Primeras plantas terrestres Cómo se originaron las plantas terrestres? Cuáles son los grupos más cercanos a las plantas terrestres? Cuáles son los cambios que debieron ocurrir en la conquista de la superficie terrestre? En qué consisten y cuándo aparecieron los primeros registros de plantas terrestres? Primeras plantas vasculares Cuáles son las primeras plantas vasculares? Qué lugar ocupan en el árbol de las plantas actuales? Botánica Sistemática II - Fac. de Cs. Naturales y Museo, UNLP
REINO PLANTAE (Bell & Hemsley, 2000) Subreino Embryophyta = Plantas terrestres = Cormófitas División Bryophyta División Tracheophyta = Plantas Vasculares Subreino Algae (plantas acuáticas = talófitas) Cyanophyta Glaucophyta Rhodophyta Clorophyta Carophyta Euglenophyta Crysophyta Xanthophyta Bacillariophyta Phaeophyta Pyrrophyta Clorofila a Clorofila a y b Clorofila a y c
Viridiplantae = Plantas Verdes Viridiplantae Streptophyta Plantas terrestres oogamia - plasmodesmos Clorofila b almidón tilacoides con grana
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? Tejidos de absorción conducción sostén protección Organos Raíz Tallo Hojas
Ciclo de vida de las plantas terrestres: origen del embrión Plantas terrestres Teoría antitética (Celakovsky 1874) Ancestro : Charales (1 generación n) Retención de la cigota Retraso de la M! mitosis Embrión Grupo hermano: Bryophyta
Viridiplantae = Plantas Verdes Viridiplantae Streptophyta Plantas terrestres Embrión- arquegonios/anteridios -cuticula oogamia - plasmodesmos Clorofila b almidón tilacoides con grana
Gametofito n Conquista de la Tierra Esporofito 2n Reducción del gametofito Crecimiento del esporofito
Embryophyta = Plantas terrestres
Primeras Plantas terrestres: División Bryophyta Bryopsida Musgos Anthocerotopsida Marchantiopsida Hepáticas Sphagnum estomas Marchantia Anthoceros poros Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres
Primeras Plantas terrestres: División Bryophyta Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres Polytrichum Esporofito (2n) Gametofito (n)
Primeras Plantas terrestres: División Bryophyta Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres meiosis espórica retención de la cigota en el gametofito
Ramificación del esporofito Polyesporangiophytas
Micro y Megafósiles
Devónico inferior Rhynia Chert (Escocia) Protracheophyta
Protracheophyta (= Horneophytopsida) espora trilete Esporangio con columela rizoma con rizoides Rizoides Horneophyton
Protracheophyta (= Horneophytopsida) Xilema con células sin engrosamientos tallo esporangio sin columela Aglaophyton (= Rhynia major)
Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres División Bryophyta Protracheophyta = Horneophytopsida División Tracheophyta = Plantas vasculares Pteridophytas (producción libre de esporas) Primeras plantas vasculares Clase Rhyniopsida
Silúrico- Devónico inferior_ N. y S. América. Europa Clase Rhyniopsida División Tracheophyta
Tracheophyta: Rhyniopsida Esporangios terminales reniformes Cooksonia
Esporangios terminales fusiformes Tracheophyta: Rhyniopsida Rhynie Chert Xilema con traqueidas anuladas / espiraladas Rhynia gwynne-vaughanii
Subreino Embriophyta = Plantas Terrestres División Bryophyta Protracheophyta = Horneophytopsida División Tracheophyta = Plantas vasculares Pteridophytas (producción libre de esporas) Primeras plantas vasculares Clase Rhyniopsida Clase Zosterophyllopsida
Devónico inferior - Europa Clase Zosterophyllopsida División Trachaeophyta
Tracheophyta: Zosterophyllopsida Ejes ramificados en H Esporangios laterales con dehiscencia transversal espinas Zosterophyllum
Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres División Bryophyta Protracheophyta = Horneophytopsida División Tracheophyta = Plantas Vasculares Pteridophytas (producción libre de esporas) Primeras plantas vasculares Clase Rhyniopsida Clase Zosterophyllopsida Clase Trimerophytopsida
Devónico inferior N. América Clase Trymerophytopsida División Trachaeophyta
Tracheophyta: Trimerophytopsida (= Psilophytopsida) Esporangios terminales con dehiscencia logitudinal Teoría de Zimmerman Crecimiento monopodial espinas Psilophyton
Primeras plantas terrestres - Primeras plantas vasculares Espermatofitas Polysporangiophyta Embriófitas (Plantas terrestres) Streptobionta Streptophyta Traqueófitas (Plantas vasculares) Equisetopsidas Polypodiopsidas Trimerophytopsidas ( ) Lycopodiopsidas Lycopsidas Zosterophyllopsidas ( ) Rhyniopsidas ( ) Aglaophyton ( ) Homeophyton ( ) Bryopsida Marchantiopsida Coleochaetales Charales Euphyllophytas Lycopodiophytas Licophytas Protraqueófitas ( ) Briófitas megáfilos micrófilos
Conclusiones 1.- Los cambios evolutivos que permitieron la aparición de las primeras plantas terrestres fueron la retención de la cigota en el gametofito y el retraso de la meiosis cigótica. 2.- El grupo hermano de las plantas terestres son las Carophyta. Ambos constituyen el grupo de las Streptophytas por presentar oogamia y plasmodesmos. 3.- Los cambios que surgen a partir de la conquista de la superficie terrestre son: tejidos (protección-sostén-conducción-absorción) organos (raíz-tallo-hojas) esporas c/esporopolelina - embrión desarrollo del esporofito y reducción del gametofito arquegonio y anteridios. 4.- Primeros registros de plantas terrestres aparecen en el Ordovísico: esporas trilete (meiosis espórica) con paredes con esporopolenina cutículas con poros células con bandas. 5.- El cambio evolutivo que permitó la aparición de las protracheophyta fue la ramificación del esporofito.
Conclusiones 6.- Los primeros megafósiles de plantas vasculares aparecieron a fines del Silúrico y consisten de tallos dicótomos con traqueidas y esporas triletes con esporopolenina. 7.- Las primeras plantas vasculares corresponden al período Silúrico- Devónico: Rhyniopsidas Zosterophylopsida Trimerophytopsida. 8. Las Rhyniopsida se encuentran en la base de las Tracheophyta. 9. Las Zosterophyllopsida son el grupo hermano e las actuales Lycopodiopsidas (esporangios laterales de dehiscencia transversal y micrófilos) 10. Las Trymerophytopsida están en la base de las Euphyllophyta (esporangios c/dehiscencia longitudinal megáfilos ramificación monopodial)
Primeras Plantas Terrestres Primeras Plantas Vasculares 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.
Primeras Plantas Terrestres- Primeras Plantas Vasculares 8.- 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. 9.- Qué tipo de fragmentos fósiles evidencian el registro de las primeras plantas terrestres. En qué período fueron hallados? 10.- Por qué las esporas triletes representan un registro de la presencia de plantas terrestres? 11.- Qué sinaporfía tienen las Polysporangiophytas más las Briophytas? 12.- Cite dos taxones de Protraqueófitas. Indique tipo de tallos y posición de esporangios. A qué periodo geológico pertenecen? 13.- Señale los caracteres correspondientes a Zosterophyllum (+): ejes monopodiales plantas 3 m alt esporangios laterales ramificaciones en H espinas 14.- Indique la Clase a la cuál corresponden cada uno de los siguientes taxones: Cooksonia (+) Zosterophyllum (+). Justifique al menos con un carácter. 15.- 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
Primeras Plantas Terrestres- Primeras Plantas Vasculares Bibliografía: - Becker, B. & B. Martin. 2009. Streptophyte algae and the origin of embryophytes. Annals of Botany 103 (7): 999-1004. - Haig, D. (2008) Homologous Versus Antithetic Alternation of Generations and the Origin of Sporophytes. Botanical Review 74(3): 395 418. - Kenrick, P. & P. R. Crane. The Origin and early evolution of plants on land. 1995.Nature 389: 33-39. - Morel, E., D. Edwards and M. Iñigez Rodriguez The first record of Cooksonia from South Americain Silurian rocks of Bolivia.. Geological Magazine 132 : 449-452. 1995. - Qiu, Y. L. Et al. 2006. The depest divergencs in land plants inferred from phylogenomic evidence. PNAS 103 (42): 15511-15516.