Trabajo Práctico Nº 4: Plantas I Las plantas son organismos fotosintéticos multicelulares adaptados a la vida terrestre. En la tierra encontraron abundante luz desde el alba hasta el crepúsculo; libre circulación de CO 2 en el aire y, ausencia de otras formas de vida que compitieran por los mismos recursos. En la tierra, mediante la multicelularidad y la especialización celular, pudieron obtener y retener cantidades adecuadas de agua. Además apareció la cutícula que es secretada por las células de la epidermis. CLASIFICACIÓN: 1- Avasculares: Filo Bryophyta (Clases: Hepáticas, Antoceraceas y Musgos). Carecen de tejidos de conducción y, por ende, de raíces, tallos y hojas verdaderas. Presentan una estructura simple menor a 20 cm. y se fijan al sustrato por medio de rizoides. La mayoría son tropicales y crecen mejor en lugares húmedos y sombreados. Son indicadores sensibles de la contaminación ambiental, al igual que los líquenes. 2- Vasculares: Todas con sistemas de conducción eficientes. La raíz, una innovación temprana en el proceso evolutivo sirve para fijar las plantas y para absorber agua y nutrientes del suelo. Las hojas son los principales órganos encargados de la fotosíntesis. Todas las plantas vasculares se dividen en 2 grupos informales: - Las plantas vasculares sin semilla en donde hay 4 Filos, el más importante en número de especies incluye a los Helechos. Las plantas del Filo Pterophyta viven en ambientes húmedos de zonas tropicales y templadas. Las hojas o frondas se encuentran divididas en folíolos o pinnas y las hojas jóvenes están enrolladas en espiral y se desenrollan al crecer. Los esporangios están dispuestos en la cara inferior de las hojas y comúnmente se agrupan en soros. - Las plantas vasculares con semilla se clasifican en: a) Gimnospermas: Comprende 4 Filos, siendo el principal el Filo Coniferophyta. Todas presentan óvulos y semillas desnudas. El gametofito es dependiente del esporofito. El esporofito está diferenciado en raíz, tallo y hojas. Son siempre leñosas, de porte arbóreo y en general de ramificación monopódica. La polinización es anemófila. Ej: cica, ginkgo, pino, abeto, tuja. b) Angiospermas: Todas forman parte del Filo Antophyta, que se caracteriza por poseer fecundación doble y semillas protegidas. Los óvulos están protegidos dentro del ovario. Después de la fecundación, el ovario se transforma en un fruto que contiene a las semillas. La mayoría poseen flores hermafroditas con una llamativa envoltura floral. Las angiospermas se dividen en 2 Clases: Monocotiledóneas y Dicotiledóneas. Organización general de las plantas vasculares con semillas Están organizadas en un sistema aéreo: el caulinar y un sistema subterráneo: el radicular. El sistema aéreo incluye órganos como las hojas, brotes, flores y frutos. El sistema radicular incluye a las raíces, tubérculos, bulbos y rizomas. 33
El cuerpo se forma a partir de la semilla. La planta recién emergida presenta una radícula y un tallo con cotiledones (hojas seminales) y en sus extremos apicales están los tejidos meristemáticos (TP Plantas II). RAÍZ Las raíces tienen diversas formas que están asociadas a su función pudiéndose encontrar raíces de reserva, suculentas, aéreas, trepadoras o como estructuras de reproducción vegetativa. En función de su origen se distinguen raíces primarias, derivadas de la radícula del embrión, y raíces adventicias originadas de cualquier otra parte del vegetal (tallo, pecíolo, etc.). Las Gimnospermas y las Dicotiledóneas tienen raíces pivotantes. Las partes maduras de la raíz presentan crecimiento secundario y la absorción del agua se lleva a cabo por los pelos radicales. TALLO Este órgano tiene por función el sostén de hojas, flores y frutos además de participar en la conducción de agua y nutrientes tomados del suelo y de los fotosintatos elaborados en las hojas. El tallo se origina a partir de meristemas apicales o yemas. El primer tallo o yema aparece al formarse el embrión y recibe el nombre de plúmula. Su crecimiento en longitud se debe a los meristemas apicales. En Gimnospermas y en muchas Dicotiledóneas, finalizado el alargamiento (crecimiento primario), el tallo puede crecer en ancho (crecimiento secundario) por acción de los meristemas laterales (ver TP Plantas II). En las Monocotiledóneas, el alargamiento se produce tanto en el ápice como en la zona de la base de los entrenudos. El lugar de inserción de las hojas en el tallo se llama nudo y la zona comprendida entre dos nudos es el entrenudo. En la axila de cada hoja (ángulo formado entre el pecíolo de la hoja y el tallo) y en el ápice del tallo se encuentran las yemas, sitio de los meristemas apicales. Las yemas son brotes sin desarrollar, sin alargarse, frecuentemente dormidos. Las yemas durmientes son las que permanecen sin desarrollar durante períodos indefinidos, mientras que las yemas activas o en desarrollo son las que brotan normalmente. Según los órganos a que dan origen hay yemas foliares que producen brotes vegetativos (tallo y hojas), yemas florales productoras de flores y yemas mixtas. HOJA Las hojas intervienen en la síntesis de compuestos orgánicos por fotosíntesis. Su forma larga y plana permite la máxima absorción de los rayos solares y un intercambio gaseoso efectivo. En general, las hojas de las Dicotiledóneas constan de una lámina, un pecíolo y de una yema axilar en la unión del pecíolo y del tallo (Fig. 1a). El pecíolo puede ser largo o corto, pero si está ausente la hoja es sésil. Las nervaduras están constituidas por los haces vasculares que recorren toda la lámina foliar formando una red denominada venación retinervada. Fig. 1: a) Hoja típica de dicotiledónea. b). Hoja típica de una Gramínea (monocotiledónea). 34
En las Monocotiledóneas la lámina es alargada y el pecíolo está transformado en una vaina que abraza el tallo, por lo que se llaman hojas envainadoras. Las nervaduras están dispuestas en forma paralela a cada lado de la nervadura principal (venación paralelinervada). Un ejemplo clásico es la planta de maíz (Zea mays) o los pastos (Gramíneas) que se encuentran en los jardines (Fig. 1b). Si la lámina de la hoja es entera, la hoja es simple, pero si está dividida en pequeños folíolos, se dice que la hoja es compuesta. Las Monocotiledóneas presentan por lo general hojas simples, mientras que en las Dicotiledóneas pueden presentar hojas simples o compuestas. FLOR Es el órgano de reproducción sexual de la planta, está en el extremo de un tallo de crecimiento definido que lleva hojas modificadas llamadas antófilos. En la mayoría de las flores los antófilos se disponen en ciclos sucesivos. Comúnmente las flores poseen cinco ciclos: - Cáliz: ciclo estéril más externo formado por sépalos que generalmente son verdes y protegen a la flor cerrada o pimpollo. - Corola: ciclo más interno que también es estéril y está formado por pétalos. Muchas veces son coloridos y atraen a los polinizadores. El conjunto de cáliz y corola se denomina perianto (peri: alrededor, anthos: flor). - Androceo: generalmente formado por 2 ciclos de estambres. Cada estambre está compuesto por una antera y un filamento. Cada antera posee dos tecas con dos sacos polínicos (los microsporangios). En los microsporangios se forman por meiosis los granos de polen (microsporas (n)) que cuando maduren originarán al gametofito masculino. Cuando las tecas se abren para liberar los granos de polen, la dehiscencia puede ser longitudinal, poricida, valvar o transversal. - Gineceo: formado por 1 ciclo de carpelos. Los carpelos pueden estar libres o unidos entre sí. Se distinguen el ovario (parte basal y fértil que contiene a los óvulos (n)); el estilo (columna que lleva en su extremo al estigma) y el estigma (retiene a los granos de polen). El gametofito femenino (saco embrionario) está compuesto por 7 células. Una de estas células es la ovocélula (u oósfera). Dado que una de las 7 células contiene 2 núcleos, el gametofito femenino tiene un total de 8 núcleos haploides. Cuando una flor posee todos los ciclos florales se la denomina completa, si le falta alguno es incompleta. Una flor con verticilos masculinos y femeninos es hermafrodita (o perfecta) y si le falta alguno de ellos es unisexual (o imperfecta). Además, la forma del receptáculo y la posición del ovario determina si las flores presentan: ovario súpero, medio o ínfero. Inflorescencias Se denomina inflorescencia a aquellos sistemas de ramas destinados a la formación de flores y se suelen encontrar más o menos claramente delimitados respecto al área vegetativa; límite generalmente dado por una hoja normal. Constan de un eje principal llamado raquis que lleva generalmente brácteas. Cuando en el extremo del tallo hay una sola flor la inflorescencia es uniflora (ej. Magnolia, Camelia) y cuando hay varias flores la inflorescencia es pluriflora (ej. Gladiolo, Paraíso). 35
FRUTO Es el conjunto del ovario maduro y todas las piezas florales (cuando no caen). Dentro del ovario maduro se forman las semillas después de la fecundación (ovocélula + gameta masculina). La formación del fruto puede ocurrir sin fecundación y, por lo tanto, sin desarrollo de las semillas (ej. banana, ananá, naranjas de ombligo). Al madurar, las paredes del ovario forman el pericarpio en el que comúnmente se diferencian tres capas: el exocarpo o epicarpo (externa), el mesocarpo (media) y el endocarpo (interna). El exocarpo suele ser membranoso, a veces liso, ceroso o glanduloso. El mesocarpo puede ser delgado y seco o tener gran desarrollo y división del tejido parenquimático. El endocarpo puede ser carnoso (uva), apergaminado (poroto) o esclerificado (durazno, aceituna). Tipos de frutos: Según la disposición de los carpelos se clasifican en: - Frutos simples: se desarrollan de un carpelo o de los carpelos fusionados de una sola flor. Son los frutos más diversos y comunes (ej. manzana, pera, durazno, aceituna, etc.). - Frutos agregados: se desarrollan de varios carpelos separados de una flor (ej. magnolia, mora y frutilla). - Frutos múltiples (o infrutescencias): están formados por todas las flores de una inflorescencia formando una estructura que parece un solo fruto pero que en realidad está formada por muchos. Los ovarios de cada flor se fusionan cuando maduran (ej. ananá o higo). La clasificación de los frutos también se basa en la consistencia (dureza) del pericarpio y por la apertura (dehiscencia) del fruto cuando madura. Cuando los frutos maduros son blandos y jugosos se los denomina carnosos. Cuando los frutos son duros cuando maduran se los denomina secos. Sólo algunos frutos secos se abren cuando maduran. Si se abren naturalmente a la madurez son Dehiscentes y cuando no se abren son Indehiscentes. Dispersión: Consiste en el transporte de los mismos por acción de distintos medios que favorecen la propagación natural de las semillas (ej. viento, agua o animales). Los frutos muchas veces son sabrosos o presentan espinas o pelos para a promover la dispersión. OBJETIVOS: - Determinar las características diagnósticas del reino Plantae. - Reconocer las características distintivas de las principales Divisiones. - Distinguir a nivel morfológico Gimnospermas y Angiospermas. - Diferenciar Monocotiledóneas de Dicotiledóneas. - Diferenciar tipos de flores y frutos. 36
MATERIALES: Biológicos De laboratorio Cedro, ciprés o pino Pinzas Musgo Bisturí o cuchillo Helecho Papel absorbente Pasto (Gramínea) o cortadera Alcohol Jacarandá, rosa china, paraíso, otras Agujas de disección Flores (tipo de flor a determinar el día del TP) Lupa Frutos: tomate, naranja, manzana, aceituna, maíz, girasol, oreja de mono, jacarandá, falso cafeto ACTIVIDAD 1: Clasificación de plantas a) Observe el material fresco detenidamente. 1- Agrupe las plantas según corresponda: Gimnospermas: Angiospermas: 2- Qué características observadas tuvo en cuenta para agruparlas? 3- Esquematice el musgo y helecho, indique la generación y rotule sus partes. 37
4- Observe las hojas de 4 plantas elegidas. Qué tipo de hojas tiene cada planta? Cómo diferencia cada tipo de hoja? b) Mediante el material provisto complete la siguiente Tabla. Mencione el ejemplo utilizado en cada caso. Nombre: Clase: Nombre: Clase: RAÍZ HOJAS FLOR ACTIVIDAD 2: Clasificación de flores y de frutos a) Clasifique los siguientes frutos, para ello complete la tabla. Carnoso Seco Dehiscente Indehiscente aceituna maní tomate falso cafeto manzana jacarandá maíz naranja b) Realice un corte longitudinal de una flor, observe bajo lupa binocular y esquematice indicando si se trata de una flor completa o incompleta, perfecta o imperfecta y de ovario súpero o ínfero. 38
c) Observe tres inflorescencias e indique si pertenecen a una Monocotiledónea o una Dicotiledónea. Mencione las características que utilizó para diferenciarlas. Flor Inflorescencia Mono o Dico? Características útiles d) Esquematice uno de los frutos carnosos y uno de los frutos secos observados e indique sus partes. ACTIVIDAD 3: Complete el siguiente cuadro comparativo: Característica Clase Dicotiledóneas Clase Monocotiledóneas Nº de cotiledones Sistema radicular Porte Anatomía del tallo Hojas Flores BIBLIOGRAFÍA: - Curtis H. y S. N. Barnes. 2008. Biología. 7º Edición. Editorial Panamericana. Buenos Aires. - Curtis H. y S. N. Barnes. 2001. Biología. 6º Edición. Editorial Panamericana. Buenos Aires. - Guía de trabajos prácticos de Botánica I (Morfología). Facultad de Agronomía, UBA. - Dimitri M. J. y E. N. Orfila. 1985. Tratado de Morfología y Sistemática Vegetal. Ed. ACME, Buenos Aires. - www.biologia..edu.ar - www.uprm.edu/biology - www.botanical-online.com 39