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Ciencias Naturales, Estructura y función de los seres vivos

3° Básico

Divisiones del Reino Plantae

El Reino Plantae agrupa a todos los organismos que tienen clorofila, la que usan para captar la energía solar y convertirla en alimento mediante la fotosíntesis.

  1. Divisiones del Reino Plantae
  2. Las pteridófitas
  3. Plantas angiospermas

Esto además implica que son autótrofos, es decir, que se nutren a sí mismos, por medio de sustancias minerales, luz, agua y anhídrido carbónico o dióxido de carbono.

El Reino Plantae comprende a más de 400 mil especies que habitan desde la helada tundra ártica hasta los exuberantes bosques o selvas lluviosas tropicales. En otras palabras, crecen en cualquier lugar donde haya agua y luz, excepto en los casquetes polares, las zonas más frías de la Tierra.

La mayoría de las plantas tienen sus raíces en el suelo, por lo que no pueden trasladarse, y usan la energía del sol para producir su alimento mediante el agua y el dióxido de carbono (fotosíntesis). Algunas son gigantes y otras muy pequeñas; pero todas juegan un rol vital en la provisión de alimento para el resto de los seres vivos, incluidos los animales y el hombre.

Pese a que la mayoría de las plantas no pueden desplazarse, sí lo hacen en los saltos generacionales, pues para reproducirse se propagan mediante esporas (células que se aíslan y separan del organismo materno, y sirven para su multiplicación), en el caso de las plantas más simples, o semillas, en el caso de las superiores, como las coníferas y las plantas con flores, las que a menudo caen y germinan lejos del individuo progenitor.

Se cree que las plantas o vegetales descienden de las algas verdes primitivas. Estas comparten varios rasgos bioquímicos y metabólicos con las plantas. Ambas contienen los mismos pigmentos fotosintéticos y almacenan en forma de almidón sus excedentes de carbohidratos. La celulosa es un importante componente de la pared celular de ambas. Además, algunos detalles de la división celular también son similares entre plantas y algas verdes.

Existen cuatro grupos principales de plantas: briofitas o musgos, pteridófitas o helechos, gimnospermas o coníferas, y angiospermas o todas las plantas con flores.

Las briofitas, que incluyen a plantas muy primitivas, conocidas como musgos y hepáticas, carecen de un sistema vascular (es decir, de vasos o tubos) para transportar el agua, las sales o los nutrientes, por lo cual tienen un tamaño restringido. Los otros tres grupos poseen tejidos vasculares: xilema, para la conducción de agua y minerales extraídos del suelo, y floema, para la conducción del alimento producido por la propia planta a través de la fotosíntesis.

Las pteridófitas, cuyos representantes actuales más conocidos son los helechos, se reproducen por esporas, en tanto que las gimnospermas y plantas con flores se reproducen por semillas. Las gimnospermas tienen las semillas desnudas, las cuales a menudo se producen en un cono (más conocido como piña en el caso de los pinos). En cambio, las plantas con flores producen semillas encerradas en un fruto.

Las pteridófitas

Las pteridófitas incluyen a los helechos y a algunas plantas similares a estos. Son plantas vasculares que no tienen semillas. Y son especialmente comunes en bosques templados y lluviosos tropicales, donde se encuentran en mayor cantidad y variedad.

Además de los helechos, las pteridófitas incluyen a cinco clases de plantas, que tienen ciclos de vida similares, al reproducirse mediante esporas: psilofitas, licopodios, equisetos o articuladas, psilotinas e iseoetinas. Las dos últimas se extinguieron.

Debido a que son vasculares, estas plantas pueden alcanzar un tamaño mucho mayor que las briofitas. Aunque en las regiones templadas los helechos son relativamente pequeños, en el trópico los helechos arbóreos pueden llegar a los 18 metros de altura.

Además de tallos con tejidos vasculares, la mayor parte de estas plantas también tienen raíces y hojas vascularizadas.

1. Helechos: son uno de los grupos más antiguos de plantas vasculares. Se han descubierto fósiles de hace 360 millones de años. La mayor parte de estas plantas son terrestres, aunque también hay algunas que se han adaptado a medios acuáticos.

Aunque se les encuentra desde los trópicos hasta los círculos polares, la mayor parte de estas especies se hallan en torno a los trópicos, donde hay mucha humedad. En las regiones templadas suelen habitar bosques húmedos y riberas de ríos.

2. Psilofitas: el Psilotum nudum, un helecho en cepillo, es un psilofita característico, ya que carece de raíces y hojas verdaderas, pero sí cuenta con un tallo vascularizado. Siempre que este se ramifica, se divide en dos partes iguales, por lo que, a diferencia de una gran parte de las plantas, no tiene un tallo o tronco principal. Los tallos son verdes; por lo tanto, en ellos se realiza la fotosíntesis.

La mayor parte de las especies de psilofitas están extintas, y las que quedan se ubican en la zona de los trópicos.

3. Licopodios: son pequeñas plantas perennes con raíces, rizomas -tallos subterráneos-, ramas cortas y erguidas y pequeñas hojas con aspecto de escamas. Se encuentran en los bosques.

La mayoría de las especies de este grupo se extinguieron en épocas geológicas pasadas.

4. Equisetos: tienen raíces, tallos y hojas verdaderas. Sus tallos son huecos y con nudos o coyunturas, y están impregnados de sílice (óxido de silicio), lo que los hace ásperos al tacto.

Las hojas pequeñas están fusionadas a cada nudo, que es la zona del tallo donde se fijan las hojas. El tallo, de color verde, es el principal órgano de fotosíntesis.

Este tipo de plantas también se denomina colas de caballo, debido a que ciertos tallos vegetales (no reproductivos) están unidos por uno de sus lados, dándoles ese aspecto poco claro.

Una especie de equisetos muy común en nuestro territorio, que se encuentra especialmente junto a cursos de agua, es la hierba del platero o limpiaplata, muy apreciada como medicina para problemas renales.

Las plantas gimnospermas

La palabra gimnosperma en griego significa “semilla desnuda”. Esto se explica porque las semillas de estas plantas están completamente expuestas, o retenidas en las escamas de las piñas, en el caso de las coníferas.

La mayoría son arbustos leñosos o plantas perennes, como las coníferas, la clase de gimnospermas más abundante en la actualidad; pero también se encuentran en este grupo las cicadáceas y las ginkgoáceas, que fueron mucho más importantes en el pasado, y las gnetofitas.

1. Coníferas: fueron las primeras plantas con semillas. En este grupo se incluyen pinos, alerces, cipreses, araucarias, abetos y pinabetes, entre otros. La mayor parte son perennes, y sólo unas cuantas, como el ciprés calvo, son caducifolias (pierden sus hojas durante el invierno).

Casi todas las coníferas son monoicas, lo que significa que poseen órganos sexuales masculinos y femeninos en diferentes lugares de una misma planta. Estas estructuras suelen encontrarse en estróbilos o conos (piñas). De hecho, el término conífera quiere decir “portador de conos”.

Se encuentran desde el Ártico hasta los trópicos, y son la vegetación dominante en la taiga, extensa superficie forestal de Canadá, el norte de Europa y Siberia. También son importantes en el hemisferio austral, en particular en zonas de América del Sur, Australia y Malasia.

2. Cicadáceas: este grupo, muy importante en épocas geológicas pasadas, sólo incluye pocas especies que vivan todavía. Son plantas tropicales con hojas compuestas que les dan aspecto de palmera o de helecho. Tienen estróbilos de semillas y estróbilos de polen en plantas separadas.

3. Ginkgoáceas: esta familia de gimnospermas fue abundante en el pasado, pero en la actualidad la única especie viva es el ginkgo (Ginkgo biloba), originario de la división de las Ginkgophyta. Es nativo de China, donde se le ha cultivado durante siglos. Es el género más antiguo de los árboles actuales. 

Es común en América del Norte, especialmente en las ciudades, debido a que tiene cierta resistencia a la contaminación. Es caducifolio y sus hojas adquieren un color dorado en el otoño.

Al igual que las cicadáceas, tienen árboles femeninos y masculinos. Sus semillas expuestas sólo son producidas por los árboles femeninos.

4. Gnetofitas: la división Gnetophyta está formada por tres géneros, Gnetum, Ephedra y Welwitschia, que comparten varias características que las hacen las más avanzadas de las gimnospermas. Por ejemplo, las gnetofitas tienen en su xilema células conductoras de agua más eficientes, llamadas vasos, elemento común en las angiospermas. Además, los estróbilos de las gnetofitas parecen racimos de flores.

– El género Gnetum incluye enredaderas y árboles tropicales con hojas parecidas a las de las plantas con flores. 
– Las especies del género Ephedra son arbustos presentes en desiertos y otras regiones secas. En Chile hay siete especies de este género. 
– El género Welwitschia sólo incluye una especie hallada en el desierto de Namibia, en África. La mayor parte del cuerpo de esta planta crece bajo el suelo. Su tallo aéreo forma un disco de hasta casi un metro de diámetro, desde el que se extienden dos estructuras parecidas a listones que cumplen funciones de hojas, pero que corresponden a estructuras embrionarias que continúan creciendo durante toda la vida de la planta. Cuando se reproducen, forman piñas alrededor del disco.

Plantas angiospermas

Las angiospermas son plantas vasculares que producen semillas, flores y frutos. De hecho, en griego angiosperma significa "semilla encerrada en una cubierta", debido a que las semillas se encuentran dentro de un fruto.

Son la clase dominante de las plantas en la mayor parte del mundo (alrededor de 250 mil especies), ya que se han adaptado a casi todos los ambientes, con excepción de la Antártica.

Se reproducen sexualmente formando flores y, después de la fecundación, semillas dentro de frutos. Sus flores coloridas atraen a los animales polinizadores, y sus frutos dulces los estimulan a comer las semillas. Así contribuyen a la dispersión necesaria para que nazcan nuevas plantas.

Poseen células conductoras de agua muy eficientes, llamadas vasos, en su xilema, y eficientes células conductoras de alimento, llamadas tubos cribosos, en su floema.

Estas plantas son vitales para el hombre, ya que todos los cultivos alimenticios importantes son plantas con flores, incluyendo granos vitales como el arroz, trigo y maíz. Las angiospermas leñosas, como el roble, cerezo y castaño, proporcionan valiosa madera. También nos entregan el algodón, medicamentos, caucho, tabaco, café y aceites aromáticos para perfumes.

Las plantas con flores (división Magnoliophyta) son de dos clases: Monocotiledóneas (Monocotyledoneae) y Dicotiledóneas (Dicotyledoneae).

Monocotiledóneas
En muchas especies los tallos son leñosos.: sus semillas poseen un único cotiledón (hoja embrionaria) u hoja especial al interior de la simiente, y los nervios de las hojas adultas son paralelos. Por lo general, las flores son trímeras, es decir que tienen tres pétalos. Casi nunca son leñosas. Este grupo incluye a palmeras, pastos, orquídeas, cereales y lirios.

Dicotiledóneas
Existen más de 250 familias de dicotiledóneas, entre las que se incluyen olmos, digitales, legumbres, perejil zanahorias, margaritas, coles, rosas, robles, cactos y brezos. Sus semillas poseen dos cotiledones (hojas embrionarias) y los nervios de las hojas adultas están ramificados; es decir, se dividen a partir de uno central. Por lo general, los pétalos de las flores son cuatro o cinco, o en múltiplos de esos números. 

Las plantas briofitas

Como ya se mencionó, las plantas briofitas son el grupo más importante de plantas no vasculares. Esto quiere decir que carecen de vasos para el transporte extensivo de agua, alimento y minerales. En consecuencia, no pueden alcanzar grandes dimensiones.

Requieren de un ambiente húmedo para crecer y reproducirse, aunque algunas toleran terrenos secos. Son pluricelulares y clorofílicas.

En cierta medida, el aparato vegetativo de estas plantas se aproxima al de un talo, como se llama al cuerpo de una planta con estructura homogénea indiferenciada o con diferencias muy secundarias. Es decir, no se distinguen claramente elementos tales como raíz, tallo y hojas.

Las briofitas actuales se dividen en tres grupos: musgos, hepáticas y antocerópsidas. Si bien estos grupos de plantas difieren en muchos sentidos, pueden relacionarse debido a que sus ciclos vitales son similares.

Musgos
Suelen vivir en densas colonias o mantos, formadas por una serie de plantas que crecen una pegada a la otra.

Cada planta tiene diminutas estructuras parecidas a raíces -pelillos-, llamadas rizoides, que le permiten sujetarse al suelo. Además, posee una estructura vertical en forma de tallo con láminas foliares (similares a hojas).

Algunas especies de musgos presentan células conductoras de agua y otras para alimento, aunque no son tan especializadas o eficaces como en las plantas vasculares o superiores.

Muchas especies de musgos tienen los sexos separados; las plantas masculinas tienen anteridios (órgano sexual masculino) y las plantas femeninas presentan arquegonios (órgano sexual femenino). Otros tienen ambos órganos en la misma planta.

Los musgos tienen un rol importante en la formación del suelo, ya que lo retienen en su lugar y ayudan a evitar la erosión. Son alimento de algunos animales, sobre todo aves y mamíferos.

Hepáticas
Tienen forma de talo aplanado y lobulado, como una hoja. Su nombre se debe a que los lóbulos de su talo son parecidos a los del hígado humano. El talo, en su cara inferior, también tiene rizoides.

Otras hepáticas tienen aspecto foliáceo (como hojas) y son parecidos a los musgos, con “hojas”, “tallos” y rizoides.

Se reproducen tanto de manera asexual como sexual. En el caso de la reproducción asexual, esta se realiza mediante la formación de pequeñas esferas de tejido, llamadas yemas, en una estructura similar a un plato, que se denomina cáliz de yemas o ciato, directo sobre el talo. Al igual que en la reproducción sexual del resto de las briofitas, las salpicaduras de gotas de agua y pequeños animales ayudan a la dispersión de las yemas (y a los espermatozoides a dirigirse hacia el óvulo, en el caso de la reproducción sexual). Cuando caen en un lugar adecuado, crecen hasta convertirse en un nuevo talo de hepática.

También pueden reproducirse asexualmente por ramificación y crecimiento de los talos. Los lóbulos individuales del talo se agrandan, y cada uno se convierte en una planta separada cuando muere la parte más antigua del talo a la que estaban unidos los lóbulos individuales.

Antocerópsidas
Su forma es de talo. Su estructura celular, en particular la presencia de un solo cloroplasto grande en cada célula, recuerda a la de ciertas algas más que a la de las plantas.

Este grupo de plantas tiene ambos órganos sexuales a la vez, ubicados al interior del talo. La reproducción se efectúa mediante esporas.