarrollo reproductivo de plantas con semilla Hongos

8 Bibliografía recomendada Bibliografía básica disponible en la Biblioteca Central: Nabors, MW, Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación (también disponible online (alquiler) 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 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:

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

10 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

11 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

12 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)

13 El árbol filogenético de la vida linajes

14 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

15 La clasificación de los seres vivos evoluciona pero las características morfológicas (macroscópicas) son las mismas

16 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

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

18 Definiendo nuestro material de estudio un alga verde una planta con flor Jones et al. (2013) The molecular life of plants

19 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

20 Morfología de una planta angiosperma una planta con flor (angiosperma) hoja tallo raíz Cormófitas órganos con funciones específicas raíz tallo hojas flores

21 Características que distinguen a las plantas (terrestres) de 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

22 Características que distinguen a las plantas (terrestres) de otros organismos Nabors, MW, Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación

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

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

25 Organización del cuerpo de una planta células morfología tejidos anatomía órganos organismo estructura función

26 Organización del cuerpo de una planta EMBRIOFITAS: PLANTAS CON EMBRIÓN Embriofitas sin semilla (musgos, helechos) Gimnospermas: plantas con semillas desnudas Angiospermas: plantas con flores (y semillas en frutos) embrión

27 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). Se llama cambio de fase planta adulta planta adulta con flores

28 Organización del cuerpo de una planta La organización básica de las plantas terrestres ya está presente en el embrión Desarrollo del embrión durante la maduración de la semilla Desarrollo de la plántula luego de la germinación de la semilla POLARIDAD: El embrión tiene un eje principal de desarrollo basal-apical La parte basal origina el sistema radical La parte apical origina el sistema del vástago

29 Organización del cuerpo de una planta El embrión contiene los precursores de los tejidos de la planta adulta Las zonas de división celular estarán confinadas a los meristemas Los meristemas apicales se encuentran en los ápice 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 apical de la raíz

30 Organización del cuerpo de una planta angiosperma ápice del vástago en corte longitudinal ramificación hoja el patrón de desarrollo del vástago se repite en las yemas axilares Nabors, MW, Introducción a la Botánica, Ed. Pearson Educación

31 El vástago = tallo = 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

32 El vástago = tallo = sistema caulinar En general es un órgano aéreo Geotropismo negativo, fototropismo positivo El crecimiento vertical está dado por la actividad de la 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)

33 Origen de las ramificaciones del vástago Las ramificaciones del vástago se originan en yemas laterales 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

34 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

35 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

36 Ejemplos de ramificación monopodial y simpodial simpodial en jacarandá simpodial en un tallo rastrero monopodial en un pino simpodial en Vitis vinifera

37 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

38 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

39 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)

40 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)

41 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

42 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

43 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

44 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

45 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 en las yemas laterales Funciones: Fotosíntesis Transpiración

46 Morfología de las hojas Según la estructura de la lámina o limbo Simple: lámina entera Compuesta: Lámina dividida en folíolos raquis folíolo lámina pecíolo

47 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

48 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

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

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

51 Morfología de las hojas Según la morfología del margen

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

53 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

54 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

55 Preguntas de repaso: Introducción 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 es un embrión vegetal y a qué da origen? 4. Cómo se organiza en cuerpo de una planta superior? 5. Es verdad que las raíces en las plantas siempre tienen el mismo origen? Por qué? 6. Qué características morfológicas de los tallos, las raíces y las hojas usaría para describir una planta y diferenciarla de otra?

56 HASTA LA PRÓXIMA En la clase siguiente: célula procarionte y eucarionte