Diversidad Vegetal. PowerPoint Lectures for Biology, Seventh Edition. Lectures by Chris Romero. Neil Campbell and Jane Reece

Transcripción

1 Diversidad Vegetal PowerPoint Lectures for Biology, Seventh Edition Neil Campbell and Jane Reece Lectures by Chris Romero

2 Todas las fotos de flora autóctona que integran esta presentación han sido tomadas por el Dr. Alfredo Grau. También presento la propuesta filogenética usada por él para su materia. PowerPoint Lectures for Biology, Seventh Edition Neil Campbell and Jane Reece Lectures by Chris Romero

3 Por más de 3000 millones de años, la superficie terrestre estuvo sin vida. Hoy existen más de 290 mil especies de plantas vivientes.

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5 ANALISIS FILOGENETICO MÉTODO EVIDENCIA HIPÓTESIS PREFERIDA EVIDENCIA Cual es la evidencia puedo utilizar para inferir las relaciones filogenéticas? Las características de las especies que pueden ser definidas en los organismos estudiados. Como requisito tales estructuras deben ser heredables (estén definidos por el genotipo del individuo y no sea variación debida al ambiente) Caracteres Morfológicos Caracteres de comportamiento Caracteres moleculares (secuencias de ADN)

6 El tema de hoy es Biodiversidad Vegetal. Esto implica el análisis de las relaciones filogenéticas de las plantas, los grupos que conforman el Reino Plantae y su origen y evolución. Con qué evidencia contamos para analizar la conformación del Reino Plantae y sus grupos hermanos?

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11 LE 29-4 Viridiplantae Streptophyta Plantae Red algae Chlorophytes PowerPoint Lectures for Biology, Seventh Edition Neil Campbell and Jane Reece Lectures by Chris Romero Ancestral alga Charophyceans Embryophytes

12 Las sinapomorfías que sustentan el nodo de plantas verdes + carofíceas son, entre otras: A nivel molecular, la producción de unos complejos en forma de rosetas cuando se sintetiza celulosa Tienen las mismas enzimas en los peroxisomas Similares secuencias de ácidos ribo y desoxirribonucleicos

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14 Evidencia genética La comparación de los genes nucleares y de los cloroplastos señalan a las carofíceas como los parientes vivos más cercanos de las plantas terrestres

15 LE 29-3 Chara,. 10 mm 40 µm Coleochaete orbicularis,carofícea en forma de disco

16 Las carofíceas presentan una capa del polimero esporopolenina que previene la desecación de los cigotos expuestos. La acumulación de rasgos que facilitan la supervivencia en la tierra habrían sido la via para la colonización de los ambientes terrestres.

17 Luego de que las plantas divergieron de sus parientes carofíceos desarrollaron muchos rasgos propios

18 Los sistemáticos siguen debatiendo los límites del reino vegetal. Hasta que este debate se resuelva, nosotros adoptamos la definición de plantas como embriófitas.

19 Cinco rasgos clave caracterizan a las plantas: Embriones multicelulares dependientes y protegidos por tejidos de la planta madre Meristemas apicales Alternancia de generaciones Esporas en esporangio Gametangios multicelulares

20 Meristemas apicales Meristema apical del brote Hojas en desarrollo Meristema apical Brote 100 µm Raíz 100 µm

21 Alternancia de generaciones Organismo haploide multicelular (gametofito) Mitosis Mitosis Gametas Esporas MEIOSIS FECUNDACION Cigoto Mitosis Organismo diploide multicelular (esporofito)

22 Esporas Gametangio producidas en Esporangiosmulticelular Embrión multicelular, dependiente Arquegonio con óvulos Sección longitudinal de Sphagnum sporangium (LM) Gametofito femenino Esporas Embrión Tejido materno Esporangio 2 µm Esporofito Gametofito 10 µm Gametofito masculino Anteridio con Gametas Invaginaciones de la pared Esporofito y esporangio de Sphagnum (un musgo) Arquegonio y anteridio Marchantia (hepatica) Célula de Transferencia placentaria

23 Rasgos derivados adicionales como la cutícula y compuestos secundarios evolucionaron en muchas especies de plantas.

24 LE 29-6 Esporas fosilizadas. Las esporas de las plantas vivientes, son granos únicos, estas encontradas en Oman estan en grupos de cuatro (izq.; uno escondido) y dos (der.). Tejido de esporofito fosilizado.

25 Las plantas terrestres se clasifican informalmente en base a la presencia o no de haces vasculares.

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28 Plantas terrestres Plantas vasculares Origen de las plantas con semillas (alrededor de 360 ma) Origen de las plantas vasculares (alrededor de 420 ma) Origen de las plantas terrestres (alrededor de 475 ma) Alga verde ancestral Angiosperms Gymnosperms Pterophytes Lycophytes Mosses Plantas sin semillas Plantas con semillas Hornworts Liverworts Charophyceans Briofitas

29 Figure 2. Phylogenetic relationships of 14 Viridiplantae taxa determined by 160 concatenated proteins. Timme RE, Bachvaroff TR, Delwiche CF (2012) Broad Phylogenomic Sampling and the Sister Lineage of Land Plants. PLoS ONE 7(1): e doi: /journal.pone

30 El ciclo de vida de los musgos y otras briofitas está dominado por el estadio gametofítico Las briofitas están representadas hoy por tres phyla de pequeñas plantas herbáceas Hepáticas, phylum Hepatophyta Antoceros, phylum Anthocerophyta Musgos, phylum Bryophyta

31 El debate acerca de la evolución de las briofitas continua abierto. Los musgos son los parientes más cercanos de las plantas vasculares.

32 El gametofito de las briofitas En los tres phyla de las briofitas, los gametofitos son más grandes y viven más que los esporofitos. Los esporofitos estan presentes solo parte del tiempo Animation: Moss Life Cycle

33 El gametofito de las briofitas Produce anterozooides flagelados en los anteridios Óosferas en los arquegonios Generalmente forman como alfombras sobre el suelo

34 El esporofito de las briofitas Crece fuera del arquegonio Son los más pequeños y simples de todas las plantas que existen Consiste de un pie, una seta y el esporangio

35 Gametoforo del gametofito femenino 500 µm Pié Seta Esporangio Marchantia polymorpha, Una hepatica talosa Esporofito de Marchantia (LM)

36 Plagiochila deltoidea, otra hepática

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39 LE 29-9c An Anthroceros hornwort species Sporophyte Gametophyte

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44 LE 29-9d Polytrichum commune, musgo Esporofito Gametofito

45 Los helechos y otras plantas vasculares sin semillas formaron los primeros bosques Las Briofitas fueron la vegetación dominante durante los primeros 100 millones de años de evolución de las plantas Las plantas vasculares comienzan a diversificarse durante el Carbonifero Las plantas vasculares dominan la mayoría de los paisajes actuales

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47 Las primeras plantas fósiles datan de hace 420 millones de años. Eran plantas delgadas y pequeñas, con esporofitos ramificados Carecían de los rasgos derivados de las plantas actuales

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49 Ciclos de vida con esporofito dominante Los esporofitos de las plantas vasculares sin semillas son la generación más grande Los gametofitos son pequeñas plantitas que crecen sobre o debajo del suelo Animation: Fern Life Cycle

50 Key Haploid (n) Diploid (2n) Espora Anteridio Gametofito joven MEIOSIS Esporangio Sperm Arquegonio Egg Esporangio Esporofito maduro Nuevo esporofito Cigoto Soro Gametofito Fiddlehead FECUNDACION

51 Las plantas vasculares presentan xilema y floema Xilema: conduce agua y minerales desde la raíz hacia el resto de la planta. Está compuesta por células muertas. Floema: compuesto de células vivas, distribuye azúcares, amino ácidos y otros compuestos orgánicos.

52 Raíces Las raíces son órganos de anclaje en las plantas vasculares Permiten a las plantas absorber agua y nutrientes del suelo Se cree que evolucionaron de tallos subterraneos

53 Las hojas Son órganos que incrementan el área de captura de la energía solar, además de participar en la transpiración y respiración de las plantas.

54 Las hojas pueden ser de dos tipos: Microfilas, hojas con una sola vena Megafilas, con un amplio y ramificado sistema vascular Aparentemente, las micrófilas surgieron primero

55 Tejido vascular Micrófilas Megáfilas

56 Esporofilos y variación de las esporas Los esporofilos son hojas modificadas con esporangios La mayoria de las plantas vasculares sin semillas son homosporadas, produciendo un tipo de espora que se desarrolla en un gametofito bisexual Todas las plantas con semillas y algunas sin semillas son heterosporadas, teniendo dos tipos de esporas que originan gametofitos femeninos y masculinos

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58 Plantas vasculares sin semillas Hay dos phyla de estas plantas: Lycophyta incluye licopodios y selaginelas Pterophyta incluye helechos, equisetales.

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61 Selaginella apoda,

62 Isoetes gunnii, Un helecho juncal

63 Psilotum nudum, Un helecho en cepillo

64 Equisetum arvense, helecho cola de caballo Tallo vegetativo Estróbilo en El tallo fértil

65 LE 29-14f Athyrium filix-femina

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83 LE 3012ba MONOCOTS EUDICOTS Orchid Monocot (Lemboglossum Characteristics rossii) Eudicot Characteristics Embryos One cotyledon PowerPoint Lectures for Biology, Seventh Edition Neil Campbell and Jane Reece Lectures by Chris Romero Two cotyledons California poppy (Eschscholzia california)

84 LE 3012bb MONOCOTS EUDICOTS Pyrenean oak (Quercus pyrenaica) Leaf venation Veins usually netlike Veins usually parallel Stems Pygmy date palm (Phoenix roebelenii) PowerPoint Lectures for Biology, Seventh Edition Vascular tissue scattered Neil Campbell and Jane Reece Lectures by Chris Romero Vascular tissue usually arranged in ring

85 LE 3012bc MONOCOTS EUDICOTS Lily (Lilium Enchantment ) Roots PowerPoint Lectures for Biology, Seventh Edition Root system usually fibrous (no main root) Neil Campbell and Jane Reece Lectures by Chris Romero Taproot (main root) usually present Dog rose (Rosa canina), a wild rose

86 LE 3012bd MONOCOTS EUDICOTS Barley (Hordeum vulgare), a grass Pea (Lathyrusner vosus, Lord Anson s blue pea), a legume Pollen Pollen grain with one opening Pollen grain with three openings Flowers Anther Stigma Floral organs usually in PowerPoint Lectures for multiples of three Ovary Filament Biology, Seventh Edition Neil Campbell and Jane Reece Lectures by Chris Romero Floral organs usually in multiples of four or five Zucchini (Cucurbita Pepo), female (left), and male flowers

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