Botánica Sistemática II = Sistemática de Plantas Vasculares

Botánica Sistemática II = Sistemática de Plantas Vasculares Dra. Susana E. Freire Prof. Adjunto - Botánica Sistemática II Fac. de Cs. Naturales y Museo, UNLP

Sistemática Interpretar la diversidad orgánica Taxonomía Filogenia Clasificación Descubrir Y Describir especies o grupos de especies Establecer las relaciones de parentesco entre las especies Ordenar las especies de acuerdo a su filogenia

Linneo 1753 Número de especies descriptas cerca de 1.600.000 de especies descriptas

% de trabajos taxonómicos Tasa de extinción anual de especies: entre 20.000 y 50.000 por año 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 69-72 73-76 77-80 81-84 85-88 89-92 93-96 años Porcentaje de trabajos taxonómicos 1969-1996

Importancia de la Sistemática 1. Lycopersicum chmielewskii Usos: Mejoramiento genético. 2. Ancistrocladus korupensis Usos: Inhibe la capacidad del virus del SIDA, gracias al principio de la michelamina. 3. Catharanthus roseus Usos: Importancia medicinal. Utilizada contra la diabetes y la leucemia principalmente.

Clasificación biológica Plantas con taxol D Robusta Estable Predictiva Probablemente con taxol

Sistemática - Biogeografía

Origen de Plantas Vasculares Primeras plantas terrestres Primeras plantas vasculares Taxones fósiles y actuales

REINO PLANTAE (Bell & Hemsley, 2000) Subreino Algae (plantas acuáticas, unicelulares, coloniales o pluricelulares) Cyanophyta Glaucophyta Rhodophyta Clorophyta Carophyta Euglenophyta Crysophyta Xanthophyta Bacillariophyta Phaeophyta Pyrrophyta Clorofila a Clorofila a y b Clorofila a y c Subreino Embriophyta = Plantas terrestres División Briophyta División Tracheophyta (plantas con tejido vascular)

Filogenia de los organismos Basado en Palmer et al. (2004) y Lutzoni et al. (2004) Pirrofitas Reino Plantae Straminipila Mycetozoa Fungi Euglenozoa Alveolata

Viridiplantae = Chlorobionta = Plantas Verdes Viridiplantae Streptophyta Plantas terrestres oogamia - plasmodesmos Clorofila b almidón tilacoides con grana Cloroplasto (endosimbiosis primaria)

Charophytas ciclo haplonte oogonio anteridio Chara gametofito n Subreino Algae Coleochaete gametofito n

Cuáles son los cambios que deben ocurrir para que las charophytas conquisten la superficie terrestre?

Viridiplantae = Chlorobionta = Plantas Verdes Viridiplantae Streptophyta Plantas terrestres Embrión- arquegonios/anteridios -cuticula oogamia - plasmodesmos Clorofila b almidón tilacoides con grana Cloroplasto (endosimbiosis primaria)

Origen del ciclo de vida de las plantas terrestres Teoría homóloga (Pringsheim 1877) Plantas terrestres Antecesor algal con alternancia isomórfica de dos generaciones n y 2n Reducción del gametofito y mayor plasticidad del esporofito Teoría antitética (Celakovsky 1874) Retraso de la M! Embrión Retención de la cigota en el gametofito Ancestro : Charales (1 generación n) Grupo hermano: Bryophyta

Conquista de la Tierra Reducción del gametofito Crecimiento del esporofito

Embryophyta = Plantas terrestres Embrión- arquegonios/anteridios -cuticula

Subreino Embriophyta : División Bryophyta Marchantiopsida Hepáticas Bryopsida Musgos Sphagnum estomas Marchantia poros

División Bryophyta: Bryopsidas Musgos Subreino Embriophyta = Plantas Terrestres Polytrichum Esporofito (2n) parásito Gametofito (n) fotosintético

División Briophyta: Briopsidas Musgos Subreino Embriophyta = Plantas Terrestres

Origen de Plantas Vasculares Bibliografía: Haig, D. (2008) Homologous Versus Antithetic Alternation of Generations and the Origin of Sporophytes. Botanical Review 74(3): 395 418. 1.- Qué otros nombres reciben las Plantas Verdes? Indique tres sinapomorfías de las Plantas Verdes. Qué grupos incluye? 2.- Cómo se denomina el grupo que confoman las Carofitas y las Embriofitas. Cite dos sinapomorfías. 3. Cite dos sinapomorfías de las Embriófitas. Qué divisiones comprende este subreino? 4.- Señale cuáles de los siguientes términos está relacionado con los géneros Chara y Coleochaete: Streptophyta retención de la cigota Euphyllophytas oogamia plasmodesmos - reproducción libre de esporas meiosis cigótica. 5.- En qué consiste la Teoría antitética? Cuál es el antecesor y cuál el grupo hermano de las plantas vasculares de acuerdo a esta teoría? 6.- Cuál de los siguientes cambios evolutivos permitió la aparición de las Briófitas: ramificación del esporofito retención de la cigota reducción del número de esporas retraso de la meiosis cigótica. 7.- Esquematice el ciclo biológico de un Musgo (Briófita). Indique las generaciones esporofìtica y gametofìtica.

Ramificación del esporofito Polyesporangiophytas

Subreino Embriophyta = Plantas Terrestres Espermatofitas Polysporangiophyta Embriófitas (Plantas terrestres) Streptophyta Streptobionta Traqueófitas (Plantas vasculares) Equisetopsidas Polypodiopsidas Trimerophytopsidas ( ) Lycopodiopsidas Lycopsidas Zosterophyllopsidas ( ) Rhyniopsidas ( ) Aglaophyton ( ) Homeophyton ( ) Bryopsida Marchantiopsida Coleochaetales Charales Euphyllophytas Lycopodiophytas Licophytas Protraqueófitas ( ) Briófitas

Micro y Megafósiles

Devónico inferior Protrachaeophyta

Protraqueófitas (= Horneophytopsida) espora trilete Esporangio con columela rizoma con rizoides Rizoides Horneophyton

Protraqueófitas (= Horneophytopsida) Xilema con células sin engrosamientos tallo esporangio sin columela Aglaophyton (= Rhynia major)

Protraqueófitas (= Horneophytopsida) Taylor, 2005 Aglaophyton (esporofito) Lyonophyton (gametofito)

Subreino Embriophyta = Plantas Terrestres División Briophyta Protraqueófitas = Horneophytopsida División Traqueophyta Pteridophytas Clase Rhyniopsida (producción libre de esporas)

Silúrico- Devónico inferior Clase Rhyniopsida División Trachaeophyta

Traqueófitas: Rhyniopsida Cooksonia

Traqueófitas: Rhyniopsida aspecto monopodial Rhynie Chert Xilema con traqueidas anuladas / espiraladas Rhynia gwynne-vaughanii

Subreino Embriophyta = Plantas Terrestres División Briophyta Protraqueófitas = Horneophytopsida División Traqueophyta Pteridophytas (producción libre de esporas) Clase Rhyniopsida Subdivisión Lycopodiophytina Clase Zosterophyllopsida

Devónico inferior Clase Zosterophyllopsida División Trachaeophyta

Traqueófitas: Zosterophyllopsida Ejes ramificados en H Esporangios laterales espinas Zosterophyllum

Primeras Plantas Vasculares Bibliografía: - Is Morphology Really at Odds with Molecules in Estimating Fern Phylogeny? H.Schneider, A.R. Smith, and K.M. Pryer. Systematic Botany 34(3): pp. 455 475. 2009. -The first record of Cooksonia from South Americain Silurian rocks of Bolivia. E. Morel a1, D. Edwards a2 and M. Iñigez Rodriguez. Geological Magazine 132 : 449-452. 1995. 1.- Cuál de los siguientes cambios evolutivos permitió el paso de las Briófitas a las Protraqueófitas: desarrollo de hojas retención de la cigota ramificación del esporofito recubrimiento del esporangio. 2.- Qué tipo de fragmentos fósiles evidencian el registro de las primeras plantas terrestres. En qué período fueron hallados? 3.- Por qué las esporas triletes representan un registro de la presencia de plantas terrestres? 4.- Qué sinaporfía tienen las Polysporangiophytas más las Briophytas? 5.- Cite dos taxones de Protraqueófitas. Indique tipo de tallos y posición de esporangios. A qué periodo geológico pertenecen? 6.- Señale los caracteres correspondientes a Zosterophyllum (+): ejes monopodiales plantas 3 m alt esporangios laterales ramificaciones en H espinas 7.- Indique la Clase a la cuál corresponden cada uno de los siguientes taxones: Cooksonia (+) Zosterophyllum (+). Justifique al menos con un carácter. 8.- Señale los caracteres correspondientes a Rhynia gwynne-vaughanii (+): traqueidas con engrosamientos anulares plantas de 50 cm alt isosporados - esporangios con columela tallos áfilos espinas - cutícula

Subreino Embriophyta = Plantas Terrestres División Briophyta Protraqueófitas = Horneophytopsida División Traqueophyta Pteridophytas (producción libre de esporas) Clase Rhyniopsida Subdivisión Lycopodiophytina Clase Zosterophyllopsida Clase Lycopodiopsida

Clase Lycopodiopsida Silúrico superior - Actual Las primeras Lycopodiopsidas Silúrico superior-devónico medio - Protolepidodendrales - Drepanophycales División Trachaeophyta

Traqueófitas: Lycopodiopsida Drepanophycales Drepanophycus enaciones micrófilos Monopodial y tallos laterales dicótomos Tallos dicótomos Asteroxylon

Traqueófitas: Lycopodiopsida Zosterophyllum Drepanophycus Asteroxylon Origen del micrófilo: Teoría de la enación

Traqueófitas: Lycopodiopsida Origen del micrófilo: Teoría telomática micrófilos divididos en el ápice Protolepidodendron

Clase Lycopodiopsida Lycopodiopsidas arborescentes: - Lepidodendrales División Trachaeophyta

Traqueófitas: Lycopodiopsida ligula haz vascular paricnos Lepidodendron Lepidocarpon Lepidodendrales

Traqueófitas: Lycopodiopsida Sigillaria Pleuromeia Nathorstiana Lepidodendrales Paleozoicas-Mesozoicas

Lycopodiopsidas: Semilla? semilla expansión del megasporofilo reducción del número de esporas a una conos unisexuales conos bisexuales

Clase Lycopodiopsida Lycopodiopsidas actuales: - Isoetales : con crecimiento secundario - Lycopodiales - Selaginellales herbáceas División Trachaeophyta

Traqueófitas: Lycopodiopsidas actuales Microfilos con lígula Stylites (Andes de Perú) Delta microsporangios N. Huapi megasorangios Isoetes Isoetales: Heterosporados

Traqueófitas: Lycopodiopsidas actuales Lycopodiales - Selaginellales Lycopodiales Selaginellales Isosporados esporangios adaxiales Heterosporados

Traqueófitas: Lycopodiopsidas actuales Selaginellales: heterosporados protostela Norte Selaginella Hojas dimorfas

Traqueófitas: Lycopodiopsidas actuales Esporangios en estróbilos terminales NO esporofilo trofófilo Lycopodiales: Lycopodiaceae Lycopodium clavatum

Traqueófitas: Lycopodiopsidas actuales Lycopodiales: Huperziaceae Esporangios no reunidos en estróbilos NO NO BA Huperzia saururus cola de quirquincho Esporofilos y trofófilos semejantes

Lycopodiopsidas Bibliografia: Smith, A. R., K. M. Pryer, et al. (2006). "A classification for extant ferns." Taxon 55(3): 705-731 1.- Qué teorías explican el origen del micrófilo? Desarrolle brevemente indicando los taxones que justifican cada una. 2.- Con qué Clase de plantas fósiles relaciona a las Lycopodiopsidas? Justifique al menos con un carácter. 3.- Ubique sistemáticamente las Licopodiopsidas (Reino-Subreino-División-Subdivisión). Cite 2 características que permitan diferenciarlas de las restantes pteridófitas. 4.- A qué Orden de plantas fósiles corresponden los representantes arborescentes de la Clase Lycopodiopsida? Cite 2 caracteres que relacionen este orden con el género actual Isoetes. 5a.- Señale las características/ morfogéneros relacionadas con Lepidodendron: tallos articulados cambium micrófilos megáfilos paricnos Annularia Stigmaria isosporados Lepidocarpon lígula - cicatrices foliares hexagonales Mesozoico 5b.- Ordene los siguientes taxones en orden decreciente con respecto a su hábito: Sigillaria Nathorstiana Pleuromeia Lepidodendron Isoetes - Stylites 6.- Cuáles son los Ordenes de Lycopodiopsidas actuales. Cite un carácter común y una diferencia entre ellos. 7.- Señale los caracteres correspondientes al género Selaginella: isosporado esporangios adaxiales lígula - esporangios peltados protostela hojas vegetativas dimorfas megáfilos 8.- Los géneros Lycopodium y Huperzia se diferencian por: esporofilos agregados en conos/no agregados en conos esporangios adaxiales/esporangios peltadosisosporado/heterosporado esporofilos diferenciados/esporofilos y trofofilos semejantes.

Filogenia de las Plantas Vasculares 10.- En el siguiente cladograma coloque en los nodos y barras los correspondientes nombres: Subreino Embryophyta División Bryophyta Protraqueófitas (=Horneophytopsidas) División Traqueófitas - Subdivisión Lycopodiophytina Subdivisión Euphylophytina Streptophyta Polysporangiophyta Subdivisión Euphylophytina División Traqueófitas Subdivisión Lycopodiophytina Polysporangiophyta Subreino Embryophyta Protraqueófitas (=Horneophytopsidas) División Bryophyta Streptophyta

Fliogenia de las Plantas Vasculares Judd et al. 2002 Pryer et al. 2004