BOTANICA. TEMA 1. SISTEMATICA. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS VEGET, Apuntes de Botánica y Agronomía

¡Descarga BOTANICA. TEMA 1. SISTEMATICA. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS VEGET y más Apuntes en PDF de Botánica y Agronomía solo en Docsity! BOTANICA. TEMA 1. SISTEMATICA. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS VEGETALES La sistemática se ocupa del estudio científico de la diversidad. Persigue la compresión, delimitación, reconocimiento y comparación de los planes estructurales, así como de la jerarquía y parentesco de las estirpes naturales, con la finalidad de establecer las relaciones biológicas de los organismos vegetales y clasificarlos en esquemas coherentes y comprensibles. Es una síntesis de todos los datos obtenidos de los vegetales. Se basa en la biología histórica de los vegetales y en la genética molecular que ayudan a distribuir y unir grupos. Comprende dos aspectos: • Taxonomía. Específicos de vegetales. • Sistemas de clasificación. Recorrido histórico sobre las propuestas de clasificación que ha habido. DEFINICION DE VEGETAL Un vegetal es cualquier organismo fotoautotrófico, es decir, capaz de realizar la fotosíntesis. Son capaces de usar dióxido de carbono como producto de desecho. La fotoautotrofía ha provocado que los vegetales desarrollen el sedentarismo como modo de vida (cuerpo arraigado al sustrato). El sedentarismo, a su vez, ha condicionado ciertas características de los vegetales desde dos puntos de vista: • Desde el punto de vista organizativo. ▲ Polaridad. El cuerpo vegetal tiene dos polos que desempeñan funciones distintas y que se organizan de formas distintas. El polo basal (absorción) y el polo apical (desarrollo, crecimiento, reproducción, etc). ▲ Forma abierta. Se observa en el crecimiento de una planta, de manera que las estructuras más jóvenes quedan hacia fuera. Los órganos reproductores están en las partes periféricas, en el exterior. Esto tiene un sentido, ya que así pueden recibir la luz sin ningún obstáculo y pueden llevar a cabo la reproducción cuando alcanzan la madurez. ▲ Polimería. Los organismos vegetales tienden a desarrollar estructuras equivalentes en un mismo punto, lo que tiene como función aprovechar la luz incidente para captarla desde todos los ángulos. Además, este tipo de desarrollo permite repartir las fuerzas que existen en el organismo desde distintos puntos y mantener una postura erguida. ▲ Elementos mecánicos. Se hayan dispersos por todo el organismo, siendo la pared celular el primero de ellos. • Desde el punto de vista funcional. ▲ Crecimiento indefinido. El organismo conserva la capacidad de proliferar y originar nuevos tejidos. Dependiendo de las condiciones en las que se encuentre la planta, ésta puede crecer más o menos. ▲ Multiplicación vegetativa. Consiste en utilizar una parte no diferenciada en la reproducción (una parte somática) con fines multiplicadores (por fragmentación, diferenciación de células, etc.) ▲ Nutrición holofítica. El organismo incorpora mediante la absorción el agua necesaria para llevar a cabo la fotosíntesis. ▲ Aparato excretor reducido. 1 ▲ Excitabilidad difusa. No presentan un sistema nervioso que centralice la percepción y dé respuestas a estímulos. Perciben estímulos mediante una captación sensorial pero las respuestas son fundamentalmente de carácter químico (sustancias hormonales). Todas estas cualidades han ido apareciendo poco a poco como consecuencia de un proceso de perfeccionamiento de la vida vegetal. La fotoautotrofía no existía desde el inicio de la vida vegetal, ya que ésta la alternaban con otros métodos como el heterotrofismo. Originalmente, las formas unicelulares eran móviles y poco a poco fueron perdiendo dicha movilidad debido a que el grado de complejidad aumentó con los organismos pluricelulares. Las células vegetales tienen 3 elementos propios que les permiten llevar a cabo la fotosíntesis: • Cloroplastos. Con pigmentos que permiten la fotosíntesis. • Sistema vacuolar desarrollado. Almacenan aguas y otras sustancias. • Pared celular. Envuelve al conjunto de la célula. Los hongos son organismos con un cuerpo sedentario y cuyo cuerpo es el moho. No se consideran vegetales ya que no presentan una nutrición holofítica. Son heterótrofos, e incorporan el agua y los nutrientes por absorción. 1. TAXONOMIA Es una parte de la sistemática. Comprende un amplio campo que se ocupa de la selección y manejo de los caracteres que tienen valor taxonómico. La definición o manejo de los rangos o categorías taxonómicas. La aplicación y manejo de los nombres de los vegetales. Las técnicas de ordenación. CATEGORIAS TAXONOMICAS La categoría taxonómica es un ente abstracto que comprende un conjunto de elementos (taxones) naturales de igual entidad evolutiva y cuyo manejo permite clasificar los organismos en un sistema jerárquico. Las especies se definen por unas características reconocibles y constantes que se perpetúan de unos individuos a otros a través de la reproducción (herencia de caracteres). Los caracteres son caracteres específicos. Se manejan dos aspectos unidos: • Caracteres morfológicos constantes (heredables). • Aislamiento reproductivo. Se hibridan entre sí y no con otras especies. Entonces, una especie es un conjunto de individuos de características morfológicas heredables constantes y diferentes de los demás, y que presenta un aislamiento reproductivo. Hay veces que ese aislamiento reproductivo se rompe y da lugar a nuevas especies. La especie es la base de todo el edificio taxonómico. Hablamos de especie para referirnos a la unidad básica de clasificación y a la categoría básica de la que salen las siguientes categorías. (Especie, género, familia, orden, clase, división o filo y reino). La especie puede tener una subespecie y en algunas incluso se puede reconocer la variedad. NOMENCLATURA Hasta principios del siglo XX, las especies se denominaban mediante unas frases diagnósticas. Frases cortas que indicaban una característica diferencial de la especie. Además era en latín. A principios del s. XX se tomó la decisión de cambiar y adoptar la nomenclatura binomial de Linneo. Todas las especies se denominaran mediante un binomio, un término que indica el género y otro que indicara la especie. Por ejemplo: Pinus sylvestris. También había que fijar el orden de la aplicación de los nombres. Estas normas se reunieron en un código, el Código internacional de nomenclatura botánica. El contenido se refiere a la aplicación de los nombres a los vegetales tanto a las especies y resto de categorías y al uso y manejo de los nombres. 2 Están basados también en el fijismo de las especies pero buscan el plan del creador buscando la afinidad natural. Debían buscar semejanzas en el mayor número de caracteres posibles. Cuantos más caracteres parecidos tengan las estirpes, más afines son y más importantes en el plan del creador. • ADANSON Adanson escribe un trabajo llamado Familles des Plantes en el que elabora un sistema de clasificación muy complejo. Divide al individuo en 33 caracteres y realiza un sistema de clasificación linneano para cada uno de esos caracteres. Superpone los 33 sistemas. Las llama familias. Describe muchas familias que a día de hoy, algunas son válidas. El único problema es que era un sistema muy complejo. Fue el precursor de la taxonomía numérica, que rescataron las ideas de este hombre y poder hacer estudios basados en sus ideas. Surgen un grupo de naturalistas botánicos en Suecia y Francia mucho más prácticos. Mantienen la filosofía de Adanson de contar con todos los caracteres posibles pero jerarquizando. Aparece el principio de subordinación de los caracteres, que consiste en una diferenciación importante. Aquellos que nos van a servir para diferenciar las categorías de alto rango y las de bajo rango. • BENTHAM GEORGE Y JOSEPH D. HOOKER En Inglaterra está el sistema natural basado en Bentham George y Joseph D. Hooker. Donde describe Genera Plantarum, que es una descripción de todos los géneros de plantas con semilla. No es evolucionista pero mejora considerablemente los sistemas naturales vigentes. • LAMARCK A Lamarck se le atribuyen las primeras ideas preevolucionistas. Plantea una evolución de los organismos en relación al medio ambiente. Fue muy criticado pero después de caer en el olvido, se está viendo que no iba tan descaminado. Fue el introductor de las claves dicotómicas. • DARWIN Darwin estaba en contacto ya con conceptos naturalistas por su abuelo Erasmus Darwin. Hizo un viaje en el Beagle (1831-1836). En 1859 publica un pequeño trabajo sobre el origen de las especies donde establece que: “Como de cada especie nacen mucho más individuos de los que pueden sobrevivir, y como, en consecuencia, hay una lucha por la vida, que se repite frecuentemente, se sigue que todo ser, si varía, por débilmente que sea, de algún modo provechoso para él bajo las complejas y a veces variables condiciones de la vida, tendrá mayor probabilidad de sobrevivir y, de ser así, será naturalmente seleccionado. Según el poderoso principio de la herencia, toda variedad seleccionada tenderá a propagar su nueva modificada forma”. Darwin elabora unos postulados en su libro: • Teoría de la descendencia con modificación: ▲ Todos los seres vivos han evolucionado desde uno a pocos tipos simples de organismos. ▲ Las especies evolucionan desde otras preexistentes. ▲ Aparición gradual. ▲ Los taxones de rango superior evolucionan por los mismos mecanismos responsables de la evolución de las especies. ▲ Cuanto mayor sea la similitud entre especies, mayor será la relación entre ellos y menor su divergencia en el tiempo. ▲ La extinción es el resultado de la competencia inter-específica. ▲ El registro fósil es incompleto: la ausencia de formas transicionales es fruto de estas lagunas • Teoría de la selección natural: ▲ El número de individuos en las poblaciones tiende a incrementase de forma geométrica. 5 ▲ Dicho número sin embargo suele permanecer estable porque el ambiente tiene recursos limitados y, por tanto, solo una fracción de la descendencia sobrevivirá y se reproducirá con éxito. ▲ Aquellos que sobreviven y se reproducen difieren de aquellos que mueren porque los individuos en una población no son idénticos debido a una variación heredada. ▲ La probabilidad de sobrevivir y reproducirse determina qué variaciones serán las que perpetuarán la especie. ▲ La selección natural resulta de la acumulación de caracteres heredables ventajosos eliminando aquellos que son desfavorables. • MENDEL Hace una serie de experimentos sobre la herencia de los caracteres en los vegetales (especialmente en guisantes), y da a conocer la base de la herencia genética. Con el tiempo serviría de ayuda para sostener la teoría de Darwin. Sus trabajos tardaron 40 años en ser conocidos, a pesar de que se preocupó de distribuirlo hasta que Hugo de Vries lo descubre y entonces se dan a conocer las teorías mendelianas y nació también la genética. • PRINCIPIOS DEL SIGLO XX Se desarrolla la teoría de la selección natural de Darwin, se han producido los primeros avances de la paleontología que conectan los seres vivos del pasado con los actuales y empiezan los trabajos sobre Genética. Todo esto conforma una nueva manera de interpretar la naturaleza. En lugar de trabajar bajo el concepto de fijismo de las especies, se trabaja con el concepto de que las especies evolucionan, y entonces, la sistemática se ocupa de buscar las relaciones de parentesco. 3. SISTEMATICA POST-DARWINIANA SISTEMAS FILOGENETICOS Dependiendo de la metodología de trabajo se dividen en sistemas fileticos, fenéticos y cladísticos. • SISTEMAS FILETICOS Basándose en el conocimiento de los grupos, el investigador establece la metodología de trabajo, interpreta que es primitivo y que derivado y en base a esas interpretaciones elabora el sistema. Permitió fundamentalmente entender la semejanza. La aportación de la teoría de la evolución fue que permitió entender el origen de la semejanza, pero, en la práctica, no modificó sustancialmente el proceso de clasificación. Los primeros sistemas de clasificación los encontramos en la escuela alemana: • Eichler, August W. Establece una separación de plantas sin semillas (Cryptogamae) y plantas con semillas (Phanerogamae), y éstas en Gimnospermas y Angiospermas: Monocotiledóneas y Dicotiledóneas. • Engler, Adolf. Realiza un sistema filogenético inspirado en el de Eichler y completamente basado en teorías evolucionistas. • Bessey, Charles. Hace un sistema filogenético (primero en USA) basado en los principios de la evolución orgánica. • Se establecieron también los principios generales sobre la evolución vegetal, muchos de los cuales seguirían vigentes durante muchas décadas (se relacionan con el sentido de los cambios evolutivos: primitivo/derivado) • Establecen que las plantas con flores tienen un origen común. 6 • Hay dos líneas evolutivas en plantas con flores: una con ovario supero y otra con ovario ínfero o semi-ínfero. En la segunda mitad del siglo XX se basan en la teoría sintética. Es la unión de los postulados darwinianos y la genética. Proporciona una base de trabajo muy interesante. Se tienen en cuenta caracteres anatómicos, la genética etc. Hay tres autores Cronquist, A., Takhtajan, A., Zimmermann, W., R. F. Thorne, etc. proponen un esquema de clasificación de los embriófitos. • SISTEMAS FENETICOS Hacia los años 60 surge esta corriente a manos de matemáticos que cuestionaban la subjetividad de los sistemas filéticos. Hay que buscar algo completamente libre de subjetividad, de tal manera que los resultados puedan ser hechos por un ordenador. Son la base de la taxonomía numérica. El padre fue M. Adanson. Consiste en que ellos dividen al individuo en una serie de caracteres llamadas unidades taxonómicas operativas. Asumen que la distancia que separa a dos UTOs, la mitad se debe a los cambios efectuados en la unidad A y la otra mitad se debe a los cambios superados en la unidad B. El resultado se mete en una matriz y el ordenador lo resuelve. La semejanza promedio es un concepto no aplicable a los procesos evolutivos. La media métrica no se puede considerar como concepto evolutivo. La estadística ayuda a describir pautas repetitivas. La filogenia y la evolución tratan de sucesos únicos (cambios) y no pueden ser descritas estadísticamente; precisamente la estadística es la descriptora de las pautas repetitivas. • SISTEMAS CLADISTICOS Se la debemos a un alemán Hennig que publica un trabajo en 1950, pero hasta 1966 no es reconocido. Se fundamenta en la necesidad de procurar mayor objetividad a la construcción de sistemas de clasificación, pero evitando la simplificación de los fenéticos. Esto se hace no dando importancia a la cantidad de la semejanza pero si a la calidad de la semejanza. Se establece una hipótesis genética basada en los caracteres filogenéticos de parentesco. Son los caracteres derivados compartidos (apomorfos). Esto nos dará el grado de parentesco Los caracteres ancestrales (compartidos pero no derivados, también llamados plesiomorfos) serán caracteres que nos ayudarán a reforzar la hipótesis pero no permiten delimitar entidades taxonómicas porque corresponden a modificaciones producidas con anterioridad al grupo. Uno de los fundamentos fue la necesidad de procurar mayor objetividad a la construcción de sistemas de clasificación, pero evitando la simplificación de los fenéticos. A partir de allí hay un nuevo modo de trabajar y nuevos conceptos: • Clado. • Cladograma. • Grupo monofilético. • Grupo parafilético. • Grupo polifilético. Hoy en día se intenta hacer una clasificación con los sistemas de Hennig. 7 En definitiva, la sistemática es una ciencia en constante cambio. La tendencia