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¡Descarga apuntes de botánica y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity! BOTÁNICA Tema 1. Dominios y reinos de los seres vivos. 1 Dominios y reinos de los seres vivos. La trayectoria histórica de la clasificación de los seres vivos ha sido plasmada en el árbol de la vida. Linneo asentó las bases de la biología moderna. En 1735 propuso una clasificación de los seres vivos con los términos reino (conjunto de phylum), phylum (conjunto de clases), clase (conjunto de órdenes), orden (conjunto de familias), familia (conjunto de géneros), géneros (conjunto de especies) y especie. Linneo propuso una clasificación de los seres vivos basado en dos reinos: Animalia y Plantae. En esta clasificación no se tenían en cuenta los microorganismos. Para su clasificación se basaba en dos criterios: • Los animales son seres heterótrofos, se mueven, se alimentan por ingestión, sus células no presentan pared celular, etc. • Las plantas son fotoautótrofos, no se mueven, se alimentan por absorción, sus células presentan pared celular, etc. Las plantas eran organismos eucariotas provistos de plastidios (tienen clorofila en su interior) según Strasburguer. El problema de esta definición es que existen plantas parásito sin clorofila (jopo de las habas), excluía a las cianobacterias, que tenían la misma forma de alimentación pero distinto nivel celular e incluía a los hongos, que tienen pared celular pero distinta forma de alimentarse (son heterótrofos). En 1894 Haeckel añade el reino Protista que incluía sólo a los microorganismos eucariotas. En 1956 Copeland añade el reino Monera que incluye a los organismos procariotas y sustituyó el reino Protista por el reino Protoctista, que incluía a los unicelulares eucariotas. En 1969 Whittaker añade el reino Fungi en el que incluye los hongos y vuelve a usar el reino Protista, en el que se incluyen los organismos unicelulares eucariotas. En 1985 Margulis y Schwartz vuelven al reino Protoctista en el que incluyen los organismos unicelulares eucariotas y sus descendientes más inmediatos (ej., algas unicelulares y pluricelulares). En el reino Plantae sólo se incluyen las plantas que desarrollan embriones (embriofitas). El árbol de la vida de Margulis tiene en cuenta la dotación cromosómica de los organismos y los ciclos reproductivos (meiosis, mitosis). • Las plantas son haplodiplontes. • Los animales son diploides con gametos haploides. • Los hongos pueden ser haploides o dicariontes (dos núcleos). • En los microorganismos no hay mucha separación porque están muy emparentados. No hay definición científica exacta para plantas y animales debido a que no están claros los límites. Un claro ejemplo para este problema es el microorganismo Euglena. Es un ser que cambia de forma, presenta dos flagelos, no tienen pared celular, presentan cloroplastos y color verde, tiene un órgano fotorreceptor (sensible a la luz), presenta un estigma y puede cambiar de nutrición por absorción a nutrición por ingestión cuando las condiciones no son favorables (extremas). HOMOLOGÍAS UNIVERSALES. DOMINIOS. El árbol de la vida está incompleto porque los unicelulares y los procariotas no están clasificados debido a la escasez de rasgos y características. También dificulta la clasificación que los rasgos deben ser especies y considerando más de 5000 genes. Gracias al árbol de Woese quedaba claro que los eucariotas no evolucionaron de un modo darwiniano, sino que lo han hecho mediante una especie de fusión genética gigantesca. Los eucariotas tienen genes procedentes de archaeas y bacterias. Archaeas y bacterias tenían un ancestro común que se separaba de las bacterias. Dos procesos que desacreditan los procesos darwinianos son la Transferencia Lateral de Genes y la Fusión del Genoma Entero. El árbol de la vida es mitad árbol mitad red debido al traspaso de genes entre especies y la fusión de organismos (endosimbiosis). F 0 B 72. Organismos de los que se ocupa la Botánica. Dominio Bacteria. Cianobacterias: son procariotas con clorofila A y fotosíntesis oxigénica. F 0 B 7Dominio Eukaria. Hongos. - Eumycota (hongos verdaderos). - Mixomycota (hongos plasmodiales). - Acrasiomycota (pseudoplasmodios). - Oomycota (hongos F 0 B 7acuáticos). Algas. - Algas verdes o clorófitos. - Algas rojas o rodófitos. - Algas F 0 B 7pardas o feófitos. - Diatomeas (unicelulares). - Dinoflagelados. - Euglenófitos. Plantas terrestres. - Briófitos: musgos, hepáticas y antocerotas. Plantas no vasculares. - Pteridófitos: helechos y otros grupos afines. Planta vascular sin semillas. - Espermatófitos: plantas vasculares con semillas. TEMA 2. Taxonomía y sistemática. Nomenclatura en Botánica. 1. Taxonomía y sistemática. Estas dos definiciones surgen debido a la necesidad de poner en orden la gran diversidad de organismos que existen sobre la Tierra. La sistemática es la ciencia que se ocupa de clasificar los diferentes seres vivos, ordenándolos de forma jerárquicas; es decir, según categorías. La taxonomía en la ciencia que estudia los principios y bases para realizar una correcta clasificación de los seres vivos. Los taxónomos son los que dicen cuáles son los caracteres que se deben usar para clasificar. No se puede usar cualquier carácter, sólo podemos un carácter llamado carácter taxonómico. Un carácter taxonómico es aquel que se utiliza para hacer una clasificación correcta de los seres vivos.Un carácter F 0 B 7taxonómico debe cumplir los siguientes requisitos: Debe ser poco modificable por la acción ambiental. Por ejemplo, el tamaño no es un buen carácter porque es F 0 B 7modificable. Tener poca variabilidad genética y una misma base genética. Un carácter taxonómico bueno son las flores, es un carácter que se hereda, tiene una F 0 B 7base genética consolidada. No tener una gran variabilidad fenotípica. Un taxón es cada uno de los grupos de una clasificación jerárquica. La categoría taxonómica es cada uno de los niveles de una clasificación jerárquica. La especie es la categoría taxonómica básica de una clasificación jerárquica de seres vivos. Los niveles de la clasificación en botánica son: a) Reino. b) División. c) Orden. d) Familia. e) Género. f) Especie. g) Variedad. h) Forma. Las categorías taxonómicas que se encuentran por encima de la Especie se denominan supraespecíficas. Las que se encuentran por debajo se denominan infraespecíficas. Existen categorías taxonómicas intermedias (subespecie, subfamilia, subreino…). Se utilizan los prefijos sub- y súper-. Dos especies son homónimas cuando poseen nombres iguales para entidades diferentes. Un ejemplo es la Linaria alpina (L). 1807 y la Linaria alpina (L). 1830. TEMA 3. Niveles de organización en vegetales. Las especies se agrupan por formas parecidas llamadas niveles de organización morfológica. Esas formas distintas son consecuencia de la evolución. Los primeros organismos fotoautótrofos que aparecieron en la tierra eran muy básicos: células procariotas (cianobacteria). Pasó de un nivel procariota al nivel de organización eucariota con cloroplastos en su interior y se pasó de organismos unicelulares a pluricelulares. Los organismos pluricelulares sufrieron una diferenciación celular que permitió la formación de tejidos y órganos. Hablamos de nivel de organización para F 0 B 7 F 0 B 7diferenciarlos. Hay tres tipos: Protofíticos: seres protofitos. Talofíticos: seres F 0 B 7talófitos. Cormofíticos: seres cormófitos 1. Nivel de organización protofítico. Se llama protófito a los organismos vegetales que son unicelulares o agregados de organismos unicelulares que son totipotentes F 0 B 7(realizan todas las funciones vitales). Según su organización celular pueden ser: F 0 B 7Protófitos procarióticos: cianobacterias. Protófitos eucarióticos: Euglena. F 0 B 7Según se organización estructural pueden ser: Protófitos unicelulares. - Ameboides: sin pared celular ni forma definida. Algas y hongos. - Cocoides: pueden o no tener pared celular y tienen forma definida. Diatomea. - Monadoide: con flagelo. Dinoflagelados. F 0 B 7 Protófitos agregados: las células están unidas y conservan su individualidad. Si alguna célula se extrae, tanto la célula como el agregado siguen vivos. Hay distintos tipos: - Cenobios: agrupación de células totipotentes de un origen común y unidas congénitamente adoptando en conjunto una forma característica para la especie. Ej.: Nostoc (cianobacteria). - Consorcios de agregación: son como los cenobios pero la unión es postgénica en lugar de congénita. Son pocas células. Ej.: Scenedesmus (clorófito). - Plasmodios: son agregados en los que las células totipotentes que se agrupan no tienen pared celular y forman masas de plasma desnudos que además son plirinucleadas. - Pseudoplasmodios: se forman exclusivamente por unión postgénica y es pluricelular. 2. Colonia celular (Volvox). Las colonias celulares son agrupaciones congénitas de células generalmente en elevado número de diferentes generaciones y de un mismo origen. Están especializadas funcionalmente, comparten tabique, hay comunicación entre las células y todas son totipotentes. Las células somáticas en cierto momento se dividen en una célula reproductora que da lugar a más células somáticas. Ej.: Volvox (clorófitos). 3. Nivel de organización talofítico. Los talófitos son organismos vegetales pluricelulares que se caracterizan porque las células comparten tabique (pared celular compartida) y presentan comunicación entre sus células. Las células están especializadas funcionalmente, al menos Dentro del nivel cormofítico hay una división morfológica propuesta por Raunkiaer, que se vasa en la localización de las yemas de renovación. F 0 B 7 Los fanerófitos presentan las yemas a más de un metro de altura. Son plantas F 0 B 7perennes como árboles y arbustos. Los caméfitos presentan las yemas a menos F 0 B 7de un metro de altura. Son plantas perennes y leñosas (tomillo). Los geófitos presentan las yemas enterradas en el suelo. Son plantas bulbosas como la cebolla F 0 B 7 F 0 B 7o la patata. Los hemicriptófitos presentan las yemas en el nivel del suelo. Los terófitos presentan las yemas en el embrión dentro de la semilla ya que son plantas anuales, como la amapola. TEMA 4. MULTIPLICACIÓN Y REPRODUCCIÓN. F 0 B 71. Conceptos básicos. La división celular puede ser de dos tipos: Mitosis: es una F 0 B 7división conservativa que forma clones de las células. Se representa así: M! Meiosis: es un tipo de división reduccional que aumenta la variabilidad genética. Se representa así: R! Un individuo haploide es aquel que solo tiene una única copia de sus cromosomas. Los organismos diploides son aquellos con dos copias de sus cromosomas. En botánica hay organismos con unas n muy elevadas (24…). Algunas especies tienen la particularidad de tener diferentes “n” en su organismo. Las algas no son plantas porque no tienen órganos verdaderos. Éstas pueden medir de 50 o 60 metros hasta 2mm o menos. Las cianobacterias se estudian en Botánica porque a partir de ellas se forman muchas algas y tienen clorofila A (hacen fotosíntesis oxigénica). El crecimiento es el aumento de tamaño (no implica aumento en el número de individuos) Consiste en una serie de mitosis consecutivas. La multiplicación vegetativa es el aumento de individuos en una población. Sólo intervienen células somáticas que dan lugar a clones de ellas mismas. Es un tipo muy frecuente de multiplicación. La reproducción es la formación de nuevos individuos a partir de células F 0 B 7reproductivas o especializadas. Hay dos tipos de reproducción: Reproducción asexual: no implica sexualidad, implica mitosis, por lo que es una reproducción conservativa (sin variabilidad genética) y se lleva a cabo por mediante esporas. Las esporas son células reproductoras o unidad germinal capaz de originar un individuo. Las esporas pueden ser procariotas o eucariotas. En la reproducción asexual siempre son producto de una mitosis, por lo que el organismo será un clon F 0 B 7(mitospora). Reproducción sexual: puede llevase a cabo mediante esporas procedentes de una meiosis en ese ciclo en la que los padres y el individuo serán haploides (meiospora). Las esporas tienen la capacidad de permanecer latentes mucho tiempo. También puede llevarse a cabo mediante gametos. Un gameto es una célula reproductora o unidad germinal que necesita unirse a otra célula compatible para dar lugar a un nievo individuo gracias a la formación de un cigoto (2n). Un gameto tiene mucha más importancia genética porque produce variabilidad, pero es más difícil que se origine un individuo debido a que debe encontrarse con otro gameto. La presencia de estructuras móviles en los gametos se debe a que éstos se encuentran en medio acuoso (hongos, algas, helechos, briófitos…). Las espermatofitas han conseguido aislar el agua de la fecundación, por lo que son organismos más evolucionados. Los gametos de origen mitótico se llaman mitogametos y los de origen meiótico se llaman meiogametos (independientemente del origen, todos son haploides). 2. Multiplicación vegetativa. La multiplicación vegetativa consiste en la aparición de organismos a partir de células somáticas. En ella no participan células reproductoras, sólo se produce por mitosis, está presente en todos los grupos que estudia la botánica y puede darse en organismos unicelulares y pluricelulares. Según si el organismo es uni o pluricelular, hay diferentes tipos de multiplicación F 0 B 7vegetativa. En unicelulares: Bipartición: la célula se divide mitóticamente en dos células iguales, dando lugar a células hijas clónicas (con la misma dotación genética). Produce un gran número de células (incremento exponencial 2n), es rápida (divisiones cada 15-20minutos), se da tanto en procariotas como en eucariotas y es responsable de afloramientos masivos o “blooms”. Un bloom puede darse resultado de la conjugación entre la reproducción y unas condiciones ambientales favorables (con incremento de temperatura y alimentos). Algunos blooms pueden ser tóxicos, como la Microcystis aureginosa, cianobacteria que forma colonias y es de color verde esmeralda y olor característico cuyas cepas tóxicas liberan hepatotoxinas que atacan al hígado. Las toxinas se liberan cuando la cianobacteria muere, por lo que hay que tener cuidado en el control, manejo y eliminación de la cianobacteria. F 0 B 7 Pluripartición: la célula se divide en varias células hijas. Se da en algas y en hongos unicelulares eucariotas. No se da en procariotas. Todas las células resultantes son idénticas. F 0 B 7 Gemación: Se da en unicelulares eucariotas sin flagelos. Es una bipartición asimétrica o desigual. La célula hija es de menor tamaño que la célula madre. Éstas pueden permanecer unidas formando un micelio de gemación (yemas) Se da fundamentalmente en hongos. F 0 B 7En pluricelulares: Fragmentación: es la muerte o rotura de una célula vegetativa que produce la formación de nuevos individuos pluricelulares. La rotura se produce en una célula al azar o en células especializadas (necridios en cianobacterias (células que se fragmentan para formar nuevos individuos, características de cianobacterias flageladas)). Se da en algas pluricelulares, hongos, briófitos y plantas superiores, se usa en jardinería, agricultura y cultivo de setas y posee un mecanismo de dispersión importante (especies invasoras). Una especie invasora es una especie alóctona que produce un perjuicio social, económico, sanitario, etc. En F 0 B 7la zona en la que se introduce. Ej.: Caulerpa cylindracia. Propágulos: un propágulo es un conjunto de células vegetativas con una morfología determinada cuya función es la multiplicación vegetativa del organismo. Los Propágulos se forman en zonas concretas del organismo. Tienen carácter taxonómico y está presente en algas, líquenes y plantas superiores. Cuando se despegan (se caen) del organismo pueden dar lugar a otro nuevo y completo. Ej.: Vinagreta (trébol). La hologamia consiste en que todo el organismo unicelular se convierte en gameto y la merogamia es que sólo una parte del organismo se transforma en gameto (pluricelulares). Los gametangios son cavidades donde se producen los gametos. Pueden ser uni- o pluricelulares y haplo- o diplogametangios. La isogamia es un tipo de fecundación en la cual los dos gametos son iguales en forma y función y siempre son móviles. No se distingue sexo, por lo que hablamos de gametos compatibles. La anisogamia es otro tipo de fecundación en el que los dos gametos son diferentes en forma y función y ambos son móviles. El gameto más grande es el gameto femenino y el más pequeño es el gameto masculino. La oogamia es un tipo de fecundación (anisogamia extrema) en la que los gametos son diferentes en forma y función, el más pequeño y móvil es el gameto masculino y el más grande e inmóvil es el gameto femenino La formación de los gametos varía en unicelulares y en pluricelulares. En unicelulares, la célula puede dividirse y funcionar como gametangio o la propia célula es la que puede funcionar como gameto. En pluricelulares se forman a partir de células somáticas que se dividen o en gametangios. Hay dos tipos de gametangios: F 0 B 7 Gametangios de pared simple. Sólo en talófitos. Los gametos femeninos se producen en gametangios femeninos en isogamia y anisogamia, y en oogonios en la oogamia. Los gametos masculinos se forman en espermatangios o espermatogonios. Oogonio espermatangio o espermatogonio F 0 B 7 Gametangios de pared formada por células estériles. Se da en briófitos y cormófitos. Los femeninos se forman en arquegonios (una única ovocélula) y los masculinos en anteridios, que dan numerosos espermatozoides. Se denominan plantas arqueogoniadas a todas las plantas terrestres que presentan arquegonios. No están presentes en talófitos. 5. Ciclos biológicos. La meiosis puede cambiar dentro de los ciclos biológicos. Hay F 0 B 7 F 0 E 0 F 0 B 7 F 0 E 0tres tipos de meiosis: Pregamética forma gametos (n). Postzigótica se F 0 B 7divide el zigoto 2n para dar dos individuos n. Espórica. Una flora es el conjunto de plantas de un mar, lago o territorio determinado. También se llama flora a la obra que trata de ellas, las enumera, describe e indica dónde se crían, cuándo floreces, si escasean o abundan, etc. Una flora se llama catálogo o lista cuando no se describen las plantas y sólo se enumeran. 1. Métodos de identificación de plantas. Nadie puede reconocer todas las plantas a simple vista. La identificación es el proceso de asociar una entidad desconocida con una entidad conocida. Es necesario determinar las características y límites de lo conocido. La determinación es sinónimo de la identificación, es decir, esta identificación se apoya en una descripción previa tanto de la planta desconocida como de los taxones que son posibles. Es crítico evaluar los caracteres diagnósticos (diagnosis) de cada uno de ellos, que son una lista de todas las características de un taxón que las distinguen de todos los otros taxa. F 0 B 7Hay varios métodos de identificación de plantas: Claves taxonómicas: es un mecanismo de identificación que consiste en elecciones secuenciales entre una lista de posibilidades hasta que las posibilidades se limitan a una. La clave puede dividir o no un grupo grande en subgrupos más pequeños naturales (monofiléticos). Las más usadas son las claves dicotómicas pero también existen las claves múltiples o policlaves. En las floras y monografías, el tipo más común de claves es una clave dicotómica. Consiste en una secuencia de dos frases contestadas, cada frase se conoce como una propuesta o proposición. La identificación se procede por medio de la elección entre las propuestas contrastadas de una pareja. La mayoría de las claves son artificiales o prácticas, es decir, no refleja intencionadamente grupos naturales. Raramente una clave puede ser natural o filogenética. F 0 B 7 Descripciones escritas: consiste en comparar caracteres de la planta desconocida con descripciones escritas del posible taxón conocido. Las descripciones escritas son más bien empleadas para verificar una identidad después de que se presente una o pocas posibilidades. F 0 B 7 Comparación de especímenes, imágenes y determinación por un experto: consiste en comparar la planta en cuestión con una colección viva o preservada, normalmente un espécimen de herbario identificado. Este método está limitado para verificar una identidad, debido a que está reducido a un juego de posibilidades. 2. Revisiones taxonómicas. Consisten en una clasificación más completa de un grupo taxonómico, aclarando dudas y problemas. Como consecuencia de ellos F 0 B 7surgen los sinónimos y los homónimos: Sinónimos: nombres distintos para una misma identidad. Ej.: el tomillo es Thymbra capitata y Thymus capitatus. El nombre F 0 B 7correcto es el del primer autor que lo escribió. Homónimos: entidades diferentes con nombres iguales. Ej.: Linaria alpina L. 1708 y Linaria alpina L. 1830. Otro autor descubre que la segunda es otra especie y se le cambia el nombre a Alpina glacialis. 3. Colecciones de plantas. Las colecciones de plantas son componentes esenciales de la investigación sistemática. Las colecciones generalmente consisten en muestras de plantas que están preservadas (conservadas) mediante3 deshidratación (secadas) o por medio de líquidos La Geobotánica o Fitogeografía es la rama de la botánica que estudia la distribución de los vegetales, las relaciones entre plantas y el medio, las asociaciones entre vegetales y la influencia de los factores ambientales. Está centrada principalmente en espermatófitos. La Geobotánica se basa en otras disciplinas de la Botánica (morfología, fisiología, sistemática, etc.) así como sobre la geografía, climatología, edafología, geología, paleontología, agronomía e historia del hombre. F 0 B 7Las disciplinas de la Geobotánica son tres: Corología o Geobotánica florística: F 0 B 7distribución descriptiva y analítica. Fitoecología o Geobotánica Ecológica: estudio F 0 B 7de las comunidades. Fitosociología o Sociología Vegetal: estudio de las comunidades. La biocenosis es la unidad estructural y ambiental de los ecosistemas, formado por las comunidades de organismos (flora y fauna), el biotopo (espacio o área ocupada por una biocenosis) y el hábitat (ambiente o conjunto de factores ambientales en los que se desarrolla una biocenosis). La comunidad vegetal es el conjunto de poblaciones de especies vegetales que ocupan un área de distribución y biotopo determinados. La estructura de la comunidad depende del número de especies, cuáles y qué biotipos son dominantes. 1. Dinamismo y sucesión. Las comunidades vegetales sufren cambios constantes a lo largo del tiempo, más o menos rápidos e intensos, en su composición y estructura. El dinamismo de la vegetación son los cambios de sustitución de unas comunidades por otras, sus causas y sus efectos. La sucesión es el proceso que comprende desde la ocupación de un terreno desnudo, que pasando por sucesivas sustituciones de unas comunidades por otras, llega a unas etapas finales más complejas. La serie de vegetación es el conjunto de comunidades ligadas en el proceso de sucesión. Las sucesiones pueden ser de dos F 0 B 7tipos: Sucesión progresiva: desde las comunidades pioneras hacia las intermedias F 0 B 7y finales. Proceso natural. Sucesión regresiva: transición hacia los estados iniciales, aunque no necesariamente pasando por las mismas etapas. Reflejan algún tipo de perturbación. La vegetación clímax o potencial es la comunidad vegetal estable que existiría en un área como consecuencia de la sucesión progresiva. Se le suele atribuir el carácter de estabilidad y equilibrio, pero recientemente se ha comprobado que las condiciones cambian rápido. El concepto de vegetación clímax se basa fundamentalmente en factores climáticos, sin tener en cuenta variaciones de la normalidad, debido a condiciones particulares del suelo, que suponen la existencia de comunidades vegetales características y diferentes de la climácica (comunidades permanentes). 2. Métodos para catalogar y describir la vegetación. El método florístico se basa en la composición florística (fitosociología). En la sistemática fitosociológica existen diferentes categorías de comunidades vegetales que se ordenan de manera jerárquica, siendo la unidad