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Primeras plantas terrestres
Botánica Sistemática II - Fac. de Cs. Naturales y Museo, UNLP
¿Cómo se originaron las plantas terrestres?
¿Cuáles son los grupos más cercanos a las plantas terrestres?
¿En qué consisten y cuándo aparecieron los primeros registros de plantas terrestres?
¿Cuáles son los cambios que debieron ocurrir en la conquista de la superficie terrestre?
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Vegetabilia
Animalia
Plantae
Animalia
Protistas Protistas
Monera
Fungi
Plantae
Animalia
EUCARYA
BACTERIA
ARCHAEA BACTERIA
Animalia
Plantae
Protozoa
Chromista
Fungi
Linneo 1735
2 reinos
Haeckel 1866-3 reinos
Whittaker 1969-5 reinos
Woese et al. 1977/1990 3 dominios
Cavalier-Smith 2009 6 reinos
Sistemas de Clasificación biológica
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Cladograma de los seres vivos: Clavier-Smith 2009- 6 Reinos
Reino Bacteria (incluye Arqueobacterias) Procariotas
Eucariotas
Reino Protozoa
Reino Chromista (algas con clorofila a y c)
Reino Plantae
Reino Fungi
Reino Animalia
Glaucofitas Algas rojas Algas verdes Plantas terrestres
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REINO PLANTAE (Bell & Hemsley, 2000)
Subreino
Embryophyta =
Plantas
terrestres
= Cormófitas
Cyanophyta
Glaucophyta
Rhodophyta
Clorophyta
Carophyta
Euglenophyta
Crysophyta
Xanthophyta
Bacillariophyta
Phaeophyta
Pyrrophyta
Clorofila a
Viridiplantas Clorofila a y b
Clorofila a y c
Subreino
Algae
(plantas acuáticas = talófitas)
División Bryophyta
División Tracheophyta =
Plantas Vasculares
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Viridiplantae = Plantas Verdes
Plantas terrestres
Streptophyta
Viridiplantae
Clorofila b – almidón – tilacoides con grana
oogamia - plasmodesmos
Reino Plantae
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Charophytas – ciclo haplonte
Subreino Algae
Coleochaete – gametofito n Chara – gametofito n
oogonio
anteridio
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¿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
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Ciclo de vida de las plantas terrestres: origen del embrión
Teoría antitética (Celakovsky 1874) Plantas terrestres
• Retraso de la M!
Embrión
• Retención de la cigota
Ancestro : Charales (1 generación n)
Grupo hermano: Bryophyta
mitosis
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Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres
Primeras Plantas terrestres: División Bryophyta
meiosis espórica
retención de la cigota en el gametofito
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Viridiplantae = Plantas Verdes
Plantas terrestres
Streptophyta
Viridiplantae
Clorofila b – almidón – tilacoides con grana
oogamia - plasmodesmos
Embrión- arquegonios/anteridios -cuticula
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Conquista de la Tierra
Reducción del gametofito – Crecimiento del esporofito
Gam
eto
fito
n
Esp
oro
fito
2n
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Embryophyta = Plantas terrestres
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Polytrichum
Esporofito (2n)
Gametofito (n)
División Bryophyta: Bryopsida “Musgos”
Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres
Sphagnum
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División Bryophyta: Marchantiopsida “Hepáticas”
Marchantia
Anthoceros
poros
Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres
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División Bryophyta: Anthocerotopsida
Marchantia
Subreino Embryophyta = Plantas Terrestres
Anthoceros
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División BRYOPHYTA
Anthocerotopsida
Marchantiopsida “hepáticas”
Bryopsida “musgos”
Stomatophytas
Plantas terestres
Tracheophytas “plantas vasculares”
Filogenia de las Bryophyta (T. Cole & H. Hilger. 2013)
gametofito taloide
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Polyesporangiophytas
Ramificación del esporofito
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Micro y Megafósiles
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Protracheophyta
Devónico inferior – Rhynia Chert (Escocia)
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Horneophyton †
espora trilete
Esporangio con columela
Rizoides
Protracheophyta (= Horneophytopsida)
rizoma con rizoides
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Aglaophyton (= Rhynia major) †
esporangio sin columela
tallo
Protracheophyta (= Horneophytopsida)
Xilema con células sin engrosamientos
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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.
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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.
4.- Primeros registros de plantas terrestres aparecen en el Ordovícico: 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.
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Bibliografía: Primeras Plantas Terrestres - BRYOPHYTA - 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. - Ligrone, R. et al. 2011-2012, Major transicions in the evolution of early land plants : a briological perspective. Annals of Botany: 1-21, doi:10.1093/aob/mcs017 - Nishiyama, T. et al 2004. Chloroplast Phylogeny Indicates that Bryophytes Are Monopjhyletic. Mol Biol Evol 21 (10): 1813-1819. - Qiu, Y. L. Et al. 2006. The depest divergencs in land plants inferred from phylogenomic evidence. PNAS 103 (42): 15511-15516.
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Primeras Plantas Terrestres –
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.
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Primeras Plantas Terrestres-
7.- Esquematice el ciclo biológico de un Musgo (Briófita). Indique las generaciones esporofìtica y gametofìtica. 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?