Botánica-T16. Gimnospermas y angiospermas PDF

Unidad Temática VIII - Tema 16 Unidad temática V. Nivel “Cormófitos” TEMA 16.- Las plantas con semillas o “Espermatofitas” (Div. Spermatophyta). Características generales. Principales grupos: gimnospermas y angiospermas. El polen y los agentes de la polinización. El primordio...

Unidad Temática VIII - Tema 16 Unidad temática V. Nivel “Cormófitos” TEMA 16.- Las plantas con semillas o “Espermatofitas” (Div. Spermatophyta). Características generales. Principales grupos: gimnospermas y angiospermas. El polen y los agentes de la polinización. El primordio seminal y la megáspora. Desarrollo de los gametófitos y fecundación. Fecundación simple y doble. Las semillas y su significado evolutivo.  Unidad Temática VIII - Tema 16 Embriófitos (plantas terrestres) Los Cormófitos o Traqueófitos Espermatófitos Briófitos Traqueófitos sin semillas Espermatófitos incluyen 2 linajes independientes: Gimnos- Angios- permas Licopodiófitos permas Polipodiófitos Antocerotas o Gimnospermas Hepáticas Musgos Carófitos o Angiospermas Plantas con semillas (c. 360 Ma) Plantas vasculares (c. 420 Ma) Protocormófitos (c. 460 Ma) Plantas terrestres (c. 475 Ma) Clorófito ancestral  Unidad Temática VIII - Tema 16 Las plantas con semillas: gimnospermas y angiospermas Son los Espermatófitos, también llamados fanerógamas o Antófitos (= plantas con flores). Los esporangios se rodean de hojas protectoras (hipsófilos y antófilos), constituyendo las flores. Su adquisición más notable es el primordio seminal y Pinus la semilla, donde queda protegida la nueva plántula. La heterosporia se generaliza en todo el grupo. Los gametófitos se reducen al máximo, creciendo entre las estructuras florales del esporófito. En las Gimnospermas primitivas aún existen arquegonios y espermatozoides flagelados (zoidiogamia); en las Angiospermas ambos se Carduus transforman y se pierden (sifonogamia). Algunos linajes han vuelto al medio Era Período 6 10 años acuático, como en los helechos. Paleozoico Pérmico 299,0 ±0,8 Los fósiles de fanerógamas más Carbonífero Pensilvaniense 318,1 ±1,3 antiguos datan del Carbonífero (hace Misisipiense 359,2 ±2,5 c. 360 Ma), donde convivieron con Devónico 416.0 ±2,8 los helechos dominantes. Silúrico 443,7 ±1,5 Ordovícico 488,3 ±1,7 Cámbrico 542,0 ±1,0  Unidad Temática VIII - Tema 16 Los Espermatófitos incluyen dos linajes: o Gimnospermas: grupo más primitivo; estructuras reproductivas a menudo poco vistosas, con frecuencia agrupadas en estróbilos; microsporófilos (= estambres) con muchos microsporangios (= sacos polínicos); semillas desnudas, en macrosporófilos (= carpelos) abiertos; casi siempre con fecundación zoidiogámica. o Angiospermas: grupo más evolucionado; estructuras reproductivas rodeadas por antófilos a menudo vistosos; estambres con 4 sacos polínicos; semillas protegidas por carpelos cerrados; siempre con fecundación sifonogámica.  Unidad Temática VIII - Tema 16 Macrosporófilos (= hojas carpelares) Gimnospermas Angiospermas Primordios seminales dentro del ovario (carpelos cerrados) Primordios seminales sobre el carpelo abierto (no existe ovario) Cycas Pinus  Unidad Temática VIII - Tema 16 Gimnospermas (4 grupos actuales y 1 grupo fósil) Cicadófitos Ginkgófitos Coniferófitos Gnetófitos  Unidad Temática VIII - Tema 16 Angiospermas (1 grupo actual, con representantes fósiles) Magnoliófitos  Unidad Temática VIII - Tema 16 El polen y los agentes de la polinización Los microsporófilos se denominan estambres, hojas modificadas que incluyen: o sacos polínicos (eusporangios). o granos de polen (micrósporas). La morfología estaminal varía en cada linaje: Gimnospermas: escuamiformes, foliáceos, etc. Su número y cantidad de sacos polínicos varía, pero suelen ser numerosos. Angiospermas: a menudo constan de un filamento (f) y una antera (a) formada por dos tecas unidas, cada una con dos sacos. a f  Unidad Temática VIII - Tema 16 Sección transversal de la antera Conectivo Filamento Saco polínico Pared pluriestrata Tapete Tecas Polen  Unidad Temática VIII - Tema 16 Caracteres de grano de polen Los granos de polen son las micrósporas. La cubierta polínica presenta dos paredes: la intina (pectinas y celulosa) y la exina (esporopolenina), que puede dividirse en dos capas (nexina y sexina). La forma, ornamentación y aperturas (tipo y número) tienen gran valor taxonómico. Sexina Forma y ornamentación Exina Nexina Intina Aperturas Colpos Colpo-poros Poros  Unidad Temática VIII - Tema 16 Polinización Proceso por el que los granos de polen son transportados desde las anteras hasta las proximidades del primordio seminal. Se produce previamente a la fecundación. Anemogamia (-filia): el viento es el agente transportador. Hidrogamia (-filia): el agua es el agente transportador. Zoogamia (-filia): los animales son los agentes transportadores. Hidrófilas  Unidad Temática VIII - Tema 16 Plantas anemógamas (-filas) Anteras muy expuestas, con mucho polen, que se desarrollan antes que las hojas. Flores poco o nada vistosas, sin reclamos visuales ni olfativos. Polen liso o poco ornamentado, a veces con expansiones para prolongar la suspensión. Común en Gimnospermas, Gramíneas, Ciperáceas, Fagáceas, Juglandáceas, Plantagináceas, etc. Plantago media Zea Quercus rotundifolia mays  Unidad Temática VIII - Tema 16 Plantas hidrógamas (-filas) Flores muy pequeñas, sin perianto vistoso ni reclamos Polen provisto de expansiones flotadoras. Estigmas anchos para recibir el polen flotante. Es común en Rupiáceas, Posidoniáceas, Hidrofiláceas, etc. Ruppia maritima Vallisneria spiralis  Unidad Temática VIII - Tema 16 Plantas zoógamas (-filas) Flores a menudo grandes y vistosas, coloreadas, con recompensas para el polinizador (polen, néctar, etc.). Polen muy ornamentado, para facilitar su adherencia. Es común en numerosas familias de angiospermas (Compuestas, Labiadas, Leguminosas, Crucíferas, etc.).  Unidad Temática VIII - Tema 16 El primordio seminal y la megáspora El primordio seminal (a veces llamado óvulo) consta de varias partes: o Nucela: macrosporangio (núcleo central del primordio), donde se alojará la macróspora. o Tegumentos: dos hojas modificadas, esporofíticas, que protegen la nucela. o Micrópilo: abertura por la que habitualmente penetra el tubo polínico. o Cálaza o chalaza: zona opuesta al micrópilo, por la que puede penetrar el tubo polínico (calazogamia). o Funículo: pedúnculo que eleva al primordio. En la nucela está el arquesporio, parte fértil donde se forma la célula madre del saco embrionario; por meiosis da lugar a 4 macrósporas de las que sólo una es funcional y nunca abandona el primordio seminal.  Unidad Temática VIII - Tema 16 Tipos de primordios seminales Átropo Anátropo (ortótropo) Campilótropo  Unidad Temática VIII - Tema 16 El primordio proviene de la fusión de segmentos del megasporofilo hasta producir una envuelta protectora casi cerrada (tegumento interno); por una repetición del proceso se forma el tegumento externo. Se encuentra por primera vez en fósiles de Progimnospermas. Genomosperma latens Eurystoma angulare Genomosperma kindstonii Stamnostoma huttonense  Unidad Temática VIII - Tema 16 Desarrollo de los gametófitos y fecundación Gametófito masculino Antera M! Célula Liberación 4 granos de madre del del polen polen (n) polen (2n) Célula vegetativa División mitótica: polen binucleado Célula (gametófito) generativa  Unidad Temática VIII - Tema 16 La célula vegetativa origina el tubo polínico. En gimnospermas el tubo libera gametos flagelados (espermatozoides); en angiospermas la célula generativa por mitosis produce dos núcleos gaméticos (= espermáticos). La división puede producirse durante la polinización o antes, siendo el polen bi- o Tubos tricelular, respectivamente. polínicos Tubo polínico  Unidad Temática VIII - Tema 16 Gametófito femenino En las gimnospermas los óvulos se encuentran en contacto con el ambiente, por lo que reciben directamente al polen. La macróspora produce un gametófito con miles de células (1); hacia el micrópilo se diferencian varios arquegonios (2), rodeados de tejido haploide, que dan hacia una cavidad (cámara arquegonial o polínica).  Unidad Temática VIII - Tema 16 En angiospermas los óvulos están ocultos dentro del ovario. Esporogénesis (fase 1) 2n n M! El saco embrionario porta 7 células (8 núcleos) Gametogénesis haploides, y está envuelto (fase 2) por la nucela y los dos tegumentos (diploides)  Unidad Temática VIII - Tema 16 El gametófito femenino (saco embrionario) está constituido a menudo por sólo 8 células (o a veces sólo 4, según cada grupo). Tejido haploide: líneas azules. Tejido diploide: líneas rojas.  Unidad Temática VIII - Tema 16 Fecundación simple y doble La fecundación se produce cuando el tubo polínico penetra en el óvulo (por el micrópilo o la chalaza); es posterior a la polinización y da como resultado la formación del cigoto y posteriormente del embrión. Según la procedencia del polen existen varios tipos de fecundación (y polinización), con distintas consecuencias genéticas para las especies. Procedencia polen Polinización Fecundación Consecuencias genéticas Propia flor Autopolinización Autogamia Consanguinidad Propia planta, otra flor Polinización cruzada Geitonogamia Consanguinidad Distinta planta Polinización cruzada Xenogamia Aumenta la diversidad Gimnospermas y angiospermas presentan tipos de fecundación diferentes, con resultados distintos en la estructura y composición de la semilla resultante.  Unidad Temática VIII - Tema 16 Gimnospermas En los grupos primitivos el gameto masculino es flagelado (existe zoidiogamia). El gameto masculino nada hacia el arquegonio y se fusiona con el femenino para dar el cigoto (fecundación simple).  Unidad Temática VIII - Tema 16 Angiospermas No hay gametos flagelados, es el tubo polínico el que alcanza el óvulo y libera dos núcleos espermáticos (existe sifonogamia). Polinización Uno de ellos se fusiona con el femenino y da el cigoto (2n); el otro se une a los núcleos polares para formar tejido triploide (3n). Semilla (embrión 2n y endosperma 3n)  Unidad Temática VIII - Tema 16 Ciclo vital de gimnospermas  Unidad Temática VIII - Tema 16 Ciclo vital de angiospermas