Plantas

Definición de planta

Se cree quelas plantas evolucionaron a partir de las algas verdes hace unos 470 millones de años (mya), durante el periodo Ordovícico. Los parientes vivos más cercanos a las plantas terrestres actuales se conocen como carófitos, un tipo de algas verdes.

Se cree que las primeras plantas eran similares a las hepáticas y musgos actuales. Esto significa que eran no vasculares y tenían raíces poco profundas.

Si una planta se clasifica como no vascular, es porque no tiene estructuras especializadas para transportar nutrientes y agua por todo su cuerpo. Estas plantas entran en la categoría de Briofitas. Las briofitas se consideran las primeras plantas terrestres.

Después de las briofitas, evolucionaron las Pteridofitas . Entre las pteridofitas se encuentran los helechos, las colas de caballo y las licófitas. Son conocidas por ser Plantas Vasculares que dispersan esporas.

Una vez que evolucionaron las pteridofitas, vinieron las Gimnospermas . Las Gimnospermas son las primeras plantas terrestres con semillas, incluidas las coníferas, el Ginkgo y las cícadas.

Las angiospermas, el tipo más común de planta verde, vinieron después de las gimnospermas. También son plantas con semillas, salvo que producen flores y frutos y contienen endospermo. El endospermo es un tejido que engloba y proporciona nutrientes al embrión dentro de sus semillas. Como las gimnospermas no tienen flores ni frutos, tienen semillas desnudas.

Lasplantas acuáticas incluyen plantas como el nenúfar y el loto. Son plantas que están totalmente sumergidas o flotando en el agua. Se cree que las plantas acuáticas surgieron a partir de plantas terrestres. Las algas no se consideran plantas acuáticas porque no tienen hojas, raíces ni tallos verdaderos. Repasaremos en detalle las estructuras de las plantas en la sección Partes de las plantas.

Características de las plantas

Las siguientes son las características que definen a las plantas terrestres y acuáticas.

Características de las plantas terrestres:

• Son organismos autótrofos que fabrican su alimento a partir de sustancias químicas. Lo hacen mediante el proceso de Fotosíntesis, que utiliza la energía luminosa para convertir el dióxido de carbono \((CO_2)\) y el agua \((H_2O)\) en Carbohidratos o azúcares. Las plantas almacenan específicamente su alimento en forma de almidón, un hidrato de carbono complejo.

• Las plantas terrestres contienen clorofila, un pigmento verde que permite a las plantas captar la luz solar y convertirla en energía química.

• Las plantas tienen paredes celulares compuestas de celulosa. La cel ulosa es el hidrato de carbono complejo más común, formado por moléculas de glucosa unidas entre sí. La glucosa es un hidrato de carbono simple o componente básico de los hidratos de carbono.

• Estas plantas no son móviles o no pueden moverse. Están orientadas en un lugar por sus raíces, pero pueden responder al sol o al tacto. Cuando las plantas se mueven en la dirección del sol, se denomina heliotropismo.

• Eltropismo se produce cuando los seres vivos crecen o se mueven en respuesta a estímulos ambientales. Un ejemplo de tropismo es el heliotropismo.

• El ciclo vital de una planta puede describirse como una alternancia de generaciones. Profundizaremos en ello en el apartado Reproducción de las plantas.

• La mayoría de las plantas son terrestres; constituyen alrededor del 80% de la Biomasa del planeta. Las plantas terrestres incluyen las briofitas, las pteridofitas, las gimnospermas y las angiospermas. Las angiospermas son el tipo más diverso y común de plantas terrestres.

• Todas las plantas terrestres tienen adaptaciones que les ayudan a sobrevivir en tierra. Tienen cutículas cerosas, estructuras parecidas a raíces o raicillas, estomas, asociación con hongos y ciclos vitales que se alternan. Profundizaremos en este tema en los siguientes apartados.

Características de las plantas acuáticas:

• Se cree que las plantas acuáticas se han adaptado a partir de las plantas terrestres debido a las dificultades que presentan en tierra firme.

• Realizan la fotosíntesis, pero debido a la restricción de dióxido de carbono en el agua, algunas han evolucionado para descomponer en su lugar iones de bicarbonato.

• Su morfología general consiste en células de aerénquima, que les permiten mantener la flotabilidad. Las células de aerénquima se forman a partir de una modificación de las células de parénquima para formar un tejido esponjoso con orificios de aire en los tallos, hojas y raíces, que permiten que se produzcan intercambios de gases.

• Las plantas acuáticas son menos rígidas, tienen cutículas finas o inexistentes y tienen raíces más pequeñas por estar constantemente en el agua o cerca de ella.

• Estas plantas pueden ser emergentes, estar totalmente sumergidas, flotar con sistemas radiculares adheridos al fondo del agua y flotar libremente.

Partes de las plantas

Como la mayoría de las plantas son terrestres, para las partes de las plantas nos centraremos en las plantas terrestres.

La mayoría de las plantas terrestres comparten estas partes esenciales: tallos, flores, raíces, hojas, frutos y semillas, como se muestra en la Figura 1.

• Los tall os actúan como soporte estructural del resto de las plantas y transportan nutrientes y agua. En algunas plantas, como los plátanos, los tallos son el lugar donde se produce la fotosíntesis.

• Las flores son las partes de las angiospermas que dan semillas y contienen órganos reproductores (estambres y carpelos) rodeados de pétalos brillantes que atraen a los insectos para que las polinicen.

• Las raíces son la parte de las plantas unida al suelo y absorben nutrientes y agua para el resto de la planta.

• En lashojas suele tener lugar el proceso de fotosíntesis de la mayoría de las plantas. La clorofila, el pigmento que hace que las plantas sean verdes, capta la luz solar y la convierte en energía química (alimento) y oxígeno.

• Los frutos son productos dulces y carnosos que rodean la semilla de algunas angiospermas. Protegen las semillas y permiten que los animales se las coman, favoreciendo la dispersión de las semillas.

• Las semillas son la forma de reproducción de las gimnospermas y las angiospermas. Contienen el embrión necesario para producir otra planta. Las semillas tienen una cubierta protectora y cotiledones, que son las hojas dentro del embrión de una semilla que proporcionan al embrión la nutrición necesaria para crecer.

Figura 1: Ilustración de las partes de las plantas. Imagen de brgfx en Freepik.

Ejemplos de plantas

Hay muchas plantas en este planeta y, como ya se ha dicho, son principalmente terrestres. En esta sección, repasaremos algunas plantas que se ven habitualmente.

• Musgos

  • Los musgos son briofitos o plantas no vasculares y sin flores. Suelen formar esteras o matas en zonas húmedas, ya que no tienen estructuras especializadas para transportar nutrientes y agua por todo su cuerpo, como se muestra en la Figura 2.

  • Son plantas diminutas no leñosas que absorben nutrientes y agua, normalmente a través de sus hojas, que realizan la fotosíntesis.

  • Al no tener semillas ni flores, los musgos se reproducen por esporas. Sus tallos son ramificados o simples.

  • Como otras briofitas, son principalmente haploides, con un solo juego decromosomas.

Figura 2: Ilustración de un musgo sobre una roca. PublicDomainPictures.net, Kevin Casper.

• Los pinos

  • Como hay muchos árboles, nos centraremos en los pinos, que son gimnospermas.

  • Los pinos son árboles de hoja perenne, coníferas resinosas que viven en suelos arenosos y secos.

  • Las ramas están dispuestas en verticilos u ordenadas en círculos alrededor del tronco; cada año se añade un nuevo verticilo.

  • Por término medio, los pinos viven unos 400 años, y los pinos blancos son el tipo más común, ya que la gente suele utilizarlos como árboles de Navidad.

  • Los pinos blancos suelen tener agujas cortas y brillantes, se dan en grupos de cinco y tienen conos largos y delgados.

  • La resina es una sustancia viscosa excretada por las plantas que las protege de los insectos y otros patógenos. La resina puede utilizarse comercialmente como pegamento o adhesivo en la construcción y los edificios.

• Rosas

  • En lugar de centrarnos en todas las flores, vamos a limitarnos a una de las flores más conocidas: las rosas. Las rosas son angiospermas o plantas con flores.

  • Las rosas son plantas que pertenecen a la familia de las Rosáceas y son originarias de las regiones templadas del hemisferio norte.

  • La gente suele asociar las rosas con espinas, pero no tienen espinas, sino espinas que las protegen de los depredadores atraídos por su fragancia dulcemente perfumada.

  • Las rosas vienen en varios colores, siendo las rojas las más comunes debido a su símbolo de romanticismo.

Importancia de las plantas

Mediante la fotosíntesis, las plantas nos proporcionan oxígeno. Se calcula que un árbol grande puede dar oxígeno a unas cuatro personas para respirar y sobrevivir. Las plantas también absorben dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero que ha aumentado el calentamiento global debido a que los humanos quemamos combustibles fósiles para obtener gas y energía.

Las plantas también proporcionan a otros Animales y a nosotros alimentos, refugio, medicinas, combustible, etc.

Las plantas son productores primarios que necesitamos consumir para obtener energía. Ejemplos de plantas que comemos para obtener energía son las patatas, los plátanos y otras verduras y frutas. Las carnes que comemos, como la de vacuno, también deben consumir plantas como la hierba. Sin plantas, no tendríamos muchos animales diferentes que consumir.

Las plantas y los animales también tienen una relación mutualista, o interdependiente, de la que ambos se benefician. Por ejemplo, las abejas son polinizadores de los que dependen las plantas con flores para reproducirse.

La materia vegetal tiene potencial para funcionar como biocombustibles o fuentes renovables de energía que podrían sustituir a los combustibles fósiles. Esto significa que las plantas podrían alimentar potencialmente nuestro futuro sin toda la contaminación de la quema de combustibles fósiles, que no pueden renovarse.

Lo irónico es que los combustibles fósiles se fabricaron a partir de plantas y animales en descomposición durante millones de años bajo tierra.

Reproducción de las plantas

Nos centraremos en el ciclo vital general de las plantas, ya que estos detalles se aplican a todas ellas:

El ciclo reproductivo de las plantas puede describirse como una alternancia de generaciones.

Los gametos son haploides maduros que son Células sexuales masculinas o femeninas que se fusionan para formar un cigoto. Es equivalente a los óvulos que tienen las mujeres y a los espermatozoides que tienen los hombres, que deben combinarse para producir un cigoto.

Las esporas son células reproductoras unicelulares que pueden crecer hasta convertirse en un nuevo individuo sin Reproducción sexual ni fusión.

El gametofito o estadio multicelular haploide fabrica gametos mediante un proceso llamado Mitosis. Se combinan para formar un cigoto diploide. A continuación, el cigoto crece hasta convertirse en un esporofito multicelular y diploide que produce esporas haploides mediante un proceso de Meiosis. A continuación, las esporas haploides vuelven a convertirse en gametofitos, como se muestra en la figura 3.

La alternancia de generaciones difiere en los distintos tipos de plantas:

• Las briofitas tienen un ciclo vital dominado por el gametofito, porque el esporofito está unido al gametofito y depende de él.

• En las pteridofitas, el esporofito es más importante que el gametofito, pero ambos son de vida libre, a diferencia de las briofitas.

• Tanto las gimnospermas como las angiospermas tienen un ciclo vital dominado por los esporofitos. La diferencia es que las angiospermas tienen doble fecundación. La doble fecundación se produce cuando un espermatozoide fecunda al óvulo mientras el otro espermatozoide se combina con dos núcleos polares para formar un endospermo.

Figura 3: Ciclo vital de alternancia de generaciones ilustrado. Wikimedia, Peter coxhead.