Plantas

• La presencia de una membrana celular densa, impermeable a las partículas sólidas (generalmente compuesta de celulosa ).
• Las plantas son productoras . Producen sustancias orgánicas a partir de dióxido de carbono utilizando la energía del sol en el proceso de fotosíntesis , mientras liberan oxígeno ( los hongos y las bacterias , que antes se clasificaban como plantas, se separan en grupos independientes según las clasificaciones modernas).
• Las cianobacterias , o algas verdeazuladas, para las que también es característica la fotosíntesis, según las clasificaciones modernas, no pertenecen a las plantas (incluidas en el dominio Bacterias en el rango de departamento).
• Otros signos de las plantas - inmovilidad, crecimiento constante, alternancia de generaciones y otros - no son únicos, pero en general permiten distinguir las plantas de otros grupos de organismos [3] .

Apariencia y evolución

Era arcaica (hace 3800-2500 millones de años)

A juzgar por los hallazgos paleontológicos, la división de los seres vivos en reinos ocurrió hace más de 3 mil millones de años. Los primeros organismos autótrofos fueron bacterias fotosintéticas (ahora son bacterias moradas y verdes , cianobacterias ). En particular, las esteras de cianobacterias ya existían en el Mesoarcaico (hace 2800-3200 Ma) .

Era Proterozoica (hace 2500-570 millones de años)

No existe una teoría unificada sobre el origen de los organismos fotoautótrofos eucariotas (plantas) que responda a todas las preguntas. Una de ellas ( la teoría de la simbiogénesis ) sugiere la aparición de fotótrofos eucariotas como la transición de una célula ameboidea heterótrofa eucariota a un tipo de nutrición fototrófica a través de la simbiosis con una bacteria fotosintética, que posteriormente se convirtió en un cloroplasto. Según esta teoría, las mitocondrias surgen de las bacterias aeróbicas de la misma manera. Así aparecieron las algas, las primeras plantas verdaderas. En la era Proterozoica, las algas verdeazuladas unicelulares y coloniales se desarrollaron ampliamente y aparecieron las algas rojas y verdes.

Era paleozoica (hace 570-230 millones de años)

Al final del Silúrico (hace 405-440 millones de años), se produjeron procesos intensivos de formación de montañas en la Tierra , lo que condujo al surgimiento de las montañas escandinavas, las montañas Tien Shan, las montañas Sayan, así como a la reducción y desaparición. de muchos mares. Como resultado, algunas algas (similares a las carófitas modernas ) llegan a tierra y habitan las zonas litoral y supralitoral , lo que fue posible gracias a la actividad de bacterias y cianobacterias, que formaron un sustrato de suelo primitivo en la superficie terrestre. Así surgen las primeras plantas superiores  , las rinofitas . La peculiaridad de los rinofitos radica en la apariencia de los tejidos y su diferenciación en tegumentarios, mecánicos, conductores y fotosintéticos. Esto fue provocado por una marcada diferencia entre el ambiente del aire y el agua. En particular:

• aumento de la radiación solar, para la protección contra la cual las primeras plantas terrestres tuvieron que ser aisladas y depositadas en la superficie de las cutinas , que fue la primera etapa en la formación de los tejidos tegumentarios ( epidermis );
• el depósito de cutina imposibilita que toda el área absorba humedad (como en las algas), lo que conduce a un cambio en la función de los rizoides , que ahora no solo adhieren el organismo al sustrato, sino que también absorben agua de él;
• la división en partes subterráneas y aéreas provocó la necesidad de la entrega de minerales, agua y productos de la fotosíntesis en todo el cuerpo, realizada por los tejidos conductores que aparecieron: xilema y floema ;
• la falta de flotabilidad del agua y, en consecuencia, la incapacidad de nadar, durante la competencia de las especies por la luz solar, condujo a la aparición de tejidos mecánicos para "elevar" por encima de sus vecinos, otro factor fue la mejora de la iluminación, que activó el proceso de la fotosíntesis y condujo a un exceso de carbono, lo que permitió la formación de tejidos mecánicos;
• durante todas las aromorfosis anteriores, las células fotosintéticas se aíslan en un tejido separado.

La planta terrestre más antigua conocida es la kuksonia . Cooksonia fue descubierta en 1937 en las areniscas silúricas de Escocia (alrededor de 415 Ma de antigüedad). La evolución posterior de las plantas superiores se dividió en dos líneas: gametofitas ( briofitas ) y esporofitas ( plantas vasculares ). Las primeras gimnospermas aparecen a principios del Mesozoico (hace unos 220 millones de años). Las primeras angiospermas (floración) aparecen en el Jurásico .

Clasificación

La evolución de los sistemas de clasificación

Diversidad

A principios de 2010, según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza ( UICN ), se describieron unas 320 mil especies de plantas, de las cuales unas 280 mil especies de plantas con flores , 1 mil especies de gimnospermas , unas 16 mil briófitas , cerca de 12 mil especies de plantas de esporas superiores ( Plycopsids y Helechos ) [4] . Sin embargo, este número está aumentando a medida que se descubren constantemente nuevas especies. Entonces, a partir de mayo de 2022, el proyecto World Flora Online contiene datos sobre más de 350 000 especies de plantas [5] .

La estructura de las plantas

Algunas plantas tienen una estructura muy compleja, pero algunas son organismos unicelulares. Por ejemplo: chlorella , chlamydomonas , etc.

Las células vegetales se caracterizan por un gran tamaño relativo (a veces hasta varios centímetros), la presencia de una pared celular rígida hecha de celulosa , la presencia de cloroplastos y una gran vacuola central , que permite regular la turgencia . Durante la fisión , el tabique se forma por la fusión de numerosas vesículas ( fragmoplasto ). Los espermatozoides de las plantas son biflagelados (en los briófitos y licopodos ) o multiflagelados (en el resto de los helechos , cícadas y ginkgos ), y la ultraestructura del aparato flagelar es muy similar a la de las células flagelares de las charáceas .

Las células vegetales se combinan para formar tejidos . Los tejidos vegetales se caracterizan por la ausencia de sustancia intercelular , un gran número de células muertas (algunos tejidos, como el esclerénquima y el corcho , se componen principalmente de células muertas), y también por el hecho de que, a diferencia de los animales , el tejido vegetal puede estar formado por diferentes tipos de células (por ejemplo, el xilema consiste en elementos conductores de agua, fibras de madera y parénquima de madera ).

La mayoría de las plantas se caracterizan por una importante disección del cuerpo. Hay varios tipos de organización del cuerpo vegetal: talo , en el que no se distinguen órganos individuales y el cuerpo es una placa verde (algunas briófitas, excrecencias de helechos ), frondoso, en el que el cuerpo es un brote con hojas ( sin raíces ; la mayoría de las briófitas ), y rizomatosa, cuando el cuerpo se divide en raíces y sistema de brotes . El brote de la mayoría de las plantas consta de una parte axial ( tallo ) y órganos fotosintéticos laterales (hojas), que pueden surgir como excrecencias de los tejidos externos del tallo (en briófitas) o como resultado de la fusión de ramas laterales acortadas ( en helechos). El germen del brote se considera un órgano especial: el riñón [3] .

Las células vegetales contienen mecanorreceptores, los sistemas de raíces de las plantas superiores intercambian sustancias orgánicas e inorgánicas con los hongos del suelo [14] .

Ciclo de vida de las plantas

Reproducción

Las plantas se caracterizan por dos tipos de reproducción : sexual y asexual . Para las plantas vasculares superiores, la única forma del proceso sexual es la oogamia . De las formas de reproducción asexual, la reproducción vegetativa está muy extendida .

Además de vegetativo, las plantas tienen órganos generativos especializados , cuya estructura está asociada con el curso del ciclo de vida . El ciclo de vida de las plantas alterna entre una generación sexual haploide ( gametofito ) y una generación asexual diploide ( esporofito ). Los órganos sexuales se forman en el gametofito: anteridios masculinos y arquegonios femeninos (ausentes en algunos opresores y angiospermas ). Los espermatozoides (no están presentes en las coníferas , opresivas y angiospermas) o espermatozoides fertilizan un óvulo ubicado en el arquegonio o en el saco embrionario , como resultado se forma un cigoto diploide . El cigoto forma un embrión , que gradualmente se convierte en un esporofito . Los esporangios se desarrollan en el esporofito (a menudo en hojas especializadas que contienen esporas o esporofilas). En los esporangios se produce la meiosis y se forman esporas haploides. En las plantas heterosporosas, estas esporas son de dos tipos: masculinas (a partir de las cuales se desarrollan gametofitos solo con anteridios) y femeninas (a partir de las cuales se desarrollan gametofitos con solo archegonia); Las esporas ecuosporosas son las mismas. Un gametofito se desarrolla a partir de una espora y todo comienza de nuevo. Los briófitos y los helechos tienen un ciclo de vida de este tipo , y en el primer grupo, el gametofito domina en el ciclo de vida, y en el segundo, el esporofito. En las plantas con semilla, el panorama se complica debido al hecho de que el gametofito femenino (saco embrionario) se desarrolla a partir de la megaspora directamente sobre el esporofito materno, y el gametofito masculino ( grano de polen ), que se desarrolla a partir de la microspora, debe ser entregado allí durante polinización _ Las esporofilas en las plantas con semillas a menudo son complejas y se combinan en los llamados estróbilos , y en las angiospermas, en flores , que a su vez pueden combinarse en inflorescencias . Además, en las plantas con semillas surge una estructura especializada que consta de varios genotipos : la semilla , que puede atribuirse condicionalmente a los órganos generativos. En las angiospermas, la flor después de la polinización madura y forma un fruto [3] .

Significado

La existencia del mundo animal, incluido el hombre, sería imposible sin las plantas, lo que determina su especial papel en la vida de nuestro planeta. De todos los organismos, sólo las plantas y las bacterias fotosintéticas son capaces de acumular la energía del Sol, creando a través de ella sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas ; las plantas extraen CO 2 de la atmósfera y emiten O 2 . Fue la actividad de las plantas la que creó una atmósfera que contenía O 2 , y por su existencia se mantiene en un estado adecuado para respirar. Las plantas son el eslabón principal y determinante en la compleja cadena alimentaria de todos los organismos heterótrofos, incluidos los humanos. Las plantas terrestres forman estepas , prados , bosques y otras agrupaciones vegetales, creando la diversidad paisajística de la Tierra y un sinfín de variedades de nichos ecológicos para la vida de los organismos de todos los reinos. Finalmente, con la participación directa de las plantas, surgió el suelo y se está formando .

Industria alimentaria

Domesticación de plantas

Más de 200 especies de plantas pertenecientes a más de 100 géneros botánicos han sido domesticadas por el hombre. Su amplio espectro taxonómico refleja la variedad de lugares donde han sido domesticados. Las principales plantas alimenticias utilizadas actualmente en cultivo fueron domesticadas en los países del suroeste de Asia. Actualmente, estos son los territorios de Irak , Irán , Jordania , Israel y Palestina . Probablemente, los antiguos agricultores eran conscientes de las ventajas de la propagación vegetativa (clonación) y la consanguinidad ( inbreeding ). Ejemplos de plantas reproducidas por clonación: patatas , árboles frutales. Casi toda la ingesta nutricional de las personas en estos países provino de cereales ricos en carbohidratos y bastante ricos en proteínas ( trigo , cebada ). Sin embargo, las proteínas de los cereales no están totalmente equilibradas en su composición de aminoácidos (bajo contenido de lisina y metionina ). Estos cereales fueron complementados por los antiguos agricultores con plantas leguminosas: guisantes , lentejas , arvejas . El único cereal cultivado, el centeno , surgió mucho más tarde que el trigo y otras plantas cultivadas. El lino autopolinizador tiene semillas ricas en grasas, que complementaban la tríada alimenticia de los primeros agricultores (grasas, proteínas, carbohidratos). Los primeros agricultores compilaron un conjunto de plantas domesticadas que todavía satisfacen las necesidades nutricionales humanas básicas en la actualidad. Posteriormente, hubo una expansión gradual de las plantas cultivadas desde la fuente de su origen hacia nuevas áreas. Como resultado, las mismas plantas se convirtieron en alimento para la población de todo el mundo. Algunas plantas cultivadas han sido domesticadas en los países del sudeste asiático . Esto incluye autopolinizadores como algodón , arroz , sorgo .

Cultivos de plantas modernas

De la enorme variedad del reino vegetal, las plantas con semillas y principalmente las plantas con flores (angiospermas) son de particular importancia en la vida cotidiana. Casi todas las plantas introducidas por el hombre en la cultura les pertenecen. El primer lugar en la vida humana pertenece a las plantas de cereales ( trigo , arroz , maíz , mijo , sorgo , cebada , centeno , avena ) y varios cultivos de cereales . Un lugar importante en la dieta humana lo ocupan las patatas en los países de clima templado , y en las regiones más australes - boniato , ñame , oka , malanga , etc. Legumbres ricas en proteínas vegetales ( judías , guisantes , garbanzos , lentejas , etc. .), azucareros ( remolacha azucarera y caña de azúcar ), numerosas semillas oleaginosas ( girasol , cacahuete , olivo , etc.), frutas , bayas , hortalizas y otras plantas cultivadas .

Es difícil imaginar la sociedad moderna sin plantas tónicas ( té , café , cacao , así como sin uvas  ), la base de la elaboración del vino, o sin tabaco .

La cría de animales se basa en el uso de plantas forrajeras silvestres y cultivadas .

Industria ligera

El algodón , el lino , el cáñamo , el ramio , el yute , el kenaf , el sisal y muchas otras plantas fibrosas proporcionan al hombre prendas de vestir y tejidos técnicos .

Industria de la madera

Anualmente se consume una gran cantidad de madera, como material de construcción, fuente de celulosa, etc.

Energía

Una de las principales fuentes de energía es muy importante para una persona: el carbón y la turba , que se puede decir que representan la energía del Sol acumulada en los restos de plantas del pasado.

Medicina y química

Hasta ahora, el caucho natural extraído de las plantas no ha perdido su importancia económica . Valiosas resinas , gomas , aceites esenciales , tintes y otros productos resultantes del procesamiento de las plantas ocupan un lugar destacado en la actividad económica humana. Un gran número de plantas sirven como principales proveedores de vitaminas , mientras que otras ( digitalis , rauwolfia , aloe , belladona , pilocarpus , valeriana y cientos de otras) son la fuente de medicamentos , sustancias y preparados esenciales.

Ecología

Las plantas verdes enriquecen la atmósfera con oxígeno y son la principal fuente de energía y materia orgánica para casi todos los ecosistemas. La fotosíntesis cambió radicalmente la composición de la atmósfera de la Tierra primitiva, que actualmente contiene alrededor del 21% de oxígeno. Los animales y muchos otros organismos aeróbicos requieren oxígeno, las formas anaeróbicas son relativamente raras. En muchos ecosistemas, las plantas son la columna vertebral de las cadenas alimentarias .

Las plantas terrestres son componentes clave del agua y otros ciclos bioquímicos. Algunas plantas coevolucionaron con bacterias fijadoras de nitrógeno y están incluidas en el ciclo del nitrógeno . Las raíces de las plantas juegan un papel esencial en el desarrollo del suelo y la prevención de la erosión .

Distribución

Relaciones ecológicas

Muchos animales han coevolucionado con las plantas. Muchos insectos polinizan las flores a cambio de alimento en forma de polen o néctar. Los tetrápodos comen los frutos y esparcen las semillas en sus heces. La mayoría de las especies de plantas han desarrollado simbiosis con varias especies de hongos ( micorrizas ). Los hongos ayudan a la planta a extraer agua y minerales del suelo, y la planta suministra a los hongos los hidrocarburos producidos a través de la fotosíntesis. También hay hongos simbióticos llamados endófitos que viven dentro de las plantas y ayudan al huésped a crecer.

Parasitismo

Las plantas parásitas existen entre las plantas inferiores y superiores. Tales plantas traen un gran daño a la agricultura.

Plantas carnívoras

Hay más de 500 especies de plantas carnívoras. Las plantas carnívoras suelen crecer en suelos pobres en nutrientes y sales minerales. La "depredación" de las plantas se debe a la falta de nitrógeno en el suelo, razón por la cual las plantas depredadoras se han adaptado para obtener nitrógeno de los insectos y otros animales, a los que atrapan utilizando una variedad de ingeniosas trampas.

La planta carnívora más famosa de los bosques de Rusia es la drosera de hoja redonda ( Drosera rotundifolia ). Esta planta secreta un líquido pegajoso parecido al rocío alrededor de los bordes de las hojas, un jugo digestivo ácido. El insecto se posa sobre una gota de "rocío", se pega y se convierte en víctima de la drosera.

Otras plantas depredadoras conocidas son venus atrapamoscas , darlingtonia , butterwort , dewdrop .

Véase también

• Flora
• plantas indicadoras
• derechos de las plantas
• Lista de plantas carnívoras

Notas

1. ↑ Departamento de Biología de la Universidad de Hamburgo " Primeras descripciones científicas Archivado el 9 de mayo de 2014. ". (Consulta: 22 de noviembre de 2007)
2. ↑ Microbiología - Helio " Por qué las algas, los hongos y los microbios no se consideran vida vegetal  (enlace no disponible) "  (Consultado el 23 de noviembre de 2007)
3. ↑ 1 2 3 Shipunov A. B. Plantas // Biología: Enciclopedia escolar / Belyakova G. et al. - M. : BRE, 2004. - 990 p. — ISBN 5-85270-213-7 .
4. ↑ 1 2 Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza y los Recursos Naturales, 2010.1. Lista Roja de Especies Amenazadas de la UICN: Estadísticas resumidas Archivado desde el original el 21 de julio de 2011.  (Inglés)  (Fecha de acceso: 20 de mayo de 2010)
5. ↑ Inicio . Consultado el 11 de mayo de 2022. Archivado desde el original el 25 de septiembre de 2015. (indefinido)
6. ↑ Van den Hoek, C., DG Mann y HM Jahns, 1995. Algas: una introducción a la sicología . páginas 343, 350, 392, 413, 425, 439 y 448 (Cambridge: Cambridge University Press). ISBN 0-521-30419-9
7. ↑ Van den Hoek, C., DG Mann y HM Jahns, 1995. Algas: una introducción a la sicología . páginas 457, 463 y 476. (Cambridge: Cambridge University Press). ISBN 0-521-30419-9
8. ↑ Crandall-Stotler, Bárbara. & Stotler, Raymond E., 2000. Morfología y clasificación de Marchantiophyta. página 21 en A. Jonathan Shaw & Bernard Goffinet (Eds.), Bryophyte Biology . (Cambridge: Prensa de la Universidad de Cambridge). ISBN 0-521-66097-1
9. ↑ Schuster, Rudolf M., The Hepaticae and Anthocerotae of North America , volumen VI, páginas 712-713. (Chicago: Museo Field de Historia Natural, 1992). ISBN 0-914868-21-7 .
10. ↑ Buck, William R. & Bernard Goffinet, 2000. "Morfología y clasificación de musgos", página 71 en A. Jonathan Shaw & Bernard Goffinet (Eds.), Bryophyte Biology . (Cambridge: Prensa de la Universidad de Cambridge). ISBN 0-521-66097-1
11. ↑ 1 2 3 4 Raven, Peter H., Ray F. Evert y Susan E. Eichhorn, 2005. Biología de las plantas , séptima edición. (Nueva York: W. H. Freeman and Company). ISBN 0-7167-1007-2 .
12. ↑ Gifford, Ernest M. & Adriance S. Foster, 1988. Morphology and Evolution of Vascular Plants , 3.ª edición, página 358. (Nueva York: W. H. Freeman and Company). ISBN 0-7167-1946-0 .
13. ↑ Taylor, Thomas N. & Edith L. Taylor, 1993. The Biology and Evolution of Fossil Plants , página 636. (Nueva Jersey: Prentice-Hall). ISBN 0-13-651589-4 .
14. ↑ Roman Fishman La vida secreta de las plantas // Popular Mechanics . - 2017. - No. 4. - P. 32 - 35. - URL: http://www.popmech.ru/magazine/2017/174-issue/ Copia de archivo fechada el 3 de abril de 2017 en Wayback Machine

Literatura

• Plantas / M. E. Kirpichnikov  // Muestra - Remensy. - M.  : Enciclopedia Soviética, 1975. - ( Gran Enciclopedia Soviética  : [en 30 volúmenes]  / editor en jefe A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, vol. 21).

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