- mecanismes evolutius
- Evolució dels plans corporals de les plantes
- Períodes geològics de l'aparició de cada grup
- Evolució de les algues
- Evolució de les briòfits
- Evolució de les plantes vasculars sense llavors
- Plantes vasculars sense llavors
- Importància de el teixit vascular i les arrels
- Evolució de les plantes vasculars llavors
- Evolució de les gimnospermes
- Evolució de les plantes amb flors: angiosperma
- la flor
- referències
L' evolució de les plantes possiblement va començar amb un grup d'aigua dolça que recorda a les algues verdes actuals ia partir d'aquest es van originar tots els grups actuals: molses, licopodis, equisets, falgueres, les gimnospermes i les angiospermes.
Les plantes es caracteritzen per ser un grup molt variat i amb una plasticitat notable. Des del punt de vista de la biologia evolutiva, permeten estudiar una sèrie important de mecanismes i esdeveniments únics, per exemple, la especiació per poliploidia en angiospermes
Font: By Maulucioni, from Wikimedia Commons
Durant aquest procés evolutiu que va donar origen a aquest grup monofilètic, van aparèixer innovacions com la paret cel·lular formada principalment de cel·lulosa - un polímer compost d'unitats repetides de glucosa.
La consideració monofilética de les plantes implica la incorporació inicial de les cianobacteris, que van donar lloc per esdeveniments endosimbióticos a la varietat de plastidis (entre ells els cloroplasts, relacionats amb el procés fotosintètic). Aquest esdeveniment va ocórrer en l'ancestre comú d'aquest llinatge.
També va aparèixer la multicel·lularitat (organismes amb més d'una cèl·lula) i la proliferació de l'meristema apical, un tipus de divisió cel·lular asimètrica i la retenció cigótica. No obstant això, la innovació més cridanera de les plantes va ser aconseguir colonitzar el medi terrestre.
A continuació descriurem alguns aspectes generals de l'evolució de les plantes i després aprofundirem en l'origen de cada grup.
mecanismes evolutius
Els mecanismes evolutius implicats en l'origen de les plantes són les mateixes que van generar canvis en els altres grups vivents: la selecció natural i la deriva gènica o genètica.
La selecció natural darwiniana és un mecanisme de l'evolució que consisteix en l'èxit reproductiu diferencial dels individus. Quan les plantes posseïen certa característica heretable (és a dir, que passava dels pares als fills) i aquesta característica els permetia deixar més descendent, aquest morf augmentava en la població.
L'altre mecanisme és la deriva gènica, que consisteix en la variació aleatòria o estocàstica de les freqüències al·lèliques.
De la mateixa manera, els processos coevolutius amb els animals van jugar un paper fonamental. Com la pol·linització i la dispersió de llavors en angiospermes.
Evolució dels plans corporals de les plantes
El canvi en els plans corporals de les plantes està relacionat a variacions fonamentals que van ocórrer en les fases de esporòfit i gametòfit. Els estudis realitzats suggereixen que la fase haploide abans era més complexa.
No obstant això, aquesta tendència va patir una inversió: el gametòfit va començar a ser la fase més conspícua. Aquest fenomen va augmentar de manera dràstica la diversitat morfològica a partir de l'Devónico.
Períodes geològics de l'aparició de cada grup
El registre fòssil ens proveeix una increïble font d'informació sobre l'evolució de tots els organismes vius, tot que no és perfecte i no és complet.
Els briòfits, organismes molt simples que no tenen teixits vasculars, es coneixen des del Ordovicià.
Els estrats més antics consten d'estructures molt simples de plantes vasculars. Després, en el Devónico i en el Carbonífer va ocórrer una immensa proliferació de falgueres, licopodios, cua de cavall i progimnospermas.
En el devonià van aparèixer les primeres plantes amb llavors. Així, la flora de l'Mesozoic constava principalment d'individus que recorden a les gimnospermes. Finalment, les angiospermes apareixen en el cretaci.
Evolució de les algues
Les algues corresponen el grup més primitiu. A elles correspon l'origen de la primera cèl·lula fotosintètica per un esdeveniment d'endosimbiosis: una cèl·lula va ingerir un bacteri amb capacitats fotosintètics.
Aquesta ha estat una explicació bastant acceptada de l'evolució dels cloroplasts, i també s'aplica a les mitocòndries.
Evolució de les briòfits
Es creu que les briòfits van ser els primers organismes que van divergir de les algues. Corresponen a el primer grup de plantes terrestres. Les seves característiques principals són la manca d'un sistema d'arrels i d'un sistema vascular compost per xilema i floema.
Les briòfits van dominar els ambients prehistòrics pels primers 100 milions d'anys des de l'origen de les plantes.
Evolució de les plantes vasculars sense llavors
Plantes vasculars sense llavors
Les plantes vasculars van començar a diversificar-se en el període Carbonífer, específicament en plantes vasculars sense llavors.
A l'igual que les briòfits, els gàmetes nedadors de les plantes sense llavors necessiten d'l'aigua perquè les dues cèl·lules sexuals puguin trobar-se. Per aquesta raó, s'assumeix que les primeres formes de plantes vasculars van estar limitades als ambients humits que propiciaven la reproducció.
Els fòssils i antecessors de les plantes vasculars daten des de fa 420 milions d'anys. Els organismes es caracteritzaven per un esporòfit ramificat, independent de la fase gametofítica per al seu creixement i desenvolupament. Aquestes ramificacions compensaven la seva mida petita - poques vegades superaven els cinquanta centímetres.
Aquesta disposició va facilitar la producció d'espores i així, va augmentar la probabilitat de supervivència i reproducció.
El grup més primitiu de les plantes vasculars són les espècies modernes de licofitas (licopodios, selaginelas i falgueres o Isoetes). Les licofitas es van desenvolupar en els pantans i terrenys similars, fins que les formes gegants es van extingir i les petites les observem avui en dia.
Les falgueres han radiat des que es van originar en el Devónico, juntament amb els seus parents les cues de cabell i falgueres raspall.
Importància de el teixit vascular i les arrels
Les plantes vasculars - com el seu nom indica - posseeixen teixit vascular, que es divideix en floema i xilema. Aquestes estructures s'encarreguen de la conducció de sals i nutrients per tot el cos de la planta.
L'adquisició d'un teixit lignificado va permetre a les plantes augmentar en grandària, comparats amb briòfits. Aquestes tiges evitaven la inclinació i la caiguda, i podien transportar els nutrients i l'aigua a altures considerables.
Les arrels, d'altra banda, permeten a les plantes ancorar-se a la superfície de terra, permetent-absorbir aigua i nutrients. Les arrels també juguen un paper fonamental en permetre a la planta aconseguir una major grandària. El sistema d'arrels observades en els fòssils és bastant similar a l'actual.
L'origen de les arrels encara no està clar en la història evolutiva. No se sap si van aparèixer en un únic esdeveniment en l'antecessor de totes les plantes vasculars, o bé en múltiples esdeveniments - el que es coneix com a evolució convergent.
Evolució de les plantes vasculars llavors
En el Carbonífer, les plantes es van ramificar en dos grans grups de plantes amb llavors: les gimnospermes i angiospermes.
Evolució de les gimnospermes
A el principi, les plantes amb llavors recordaven una falguera. Les gimnospermes són les plantes sense flors, que van radiar totes dins d'un patró molt similar. Les més comunes avui en dia són els pins i els xiprers. Alguns dels exemplars més antics inclouen als ginkgos, cícadas i gnetales.
Evolució de les plantes amb flors: angiosperma
Les plantes amb flors, o angiospermes, són un grup vegetal que constitueix la majoria de les plantes que hi ha al planeta terra. Actualment estan distribuïdes a tot arreu, i inclouen formes tan variades com arbres, arbusts, gespes, camps de blat i blat de moro, i totes les plantes comunes que observem amb flors.
Per al pare de la biologia evolutiva, Charles Darwin, la sobtada aparició d'aquest grup representava un esdeveniment enigmàtic que abastava una immensa distribució.
Actualment, es considera que el grup que va donar origen a les angiospermes va ser algun grup de gimnospermes primitives: un organisme similar a un arbust. Encara que no es té un candidat puntual, es sospita d'algunes formes de vida amb característiques intermèdies entre els dos grups, de les eres Mesozoica i Paleozoica.
Històricament, aquesta transformació era acceptada, ja que és fàcil imaginar la transformació de les estructures capaç de portar òvuls (típics de les gimnospermes) en carpels. Recentment, ja no és usual buscar activament aquestes formes de transició.
Els primers fòssils de les angiospermes (i altres rastres com grans de pol·len) daten de fa més de 125 milions d'anys.
la flor
La innovació més rellevant de les angiospermes és l'estructura floral. S'especula que les flors primitives tenien la morfologia d'una magnòlia actual, conformada per molts carpels, estams i peces de l'periant.
Pel que fa a estímuls visuals i olfactius, la flor representa un òrgan atractiu per als pol·linitzadors. Aquests poden ser vertebrats (com aus i ratpenats) o invertebrats (com abelles, vespes o mosques). Ser pol·linitzada representa un avantatge òbvia per a la planta: dispersa el pol·len molt millor que el vent.
La pol·linització va ser un esdeveniment seleccionat, ja que com més animals visitaven les plantes, la producció de llavors també ho feia. Així, qualsevol canvi que hagués augmentat de manera positiva les visites, oferia de manera instantània un gran avantatge selectiva a l'individu.
Per exemple, les plantes amb flors que per certa mutació aleatòria començaven a secretar un nutrient que atreia a un pol·linitzador tenien avantatge selectiu sobre les seves companyes que no tenien aquest tret.
A més, el fruit també representa una recompensa rica en energia a l'animal que el consumeix. Després de la digestió, l'animal defeca i amb això dispersa les llavors. Per exemple, moltes aus i ratpenats frugívors tenen un paper indispensable com dispersors de llavors en els boscos.
referències
- Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologia: ciència i natura. Pearson Educació.
- Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitació a la Biologia. Ed. Mèdica Panamericana.
- Freeman, S., & Herron, JC (2002). Anàlisi evolutiu. Prentice Hall.
- Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
- Raven, PH, Evert, RF, & Eichhorn, ES (1992). Biologia de les plantes (Vol. 2). Reverté.
- Rodríguez, EV (2001). Fisiologia de la producció dels cultius tropicals. Editorial Universitat de Costa Rica.
- Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fisiologia vegetal. Universitat Jaume I.