Los reinos de las plantas y de los hongos Ciencias de la Naturaleza 1º de ESO Profesor: Francisco J. Barba Regidor Curs0: 2009-10

¿QUÉ ES UNA PLANTA?

Las Plantas son un gran grupo de seres vivos pluricelulares y eucariotas. Las plantas son en su mayoría organismos autótrofos que obtienen la energía a partir de la luz solar para fabricar su propio alimento.

Cloroplastos de Elodea http://botit.botany.wisc.edu/courses/Botan y_130/Eukaryotic_Cell/Chloroplasts.html

La mayor parte de las plantas realizan un proceso conocido como fotosíntesis, que tiene lugar en los cloroplastos. Definición modificada de Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Plant

LAS NECESIDADES DE LAS PLANTAS (1) Para ocupar los ambientes terrestres, las plantas necesitan resolver algunos problemas: • Cómo alcanzar los nutrientes, que están esparcidos tanto en el aire como en el suelo, teniendo en cuenta que las plantas no se desplazar por sí mismas de un sitio a otro… • Cómo protegerse de la desecación. • Y cómo distribuir los nutrientes en el organismo y qué hacer con ellos para elaborar biomoléculas.

LAS NECESIDADES DE LAS PLANTAS (2) Para ello... • desarrollan cubiertas protectoras; • Poseen una estructura compleja con células rodeadas por una pared de celulosa y que forman diferentes tejidos (tissues) y órganos (organs); • Su estructura se basa en la presencia de raíces (roots), tallos (stems) y hojas (leaves), que pueden ser muy diferentes en diferentes especies; • Su color verde se debe a la presencia of the presence de clorofila, un pigmento verde necesario para realizar la fotosíntesis (photosynthesis); • Además, las plantas superiores pueden presentar flores (flowers) y frutos (fruits).

CLASIFICACIÓN DE LAS PLANTAS Las plantas se subdivden en los siguientes grupos : 1. Plantas sin flores. Plantas sencillas sin flores ni semillas. a) Musgos (mosses). Pequeñas plantas no vasculares. b) Helechos (ferns). Más grandes que los musgos, son plantas vasculares. 2. Plantas con flores. Son plantas complejas, con flores y semillas. a) Gimnospermas. Las semillas se desarrollan dentro de un falso fruto, como una piña. b) Angiospermas. Las semillas se desarrollan dentro de un fruto real.

LAS PLANTAS SIN FLORES • No producen semillas, sino esporas. • They do not produce seeds, but spores.

• Crecen en ambientes húmedos y sombríos: necesitan agua para reproducirse. • They grow in damp and shady places: they need a lot of water in order to reproduce.

• Aquí estudiaremos los helechos (1) y los musgos (2). • Here, we will study ferns (1) and mosses (2).

1

Dryopteris felis-mas

2

Funaria hygrometrica

HELECHOS (1)

Dryopteris remota

Los Pteridofitos son la segunda mayor division del reino de las plantas. Hay 20.000 especies de helechos frente a las cerca de 250.000 plantas con flores existentes hoy. La mayoría de los helechos son herbáceos, como ocurre con Polypodium virginianum (ver figura).

Polypodium virginianum

HELECHOS (2)

Sus principales características son: • Son plantas vasculares. • Tienen raíces (roots), tallos (stems) y hojas (leaves). El tallo se denomina rizoma (rhizome) y crece horizontalmente en el suelo (con raíces adventicias). • Las hojas son grandes y se denominan frondes (fronds): la hoja es compuesta y cada gran división de tejido laminar que alcanza el raquis se llama pinna (pl., pinnae). • Los frondes de los helechos llevan las estructuras reproductoras del esporofito en grupos de esporas conocidos como soros (sorus; plural, sori) en la parte trasera del. • Fósiles de estas plantas se reconocen fácilmente en rocas del Carbonífero.

FERNS (3)

The alternating generations in ferns...

HELECHOS (4) Si una espora llega a un lugar con cierta humedad, • germina dando lugar a un filamento de células. • este crecimiento concluye con la formación de un prótalo (prothallus) con - Rizoides (rhizoids), que absorben el agua y las sales minerales del suelo. - Arquegonios (archegonia), que producen un óvulo simple (por mitosis); - Anteridios (antheridia), que forman esperma nadador hasta el óvulo (de nuevo, por mitosis).

FERNS (5)

From: http://blogginghouseplants.blogspot.com/2 008/02/propogating-ferns-by-spores.html

MUSGOS (1)

Todos los musgos se reproducen mediante generaciones alternantes (alternating generations). La primera generación, el gametofito (the gametophyte) constituye el tapiz verde y hojoso frecuentemente asociado a los musgos. Produce un esperma y un óvulo (los gametos) que se unen cuando las condiciones son adecuadas, creciendo la siguiente generación : el esporofito (the sporophyte) o estructura que produce las esporas. Esporofitos

MOSSES (2) • Son plantas no vasculares muy pequeñas. • No tienen verdaderas raíces, tallos u hojas. Se fijan al suelo mediante rizoides (rhizoids). • Los musgos producen esporas dentro de cápsulas al final de los filamentos (esporofito; sporophyte). Imágenes de: http://www.davidlnelson.md/Cazadero/Mosses.htm

MOSSES (3)

Los musgos juegan un papel importante en la reducción de la erosión a lo largo de los cauces, así como en el reciclado del agua y de los nutrientes en los bosques tropicales entre otros beneficios.

PLANTAS CON FLORES Hay dos grupos principales: gimnospermas (gymnosperms) y angiospermas (angiosperms). Ambas producen semillas para reproducirse. Angiospermas (1) Cycadales (2) Gingkoales (3) Gymnospermas Coniferales (4) Gnetales (5) 1

2

4 3

5

GIMNOSPERMAS (1) La mayoría son de hoja perenne: retienen sus hojas con forma de aguja durante un tiempo. Cuando las agujas caen, son rápidamente reemplazadas por otras. Tienen pequeñas e insignificantes flores. Estas se agrupan en inflorescencias (inflorescences) o conos (cones) que son masculinas o femeninas. El nombre de coníferas procede de este hecho. Se reproducen mediante semillas que no están protegidas por un fruto. Tienen raíces y tallos. Durante la polinización (pollination), los granos de polen (masculinos) caen entre las escamas (scales) del cono hasta llegar al óvulo. A medida de que el cono crece, se hace mayor y las semillas producidas se hacen visibles.

GYMNOSPERMS (2)

Male flowers of Pinus banksiana Female flowers of the Scots pine: they will become the pine cone. After the fecundation, the seed (the pine kernel) is formed.

GYMNOSPERMS (3) Dioon edule

Pinus strobus

Ephedra viridis

ANGIOSPERMAS (1) Las Angiospermas se reproducen mediante una semilla encerrada en el fruto. Tienen raíces y tallos. Las hojas presentan una gran variedad en su forma, suministrando una herramienta eficaz de las características externas para establecer las relaciones entre las especies de angiospermas. Muchos son caducifolios (deciduous): pierden las hojas en invierno. La forma de sus hojas es muy diferente. Rasgo característico de las angiospermas es la presencia de flores vivamente coloreadas, capaces de atraer los insectos para facilitar su polinización. La función de las flores es precisamente asegurar la fertilización del óvulo y el desarrollo del fruto y las semillas contenidas en él.

ANGIOSPERMS (2)

tube:

Quercus virginiana Bellis perennis

Epipactis palustris

EL CUERPO DE LAS PLANTAS (1) Todas las hojas son responsables de: • absorber los rayos del sol; • la mayor parte de la producción fotosintética. Todos los tallos son responsables de: • sostener físicamente las flores y las hojas; • mantener las hojas y las flores en la mejor posición para para recoger el alimento y para la reproducción; • transportar materiales a través del xylema y del flloema desde las áreas donde hay abundancia de aquellos hasta las que los necesitan en las distintas partes de la planta; • almacenar sustancias para un uso posterior. Todas las raíces son responsables de: • anclar la planta al suelo; • extraer agua y minerales del suelo.

EL CUERPO DE LAS PLANTAS (2) 1. Las raíces sostienen la planta en el suelo y absorben agua y sales minerales, formando la savia bruta. 2. El tallo transporta la savia bruta hacia las hojas. 3. Las hojas transforman la savia bruta en elaborada durante el proceso de la fotosíntesis. Entre los productos de residuo se incluye el oxígeno, que se expele al aire.

THE BODY OF THE PLANTS (3)

EL CUERPO DE LAS PLANTAS(4) HOJAS/LEAVES 1. La hoja es la parte de la planta donde tiene lugar la fotosíntesis. 2. Una hoja tiene dos partes diferentes: el limbo (blade) y pecíolo (petiole), que une la hoja al tallo. 3. En el limbo podemos distinguir el haz (frontside or topside) y el envés (backside or underside). El primero mira hacia el sol; en el envés se produce la transpiración a través de los estomas (stomas). 4. El nervio central (midribs) son haces de vasos conductores.

THE BODY OF THE PLANTS (5) Some trees loose their leaves in autumm: they are deciduous.

Other trees preserve their leaves all along the year: they are perennials.

EL CUERPO DE LAS PLANTAS (6) TALLOS • Mantienen erecta la planta y la sostienen. • Transportan substancias a otras partes de la planta. • Algunos tallos acumulan reservas de agua (cactus) y alimento (patatas). • Las hojas y las ramas se unen a ellos mediante nodos. La parte del tallo entre los nodos se llaman internodos. • Los tallos crecen hacia arriba desde la yema (bud) apical. Las ramas laterales crecen hacia afuera de yemas axilliares a lo largo del tallo.

THE BODY OF THE PLANTS (7) STEMS:

EL CUERPO DE LAS PLANTAS (8) RAÍCES • Tienen dos funciones: fijar la planta al suelo y absorber agua y minerales. Algunas raíces también acumulan substancias alimenticias (zanahorias –carrots-, remolachas –beetroots-). • La superficie de la raíz está cubierta por muchos pelos pequeños que absorben el agua y los minerales (pelos absorbentes). • Cada raíz está protegida en su extremo por una cofia (root cap).

THE BODY OF THE PLANTS (9)

From: http://www.infovisual.info/01/013_en.html

PLANTAS: REPRODUCCIÓN (1) • Reproducción asexual. Sólo está involucrada un individuo (una planta). La gemación (budding) de las patatas es un ejemplo. • Reproducción sexual. Las células sexuales de dos individuos (plantas) diferentes se unen mutuamente para producir un nuevo individuo (planta). Las plantas con flores y los helechos (ver la figura) tienen reproducción sexual.

FLORES (1) • Son los órganos reproductores de las angiospermas. • Tienen dos partes: 1. La parte reproductora. Está constituida por el estambre (stamen; órganos reproductor masculino), y el pistilo (pistil; órgano reproductor femenino). Los óvulos se encuentran dentro del ovario (ovary). Durante la reproducción, los óvulos entran en contacto con el polen (pollen), que se produce en el estambre. 2. y la parte protectora. Es el periantio (perianth), que consiste en los pétalos (petals), que forman la corola (corolla), y los sépalos (sepals), que forman el cáliz (calyx).

Una Flor A flower (“pistil” = “carpel”)

FLOWERS (2) Female organ: It is the pistil and it is made up of the stigma, the style and the ovary, where ovule is protected

Perianth: It consists of the modified leaves around the stamens and the carpel: sepals and petals.

Male organs: stamens; pollen is produced in the stamen.

FLORES (3) La flor es la estructura reproductora de las plantas con flores (angiospermas). La mayoría de las plantas son hermafroditas, lo que significa que tienen tanto órganos reproductores masculinos como femeninos. En algunos casos (sauces, cycas, gingkos, yang tao, acebos,...) hay flores diferentes en cuerpos diferentes; en otros, flores diferentes se encuentran en el mismo cuerpo (hayas, melones, maíces,...). Son respectivamente plantas dioicas y monoicas. Las flores son extremadamente diversas en tamaño, forma, color etc., lo que les hace ser un buen instrumento para distinguir las plantas.

FLOWERS (4)

p

Papaya plant showing its female flowers and young fruits. We can see the golden pollen (p) on the anthers.

FLOWERS (5) Male flowers

Female flowers

Different flowers (male and female) in a same body: corn (Zea mays), an example of monoic plant.

FLOWERS (6) 2

1

Different examples of dioic plants: male flowers:

4

1, in Castanea sativa; 2, in Lauris nobilis; 3, in Betula nigra; 4, in Pinus nigra.

3

FLOWERS (7) Different examples of dioic plants: female flowers. Female flowers in Pinus nigra Female flowers in Ceratonia siliqua Female flowers in Betula nigra

Female flowers in Ilex aquifolium

INFLORESCENCIAS Las flores no aparecen de forma solitaria en el tallo, sino que suelen estar dispuestas en un modelo de agrupación denominado inflorescencia (inflorescence). Éstas pueden ser: Simples (single). Todas las flores están reunidas en un modelo idéntico; p.e.: racimo (raceme), espiga (spike), corimbo (corymb), umbela (umbel), capítulo (capitulum). Compuestas (compound). Cuando se forma una disposición compleja a partir de otra simple; p.ej. panículo (panicle) y la umbela compuesta (compound umbela).

capitulum

LAS ETAPAS DE LA REPRODUCCIÓN (1) 1. POLINIZACIÓN (pollination). Las plantas con flores utilizan el viento, los insectos, los murciélagos, los pájaros y mamíferos para transferir polen desde el órgano masculino (estambre) a la parte del femenino (conducir aquél hasta el óvulo). 2. FERTILIZACIÓN (fertilisation). El polen alcanza el estigma, penetra éste (formando el tubo polínico) y fertiliza los óvulos dentro del ovario. Pollen tube

THE REPRODUCTIVE STAGES (2) Wind pollination

THE REPRODUCTIVE STAGES (3)

Insects pollination

LAS ETAPAS DE LA REPRODUCCIÓN (4) 3. Formación del fruto y de la semilla. La flor fertilizada se transforma de la siguiente manera … Del pistilo a la formación del fruto.

Tras la fertilización, las partes protectoras de la flor se secan y se caen: los sépalos, pétalos, estambres y las superiores del pistilo. (¿Por qué?) 1. La base del pistilo, el ovario, crece y engorda transformándose en el fruto. 2. La semilla se origina a partir de un óvulo (que contiene la célula huevo fertilizada) que se localiza en el fruto que se está formando.

LAS ETAPAS DE LA REPRODUCCIÓN (5) Etapas de la formación de la semilla

• La célula huevo fertilizada se desarrolla 12 horas después de la fertilización. • El endospermo de la semilla en desarrollo se vuelve de color blanco lechoso 8 días después de la fertilización. El embrión se desarrolla después de 10 días. • El endospermo adquiere una apariencia de masa suave 14 días después de la fertilización, y al estadio de masa endurecida 7 días después. • Al cabo de 25-30 días después de la fertilización, el óvulo madura completamente a la semilla.

THE REPRODUCTIVE STAGES (6)

LAS ETAPAS DE LA REPRODUCCIÓN (6) • La semilla/seed también contiene una reserva de alimento: endospermo/endosperm. • Ésta se encuentra en los cotiledones/cotyledons. Las plantas con un cotiledón (como en el maíz) y se denominan monocotiledóneas/monocots. • Si tienen dos cotiledones (como las alubias), se denominan dicotiledóneas/dicots. Las semillas son una vía de las plantas para ir de un área a otra.

LAS ETAPAS DE LA REPRODUCCIÓN (7) 4. Dispersión. El fruto maduro cae de la planta o libera la semilla.

Imagen de: http://www2.puc.edu/Faculty/Gilbert_Muth/art0071.jpg

LAS ETAPAS DE LA REPRODUCCIÓN (8) 5. Germinación. Las

semillas caen al suelo y germinan: una pequeña raíz y tallo comienzan a crecer.

From: http://www.biologycorner.com/resources/mono_di _germination.gif

From: http://www.dkimages.com/discover/previews/874/3002 0399.JPG

REACCIONES DE LAS PLANTAS

Las plantas reciben información del medio y reaccionan: • Reacciones permanentes. Se relacionan con el crecimiento. Tanto los tallos como las raíces crecerán siempre verticalmente. • Reacciones temporales. La planta regresa a su posición inicial cuando se detiene el crecimiento. Es el caso de algunas plantas carnívoras: cierran sus hojas cuando un insecto aterriza sobre ellas.

http://leavingbio.net/Plant%20Responses.htm

http://gardening.savvy-cafe.com/wpcontent/uploads/2007/06/venus_fly_trap.jpg

LA NUTRICIÓN EN LAS PLANTAS Las plantas son autótrofas: producen su propio alimento. Usan sus hojas, tallos y raíces para transportar estos productos. •

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Absorción. Las plantas absorben el agua y las sales minerals a través de sus raíces. Cuando las sales minerales se disuelven en el agua se produce la savia bruta (raw sap). Transporte. La savia bruta viaja hacia arriba a través de los vasos conductores (conductor vessels) desde las raíces a los tallos y las hojas. Transpiración. El exceso de agua es expulsado como un residuo; la savia bruta sube a las hojas. Fotosíntesis. La savia bruta se transforma en las hojas en savia elaborada (elaborated sap): una mezcla de agua y de substancias orgánicas, que se distribuye a las células de la planta a través de los vasos conductores. Respiración. Las plantas respiran. Durante la respiración, las hojas de las plantas , toman oxígeno del aire y liberan dióxido de carbono.

HONGOS (1) Los hongos (fungi) no son plantas porque: 1. En sus paredes celulares no hay celulosa. 2. Además hay quitina (chitin) en sus paredes celulares. 3. Los hongos son heterotrofos. 4. Pueden ser unicelulares o multicelulares (en estos casos, no producen diferentes tipos de tejidos). Los hongos presentan las siguientes características: 1. Necesitan un ambiente húmedo. 2. Son saprofitos y/o decomponedores. 3. Algunos de ellos son parasitos, algunos otros son beneficiosos.

FUNGI (2): TYPES Unicellular fungi: yeasts Pluricellular fungi: Flammulina velutipes

HONGOS (4): ESTRUCTURA El cuerpo está constituido por hifas (hyphae), que son filamentos microscópicos. La red de hifas se denomina micelio (mycelium), que crece bajo el suelo y donde las células no están especializadas: no hay realmente tejidos.

Los hongos proucen esporas (spores), que se forman en el sombrerillo (cap) de la seta y tienen función a reproductora en el hongo multicelular.

HONGOS (5): ESPORAS

FUNGI (6)

Subaerial part

Underground part