| Las plantas sin semillas como estas colas de caballo (Equisetum sp.) Prosperan en ambientes húmedos y sombreados debajo de la copa de los árboles donde la sequedad es una ocurrencia rara. |
Briófitos
Las briófitas, una agrupación informal de las plantas no vasculares, son el pariente más cercano existente de las plantas terrestres tempranas. Los primeros briófitos probablemente aparecieron en el período Ordovícico, hace unos 490 millones de años. Debido a la falta de lignina (el polímero resistente en las paredes celulares en los tallos de las plantas vasculares) y otras estructuras resistentes, la probabilidad de que los briófitos formen fósiles es bastante pequeña, aunque se han descubierto algunas esporas compuestas de esporopollenina que se han atribuido a Briofitas tempranas. En el período silúrico (hace 440 millones de años), sin embargo, las plantas vasculares se habían extendido por todos los continentes. Este hecho se usa como evidencia de que las plantas no vasculares deben haber precedido el período silúrico.
Hay alrededor de 18,000 especies de briófitas, que prosperan principalmente en hábitats húmedos, aunque algunas crecen en desiertos. Constituyen la flora principal de ambientes inhóspitos como la tundra, donde su pequeño tamaño y tolerancia a la desecación ofrecen ventajas distintas. No tienen las células especializadas que conducen los fluidos que se encuentran en las plantas vasculares, y generalmente carecen de lignina. En las briófitas, el agua y los nutrientes circulan dentro de células conductoras especializadas. Aunque el nombre de nontracheophyte es más preciso, las briófitas se conocen comúnmente como plantas no vasculares.
En una briófita, todos los órganos vegetativos conspicuos pertenecen al organismo haploide, o gametofito. El esporofito diploide apenas se nota. Los gametos formados por briófitos nadan usando flagelos. El esporangio, la estructura reproductiva sexual multicelular, está presente en las briófitas. El embrión también permanece unido a la planta madre, que lo nutre. Esta es una característica de las plantas terrestres.
Las briófitas se dividen en tres divisiones (en las plantas, el nivel taxonómico "división" se utiliza en lugar de phylum): las hepáticas, o Marchantiophyta; los hornworts, o Anthocerotophyta; y los musgos, o verdadera Bryophyta.
Hepáticas
Las hepáticas (Marchantiophyta) pueden verse como las plantas más estrechamente relacionadas con el antepasado que se mudó a la tierra. Las hepáticas han colonizado muchos hábitats en la Tierra y se han diversificado a más de 6,000 especies existentes (a). Algunos gametofitos forman estructuras lobuladas verdes, como se ve en la (b). La forma es similar a los lóbulos del hígado y, por lo tanto, proporciona el origen del nombre común dado a la división.
| (a) Un dibujo de hepáticas de 1904 muestra la variedad de sus formas. (b) Una hepática, Lunularia cruciata, muestra su lóbulo, talo plano. El organismo en la fotografía está en la etapa de gametofito. |
Hornworts
Los hornworts (Anthocerotophyta) han colonizado una variedad de hábitats en tierra, aunque nunca están lejos de ser una fuente de humedad. Hay alrededor de 100 especies descritas de hornworts. La fase dominante del ciclo de vida de hornworts es el gametofito azul verdoso corto. El esporofito es la característica definitoria del grupo. Es una estructura larga y angosta en forma de tubería que emerge del gametofito original y mantiene el crecimiento durante toda la vida de la planta.
| Hornworts crecen un esporofito alto y delgado. |
Musgos
Más de 12,000 especies de musgos han sido catalogadas. Sus hábitats varían desde la tundra, donde son la vegetación principal, hasta el sotobosque de los bosques tropicales. En la tundra, sus rizoides poco profundos les permiten sujetarse a un sustrato sin excavar en el suelo congelado. Disminuyen la erosión, almacenan la humedad y los nutrientes del suelo, y proporcionan refugio para animales pequeños y alimento para herbívoros más grandes, como el buey almizclero. Los musgos son muy sensibles a la contaminación del aire y se utilizan para controlar la calidad del aire. La sensibilidad de los musgos a las sales de cobre hace que estas sales sean un ingrediente común de los compuestos comercializados para eliminar los musgos en el césped.
| Este musgo plumoso verde tiene esporofitos de color marrón rojizo que crecen hacia arriba. |
Plantas vasculares
Las plantas vasculares son el grupo dominante y más conspicuo de plantas terrestres. Hay alrededor de 275,000 especies de plantas vasculares, que representan más del 90 por ciento de la vegetación de la Tierra. Varias innovaciones evolutivas explican su éxito y su propagación a tantos hábitats.
Tejido vascular: xilema y floema
Los primeros fósiles que muestran la presencia de tejido vascular datan del período Silúrico, hace unos 430 millones de años. La disposición más simple de células conductoras muestra un patrón de xilema en el centro rodeado de floema. El xilema es el tejido responsable del transporte a larga distancia de agua y minerales, la transferencia de factores de crecimiento solubles en agua desde los órganos de síntesis a los órganos objetivo y el almacenamiento de agua y nutrientes.
Un segundo tipo de tejido vascular es el floema, que transporta azúcares, proteínas y otros solutos a través de la planta. Las células del floema se dividen en elementos de tamiz, o células conductoras, y tejido de soporte. Juntos, los tejidos de xilema y floema forman el sistema vascular de las plantas.
Raíces: apoyo a la planta
Las raíces no están bien conservadas en el registro fósil; sin embargo, parece que aparecieron más tarde en la evolución que el tejido vascular. El desarrollo de una extensa red de raíces representaba una nueva característica significativa de las plantas vasculares. Los rizoides delgados unen las briófitas al sustrato. Sus filamentos más bien endebles no proporcionaban un ancla fuerte para la planta; tampoco absorbieron agua y nutrientes. En contraste, las raíces, con su prominente sistema de tejido vascular, transfieren agua y minerales del suelo al resto de la planta. La extensa red de raíces que penetra profundamente en el suelo para llegar a las fuentes de agua también estabiliza los árboles al actuar como lastre y ancla. La mayoría de las raíces establecen una relación simbiótica con los hongos, formando micorrizas. En las micorrizas, las hifas fúngicas crecen alrededor de la raíz y dentro de la raíz alrededor de las células, y en algunos casos dentro de las células. Esto beneficia a la planta al aumentar considerablemente el área de superficie para la absorción.
Hojas, Sporophylls y Strobili
Una tercera adaptación marca las plantas vasculares sin semillas. Acompañando la prominencia del esporofito y el desarrollo del tejido vascular, la aparición de hojas verdaderas mejoró la eficiencia fotosintética. Las hojas capturan más luz solar con su mayor área de superficie.
Además de la fotosíntesis, las hojas juegan otro papel en la vida de las plantas. Las piñas, las frondas maduras de helechos y las flores son todas esporofilas, hojas que se modificaron estructuralmente para soportar esporangios. Los estrobos son estructuras que contienen esporangios. Son prominentes en las coníferas y se conocen comúnmente como conos: por ejemplo, los conos de pino de los pinos.
Plantas vasculares sin semillas
En el período devónico tardío (hace 385 millones de años), las plantas habían desarrollado tejido vascular, hojas bien definidas y sistemas de raíces. Con estas ventajas, las plantas aumentaron en altura y tamaño. Durante el período carbonífero (hace 359-299 millones de años), los bosques pantanosos de musgos y colas de caballo, con algunos especímenes que alcanzaban más de 30 metros de altura, cubrían la mayor parte de la tierra. Estos bosques dieron lugar a los extensos depósitos de carbón que dieron su nombre al Carbonífero. En plantas vasculares sin semillas, el esporofito se convirtió en la fase dominante del ciclo de vida.
Todavía se requiere agua para la fertilización de plantas vasculares sin semillas, y la mayoría favorece un ambiente húmedo. Las plantas vasculares sin semillas modernas incluyen musgos, colas de caballo, helechos y helechos batidores.
Musgos del club
Los musgos del club, o Lycophyta, son el primer grupo de plantas vasculares sin semillas. Dominaron el paisaje del período carbonífero, creciendo en árboles altos y formando grandes bosques pantanosos. Los musgos del club de hoy son plantas diminutas de hoja perenne que consisten en un tallo (que puede ser ramificado) y pequeñas hojas llamadas microfilas. La división Lycophyta consta de cerca de 1,000 especies, incluyendo quillworts (Isoetales), musgos (Lycopodiales) y musgos espinosos (Selaginellales): ninguno de los cuales es un verdadero musgo.
| Lycopodium clavatum es un musgo de club. |
Colas de caballo
Los helechos y los helechos batidos pertenecen a la división Pterophyta. Un tercer grupo de plantas en la Pterophyta, las colas de caballo, a veces se clasifican por separado de los helechos. Las colas de caballo tienen un solo género, Equisetum. Son los sobrevivientes de un gran grupo de plantas, conocido como Arthrophyta, que produjo grandes árboles y bosques pantanosos enteros en el Carbonífero. Las plantas se encuentran generalmente en ambientes húmedos y pantanos.
| Las colas de caballo prosperan en un pantano. |
| Las hojas finas que se originan en las articulaciones son notables en la planta de cola de caballo. |
Helechos y Helechos Batidores
Los helechos se consideran las plantas vasculares sin semillas más avanzadas y presentan características comúnmente observadas en las plantas con semillas. Los helechos forman hojas grandes y raíces ramificadas. Por el contrario, los helechos, los psilófitos, carecen de raíces y hojas, que probablemente se perdieron por la reducción evolutiva. La reducción evolutiva es un proceso mediante el cual la selección natural reduce el tamaño de una estructura que ya no es favorable en un entorno particular. La fotosíntesis tiene lugar en el tallo verde de un helecho batidor. Pequeñas perillas amarillas se forman en la punta del tallo de la rama y contienen el esporangio. Batir helechos se han clasificado fuera de los helechos verdaderos; sin embargo, el análisis comparativo reciente de ADN sugiere que este grupo puede haber perdido tanto el tejido vascular como las raíces a través de la evolución, y en realidad está muy relacionado con los helechos.
Con sus frondas grandes, los helechos son las plantas vasculares sin semillas más fácilmente reconocibles. Alrededor de 12,000 especies de helechos viven en ambientes que van desde los trópicos hasta los bosques templados. Aunque algunas especies sobreviven en ambientes secos, la mayoría de los helechos están restringidos a lugares húmedos y sombreados. Hicieron su aparición en el registro fósil durante el período Devónico (hace 416–359 millones de años) y se expandieron durante el período Carbonífero, hace 359–299 millones de años.
CONEXIÓN PROFESIONAL: Paisajista
Al observar los jardines bien colocados de flores y fuentes que se ven en los castillos reales y las casas históricas de Europa, está claro que los creadores de esos jardines sabían más que arte y diseño. También estaban familiarizados con la biología de las plantas que eligieron. El diseño del paisaje también tiene fuertes raíces en la tradición de los Estados Unidos. Un excelente ejemplo de diseño clásico americano temprano es Monticello, la finca privada de Thomas Jefferson; Entre sus muchos otros intereses, Jefferson mantuvo una pasión por la botánica. El diseño del paisaje puede abarcar un pequeño espacio privado, como un jardín trasero; lugares públicos de reunión, como Central Park en la ciudad de Nueva York; o un plan completo de la ciudad, como el diseño de Pierre L’Enfant para Washington, DC.
Un diseñador de paisajes planificará espacios públicos tradicionales, como jardines botánicos, parques, campus universitarios, jardines y desarrollos más grandes, así como áreas naturales y jardines privados. La restauración de lugares naturales invadidos por la intervención humana, como los humedales, también requiere la experiencia de un diseñador de paisajes.
Con tal variedad de habilidades requeridas, la educación de un diseñador de paisajes incluye una sólida formación en botánica, ciencia del suelo, patología vegetal, entomología y horticultura. Los cursos en arquitectura y software de diseño también son necesarios para completar el grado. El diseño exitoso de un paisaje se basa en un amplio conocimiento de los requisitos de crecimiento de las plantas, como la luz y la sombra, los niveles de humedad, la compatibilidad de diferentes especies y la susceptibilidad a los patógenos y las plagas. Por ejemplo, los musgos y los helechos prosperarán en un área sombreada donde las fuentes proporcionan humedad; a los cactus, por otro lado, no les iría bien en ese entorno. Se debe tener en cuenta el crecimiento futuro de las plantas individuales para evitar el hacinamiento y la competencia por la luz y los nutrientes. La aparición del espacio en el tiempo también es preocupante. Las formas, los colores y la biología deben estar equilibrados para un espacio verde bien mantenido y sostenible. El arte, la arquitectura y la biología se mezclan en un paisaje bellamente diseñado e implementado.
| Este jardín del campus fue diseñado por estudiantes del departamento de horticultura y paisajismo de la universidad. |
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