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plantas vasculares
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P ROPONER
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2.1 Los protistas
Los organismos del dominio Eukarya o eucariotas son todos aquellos organismos cuyas células poseen un núcleo verdadero, es decir, que su material genético se encuentra rodeado por una membrana nuclear. Este dominio abarca desde organismos unicelulares hasta pluricelulares.
El término protista no describe un conjunto de organismos que comparten características, sino que agrupa a “cualquier eucariota que no es una planta, un animal o un hongo”. Predominan las formas unicelulares pero pueden encontrarse algunos protistas de gran tamaño como las algas pardas. Hasta el día de hoy se han descrito aproximadamente 60.000 especies de protistas. Los protistas hacen parte de los componentes más importantes del plancton, se encuentran en el fondo marino, en los suelos y muchos de ellos tienen relaciones ecológicas de parasitismo y mutualismo con otros eucariotas, como en el caso de los que habitan en el rumen de las vacas que facilitan la digestión de los tejidos vegetales.
En general, dentro de este grupo se presentan tres formas de nutrición. Algunos protistas son heterótrofos y pueden ingerir su alimento, otros absorben nutrientes del medio y un grupo amplio son autótrofos y fabrican su propio alimento por medio de la fotosíntesis. Además, muchas formas unicelulares pueden ser simultáneamente autótrofas y heterótrofas. Los protistas que ingieren su alimento generalmente son depredadores que poseen membranas celulares flexibles que les permiten atrapar su presa, otros generan corrientes en el agua mediante pequeños filamentos que rodean su cuerpo para atraer partículas alimenticias e ingerirlas. De cualquier forma, una vez que el alimento está en el interior de la célula del protista es almacenado en una vacuola alimentaria rodeada por una membrana para ser digerido después. Los protistas que absorben nutrientes directamente del medio pueden hacerlo en el suelo, o en ambientes que contengan materia orgánica en descomposición, o pueden vivir dentro de otros organismos. En la mayoría de los casos, los protistas que viven dentro de otros organismos son parásitos y su actividad para alimentarse causa daños a las especies huéspedes. Por su parte, los protistas fotosintéticos abundan en océanos, lagos y estanques, en donde flotan libremente en el agua o se encuentran asociados con otros organismos como corales o almejas.
2.1.1 Los protozoos
Los protozoos o protozoarios son protistas, eucariotas unicelulares con alimentación heterótrofa. Pueden ser fagótrofos , es decir, que se alimentan por endocitosis , depredadores, que cazan algas, bacterias y hongos microscópicos, o detritívoros , que aprovechan la materia orgánica en descomposición. Además, se caracterizan porque se encuentran en medios acuáticos o ambientes húmedos, tanto de agua dulce como de agua salada.
Desempeñan un papel ecológico importante como herbívoros y como descomponedores y son una fuente importante de alimento para los microinvertebrados. Además, son fundamentales en el control de biomasa y población bacteriana. Algunos de los protozoos más conocidos son las amebas que parasitan el intestino de los seres humanos o de los animales en donde causan problemas digestivos y el plasmodio que causa la malaria.
El paludismo o malaria es una enfermedad grave que se da en el trópico, afecta los glóbulos rojos de la sangre y es causado por un protozoo del género Plasmodium del filo Apicomplexa.
Según la clasificación más utilizada, los protozoos son un solo grupo dividido en cuatro subgrupos que se diferencian entre sí por su forma de locomoción. De esta manera, los cuatro grupos de protozoos son: los rizópodos o sarcodinos , los ciliados , los flagelados o mastigóforos y los apicomplexa .
Rizopodos o sarcodinos
Se desplazan por medio de pseudópodos , es decir, mediante deformaciones del citoplasma y de la membrana celular que se producen en la dirección del desplazamiento y arrastran el resto de la célula. Estas estructuras temporales también les sirven para envolver el alimento y fagocitarlo.
Ciliados
Se desplazan mediante apéndices similares a pelos, denominados cilios , que rodean todo el cuerpo. Estos cilios son cortos, numerosos y se originan a partir del citoesqueleto. Los ciliados son uno de los grupos más importantes de los protistas muy comunes en los cuerpos de agua y los suelos.
Flagelados o mastigóforos
Se caracterizan por la presencia de uno o más flagelos en una o en todas las fases de su ciclo vital. Los flagelos son estructuras más largas que los cilios y están encargados de impulsar la célula hacia el lado contrario al que están ubicados. Muchos flagelados son solitarios, algunos forman colonias y otros son sedentarios.
Apicomplexa
En este grupo, las estructuras móviles están ausentes, excepto en los gametos. Se caracterizan por formar esporas y por ser parásitos de animales. Es un grupo muy diverso y la mayoría de sus miembros tienen un ciclo vital complejo que incluye una fase sexual y otra asexual.
2.1.2 Las algas
Las algas agrupan a todos los protistas fotosintéticos. Pueden ser unicelulares o multicelulares y casi siempre habitan ecosistemas acuáticos, a excepción de algunas pocas que se encuentran en la superficie terrestre.
Según algunos autores como Lynn Margulis (1938-2001) todas las algas son protistas. Sin embargo, algunas especies como las algas verdes, las algas rojas y las glaucofitas son reconocidas además como plantas debido a que son las especies más emparentadas con este grupo. Otros organismos fotosintéticos como las cianobacterias se consideraban algas, pero actualmente este término se utiliza únicamente para organismos eucariotas.
Las características especiales que distinguen a las algas de otros organismos fotosintéticos son la falta de un verdadero embrión y la falta de envoltura multicelular alrededor de las estructuras reproductivas. No poseen tejidos ni órganos y aunque la mayoría son exclusivamente autótrofas, hay algunas algas que además de realizar fotosíntesis pueden ser heterótrofas.
La función ecológica más importante de las algas es la producción primaria. Por ejemplo, las algas que hacen parte del fitoplancton son responsables de casi el 70% de la actividad fotosintética de la Tierra; utilizan el dióxido de carbono (CO2 ) presente en la atmósfera, la recargan de oxígeno (O2 ) y sostienen la compleja red de vida acuática. Adicionalmente, existen algas que forman asociaciones simbióticas con organismos heterótrofos y otras que los parasitan.
Dentro de las algas unicelulares se encuentran dos grupos importantes: las diatomeas y los dinoflagelados . Las diatomeas son uno de los tipos más comunes de fitoplancton y poseen una pared celular con sílice que, una vez el alga muere, se acumula en el fondo marino y deja un sustrato que muchas veces es utilizado por la industria petrolera. Los dinoflagelados se caracterizan por poseer dos flagelos con los que se desplazan en el agua y son conocidos por ser endosimbiontes de animales invertebrados marinos como los corales y las anémonas.
Existen diferentes estructuras para la locomoción en los protistas, lo que les permite desplazarse en ambientes acuáticos.
Por otro lado, dentro de las algas multicelulares se destacan las algas pardas que pueden llegar a medir varios metros. Algunas algas pueden establecer relaciones simbióticas o parásitas:
2.2 Los hongos
Los hongos son un grupo de organismos eucariotas entre los que se encuentran los mohos, las levaduras y las setas. Se caracterizan porque tienen paredes celulares cubiertas por quitina, porque son organismos heterótrofos con digestión externa por absorción, porque producen un micelio formado por hifas y porque se pueden reproducir tanto sexual como asexualmente.
El micelio es la parte vegetativa del hongo y está compuesto por una masa entretejida de filamentos constituidos por células, parecidas a hilos y continuos, denominados hifas . Según la especie, las hifas pueden ser células alargadas con diversos núcleos, o bien, estar subdivididas en muchas células mediante tabiques denominados septos .
Los hongos sobreviven degradando nutrientes almacenados en los tejidos o los desechos de otros organismos. Algunos digieren el cuerpo de organismos muertos, otros son parásitos que se alimentan a costa de organismos vivos en los que producen enfermedades, muchos viven en relaciones simbióticas y algunos son considerados predadores que atacan el cuerpo de larvas.
A diferencia de los animales y las plantas, los hongos no ingieren o sintetizan su alimento, sino que secretan enzimas hacia el exterior capaces de descomponer moléculas complejas en subunidades más pequeñas, que luego pueden absorber y aprovechar. Este mecanismo para obtener nutrientes les ha dado varios beneficios a este grupo de eucariotas que pueden degradar casi cualquier material biológico y colonizar diversos hábitats terrestres.
En la naranja cubierta por hongos, se puede observar el micelio de color verde y blanco.
Actualmente, los hongos se dividen en cuatro grupos: los quitridiomicetos, los zigomicetos , los basidiomicetos y los ascomicetos .
Quitridiomicetos : son los hongos más primitivos y se alimentan de la quitina y la queratina de la materia orgánica descompuesta.Zigomicetos : son los hongos conocidos como mohos que crecen sobre el pan y las frutas en descomposición.
Basidiomicetos : son los hongos más complejos y comprenden una gran variedad que incluye los hongos con sombrero o setas.
Ascomicetos : son la división más grande de los hongos y pueden ser unicelulares o pluricelulares
Adicionalmente, los hongos se presentan bajo dos formas principales: hongos levaduriformes o unicelulares y hongos filamentosos o multicelulares .
2.2.1 Los hongos unicelulares
Los hongos unicelulares , también denominados levaduras, son muy importantes debido a su capacidad para descomponer una gran variedad de materiales orgánicos, mediante un proceso llamado fermentación, y producir diferentes sustancias, a partir de estos. La fermentación es un proceso por medio del cual se transforman moléculas complejas como los azúcares, en moléculas sencillas liberando una gran cantidad de energía. No requiere la presencia de oxígeno y deja como resultado diferentes compuestos orgánicos, que generalmente son útiles para los seres humanos.
Algunos autores consideran que las levaduras verdaderas solo pertenecen al grupo de los ascomicetos. No obstante, en microbiología se les llama levadura a todos los hongos que tengan una fase unicelular predominante en su ciclo de vida. A veces se encuentran unidos formando largas cadenas, se reproducen asexualmente por gemación y bipartición o sexualmente por medio de esporas. Además, no presentan distinción entre cuerpo vegetativo y reproductivo.
Por medio de la fermentación láctica, se oxidan los azúcares y se obtiene como producto final, ácido láctico que da el sabor amargo a productos como el queso.
2.2.2 Los hongos multicelulares
A diferencia de los hongos unicelulares, los hongos multicelulares están formados por dos partes: una reproductiva y otra vegetativa. La porción vegetativa es haploide , es decir, contiene la mitad de los cromosomas, generalmente no presenta coloración y está compuesta por un conjunto de hifas.
Los hongos pueden presentar reproducción sexual o reproducción asexual. En general, ambos tipos de reproducción implican la producción de esporas dentro de cuerpos fructíferos especiales que se proyectan por encima del micelio. La construcción de estos cuerpos fructíferos es la que genera la gran variedad de colores y formas que se encuentran en los hongos. La porción vegetativa suele ser muy simple.
De esta manera, el micelio haploide produce esporas asexuales igualmente haploides por mitosis. Si una de estas esporas llega a un lugar adecuado comenzará a dividirse mitóticamente y se desarrollará hasta formar un nuevo micelio, idéntico al original. Por otro lado, la reproducción sexual ocurre cuando una hifa de un micelio entra en contacto con la hifa de un segundo micelio de una cepa diferente y compatible.
Los hongos pueden vivir sobre su fuente de alimento, ya sea materia en descomposición u otro organismo, o pueden vivir en el interior de otros seres vivos, generalmente plantas y animales. De esta manera, pueden formar asociaciones simbióticas o ser parásitos.
Hongos simbiontes Hongos parásitos
Muchos hongos tienen la capacidad de asociarse para poder colonizar diferentes ambientes y obtener beneficios que de otra forma no obtendrían. Los ejemplos más conocidos son los líquenes , asociaciones entre un alga y un hongo y las micorrizas que son asociaciones entre un hongo y la raíz de una planta vascular.
Muchos hongos parásitos causan diferentes enfermedades en los seres vivos. La mayoría de las patologías en las plantas, por ejemplo el maíz, se deben a la acción de los hongos, los cuales también pueden infectar a los animales causándoles la muerte en algunos casos.
2.3 La aparición de las plantas
Todas las plantas provienen de un ancestro común que era un protista fotosintético, posiblemente similar a las algas unicelulares que se conocen actualmente. Diferentes investigaciones, entre las que se encuentran análisis filogenéticos y de ADN, han demostrado que las algas verdes son los parientes vivos más próximos de las plantas. Ambos grupos utilizan los mismos pigmentos en el proceso de fotosíntesis, almacenan alimento en forma de almidón y sus paredes celulares están constituidas por celulosa.
Por otro lado, debido a que las algas verdes viven principalmente en cuerpos de agua dulce, se cree que a lo largo del tiempo adquirieron características que les permitían soportar altas temperaturas y largos períodos de sequía. Estas adaptaciones pudieron haber sido fundamentales para que los descendientes de las algas primitivas desarrollaran características especiales para la vida en la Tierra.
El origen de las plantas coincide con un período de glaciación en el que la Tierra se enfrió y el ambiente se hizo más seco. En la atmósfera de ese momento, los niveles de carbón atmosférico eran más altos que los de hoy, mientras que los de oxígeno y ozono eran similares a los actuales. Estas condiciones hicieron que las primeras plantas que eran dependientes de la humedad se extinguieran y aparecieran en la evolución aquellas aptas para condiciones de vida más difíciles, como las cícadas, los ginkgos y, después, las coníferas.
De esta manera, algunas de las características que debían tener las plantas terrestres eran: tejidos protectores para sobrevivir en ambientes secos, tejidos de sostén para mantenerse erguidas y poder crecer hacia arriba, raíces para anclarse al suelo y tejidos para proteger los embriones y poderlos dispersar sin la ayuda del agua.
Inicialmente dominaron plantas muy simples que dependían de ambientes húmedos. Posteriormente, de la mano de algunos cambios climáticos, aparecieron las plantas vasculares sin semilla que conformaron grandes bosques dominados por helechos. Luego, aparecieron las semillas que les permitieron a las plantas resistir aún más en los ambientes secos y finalmente, se desarrollaron las flores y los frutos.
Dos grupos principales de plantas terrestres surgieron, a partir de las algas primitivas, uno es el grupo de los briofitos o plantas no vasculares y el otro es el de las traqueofitas o plantas vasculares . Los briofitos necesitan un medio húmedo para reproducirse, por lo que representan un puente entre la vida acuática y la vida terrestre, mientras que las traqueofitas han conseguido colonizar ambientes secos en tierra firme.
A lo largo de la evolución, las plantas fueron desarrollando estructuras complejas que les permitieron colonizar el medio terrestre.
2.3.1 Los briofitos
Los briofitos o plantas no vasculares son un conjunto de tres linajes de plantas terrestres que evolucionaron en una etapa temprana: las hepáticas , las antocerotas y los musgos . Los tres grupos conservan características de las algas que les dieron origen: carecen de tallos, raíces y hojas verdaderas, poseen estructuras de anclaje similares a las raíces denominadas rizoides y no poseen tejidos vasculares desarrollados para conducir el agua y los nutrientes en el interior de la planta. Ninguno fabrica lignina para darle rigidez al tallo, por lo que no pueden crecer mucho hacia arriba y se mantienen pequeñas.
Son un grupo de organismos muy importantes ecológicamente, pues debido a su capacidad para retener agua, intervienen en el balance hídrico de los bosques y en la reducción de la erosión en ciertos ambientes. Además, ofrecen microambientes fundamentales para los ciclos de vida de muchos artrópodos y microorganismos y funcionan como sustrato para la germinación de diversas semillas.
Las briofitas tienen un ciclo de vida heteromórfico , es decir, con generaciones alternadas de individuos haploides y diploides. El gametofito , que es el organismo haploide, constituye la fase dominante del ciclo, mientras el esporofito , que es el organismo diploide es pequeño y de corta duración.
El gametofito femenino produce órganos sexuales llamados arquegonios con una célula sexual llamada oosfera , mientras que el masculino produce anteridios que liberan anterozoides (espermatozoides), en ambos casos como resultado de un proceso mitótico. Cuando ocurre la fecundación, la célula diploide o cigoto se transforma en un esporofito en el que la división meiótica del tejido esporógeno de la cápsula permite la formación de esporas unicelulares haploides. Las esporas maduras son esparcidas, germinan y forman filamentos o masas celulares que se conocen como protonema , a partir del cual se forman nuevos gametofitos.
Hepáticas
Se denominan así debido a que los gametofitos de algunas especies tienen una forma similar a la del hígado. Tienen un aspecto irregular debido a sus hojas laminadas y presentan rizoides unicelulares. En general, viven en zonas húmedas y se encuentran en lugares con sombra moderada.
Antoceros
Tienen un esporofito puntiagudo similar a un cuerno que puede alcanzar varios centímetros de alto, poseen cloroplastos y en algunos casos pueden sobrevivir aun después de la muerte del gametofito. Además, crecen continuamente desde su base y pueden fabricar y liberar esporas durante un largo período de tiempo
Musgos
Son el grupo más diverso y abundante de las briofitas. Algunos de ellos tienen una cubierta impermeable que retiene la humedad y evita la pérdida de agua. Muchos son capaces de sobrevivir a la deshidratación al permanecer en estado latente durante largos períodos de sequía.
2.3.2 Los pteridofitos
Los pteridofitos son plantas vasculares sin semilla que se reproducen mediante esporas, las cuales poseen una cubierta impermeable que las protege de la desecación y les permite dispersarse. Al igual que las briofitas, tienen espermatozoides que nadan, por lo que requieren de un medio acuático para reproducirse y poseen un ciclo de vida heteromórfico.
Hace aproximadamente 350 millones de años, estas plantas vasculares, que poseen tejidos reforzados con lignina , tenían una ventaja competitiva que les permitió dominar el paisaje de nuestro planeta con poblaciones de organismos mucho más grandes que los actuales. Hoy en día, existen tres grupos principales: los helechos, los licopodios y los equisetos o colas de caballo.
Los helechos se caracterizan porque sus hojas, comúnmente llamadas frondas , inician en un macizo enrollado conocido como “cabeza de violín” antes de desarrollarse por completo. Además, en el envés de estas hojas presentan unas estructuras denominadas soros que se abren repentinamente en época reproductiva para liberar esporas haploides. Las raíces son siempre adventicias, es decir, que se originan a partir de tallos, y los vasos conductores son muy primitivos.
Las esporas localizadas en los soros de las hojas caen en la tierra, germinan y dan como resultado un gametofito de forma acorazonada que se fija al suelo mediante rizoides. En este gametofito, se encuentran los arquegonios que corresponden a la parte femenina y los anteridios que son la parte masculina que contienen los espermatozoides. Los espermatozoides fecundan el arquegonio para formar un cigoto que mediante mitosis sucesivas forma un esporofito que depende del gametofito. Este esporofito produce raíz, tallo y hojas y a medida que se desarrolla, el gametofito desaparece. De esta manera, el esporofito es la generación asexual y el gametofito es la generación sexual
Los representantes de los licopodios actuales miden apenas unos cuantos centímetros de altura y se denominan “pinillos”, tienen hojas pequeñas y con apariencia de escamas semejantes a las estructuras con forma de hojas en los musgos. Las esporas se forman dentro de una estructura en forma de cono llamada estróbilo , construida a partir de hojas modificadas.
Las 25 especies de equisetos que existen hoy en día presentan rizomas y tallos huecos con hojas pequeñas y alargadas, no fotosintéticas. El proceso de fotosíntesis se realiza en los tallos y en las ramas con apariencia de hojas. Poseen depósitos de sílice en los tallos que sirven para darle soporte a la planta y le dan textura de lija.
L gimnospermas son plantas vasculares con semillas desnudas. Durante aproximadamente 100 millones de años fueron las plantas dominantes hasta que aparecieron las plantas con flor. La principal característica de estas plantas es que las semillas se producen en la superficie de los óvulos y se dice que son semillas desnudas porque no están dentro de un fruto, aunque muchas encierran sus semillas en una cubierta carnosa o con apariencia de papel. Las semillas se desarrollan en unas estructuras llamadas conos. Los conos femeninos son los que tienen las semillas, mientras que los conos masculinos producen el polen que es transportado por el viento. A pesar de su éxito, la mayoría de las gimnospermas se extinguieron y en la actualidad, solo sobreviven cuatro grupos: los ginkgos, las cicadáceas, las gnetofitas y las coníferas.
La única especie viva de ginkgo es el Ginkgo biloba. Sus miembros pueden ser masculinos o femeninos, con estructuras reproductivas similares a inflorescencias. Generalmente se siembran árboles masculinos debido a que los femeninos producen semillas blandas de olor fétido y, en muchos países, son apetecidos para la siembra porque son árboles más resistentes a la contaminación que otros tipos de árboles.
Las cicadáceas tienen apariencia de palmera o helechos. Poseen un tallo leñoso sin ramas o escasamente ramificado. Sus semillas son grandes, ligeramente aplanadas y cubiertas por una capa externa brillante y carnosa.
Las coníferas son árboles leñosos y arbustos. Tienen hojas similares a agujas o escamas, muchas veces cubiertas por una cutícula gruesa, que las hace resistentes a la sequía y el frío. Sus semillas se producen en unas estructuras denominadas piñas. Los árboles más altos, las secuoyas, y los más antiguos, los pinos rizos, son coníferas.
Las gnetofitas incluyen árboles tropicales, enredaderas y arbustos del desierto. Son plantas unisexuales, de madera dura, con semillas que se producen en estróbilos. Son muy importantes para los científicos pues se consideran el eslabón entre las gimnospermas y las angiospermas.
L angiospermas son plantas vasculares con semilla cubierta, son las únicas que producen flor y fruto y deben su nombre a los ovarios que contienen los óvulos. Una vez ocurre la fertilización, el cigoto madura hasta formar una semilla y el ovario se transforma en fruto. Se originaron a partir de las gimnospermas hace aproximadamente 127 millones de años y, desde entonces, han sido las plantas dominantes del reino Vegetal. Existen diferentes aspectos que hicieron posible el éxito evolutivo y la dominancia de las angiospermas. Algunos de estos aspectos se relacionan enseguida:
Crecen más rápido que las gimnospermas. Muchas angiospermas herbáceas son capaces de crecer a partir de una semilla y producir semillas propias en unos meses. Por el contrario, las gimnospermas son plantas leñosas que tardan años en madurar y producir semillas.
Han desarrollado formas muy variadas como hierbas, enredaderas, arbustos y árboles, lo que les ha permitido colonizar diferentes hábitats.
Sus tejidos vasculares son más eficientes para el transporte de sustancias que el de otras plantas. Tienen vasos especializados para el transporte de azúcares, agua y sales minerales.
Son colonizadoras exitosas pues gracias a sus estructuras reproductivas pueden dispersarse ampliamente. Además, están mejor adaptadas para competir entre ellas mismas y con otros grupos de plantas.
Después de la evolución de estructuras productoras de polen y néctar, algunos insectos se empezaron a alimentar de estos. Así, las plantas cedían polen y néctar pero obtenían la ventaja de poder fecundar flores de plantas alejadas. Algunas plantas desarrollaron posteriormente caracteres específicos para atraer ciertos polinizadores y de esta manera, se fortaleció la relación entre plantas y animales.
Diversas estructuras florales y frutales ayudaron a las angiospermas a dispersarse, lo que contribuyó a su éxito. Algunos frutos flotan en el agua, son arrastrados por el viento, se pegan a la piel de los animales, o evolucionaron para ser comidos y, de esta manera, dispersarse grandes distancias.
EN CONCLUSIÓN
De acuerdo con las condiciones ambientales que predominan en el tiempo y las interacciones que se presentan entre los organismos, las adaptaciones que poseen los diferentes grupos de seres vivos pueden resultarles útiles y eficientes, o por el contrario, representar una desventaja. Así, un grupo puede ser exitoso y dominante bajo ciertas condiciones, pero no serlo en otras.
