¡Están por todos lados! ¿Qué las hizo tan exitosas?

Las vemos por todos lados, están siempre cerca, y se propagan como las enfermedades. La amenaza fotosintética está cerca… ¡Plantas!

A donde quiera que miremos están ahí, algunas veces son tan pequeñas que pasan inadvertidas pero otras se presentan como grandes árboles. Sea cual sea su presentación, todas son maravillosas.

Ok, ok, son hermosas, pero ¿qué fue lo que las hizo tan exitosas evolutivamente que persisten hasta nuestros días? Pues en realidad son muchas las características que les permitieron desarrollarse y conquistar el medio terrestre. En un principio las plantas no eran como lo son ahora, eran mucho más simples y eran muy parecidas a las algas, incluso es una teoría muy aceptada que las algas y las plantas son grupos hermanos, es decir, que las plantas se derivaron de las algas. Un sujeto llamado Gray con base en la presencia de esporas fosilizadas y respaldado por análisis moleculares de DNA afirma que las plantas surgieron en el Ordovícico, es decir ¡hace más de 505 millones de años!

Las primeras plantas eran muy parecidas a los briofitas actuales (musgos, hepáticas y antoceros), estas plantas no poseen un sistema vascular (un complejo sistema de células que les permiten transportar agua y nutrientes por toda la planta), y por ello puede pensarse que tampoco las plantas primitivas lo tuvieron; su relativa simpleza les permitió difundir el agua e intercambiar gases por toda la planta sin necesidad de un sistema como ese, esto fue determinante para poder abandonar el medio subacuático en el que se encontraban.

Fig. 1. Musgo, probablemente así eran las primeras plantas terrestres.

Durante el silúrico, una planta llamada Cooksonia fue la primera en desarrollar un sistema vascular lo que le proporcionó gran ventaja sobre otras plantas, aunque no tenía raíces, sí tenía un rizoma (tallo subterráneo que tiene función de raíces) bien desarrollado, lo cual nos dice que a partir del silúrico las plantas ya habían colonizado el medio terrestre completamente sin la dependencia absoluta del agua. Pero ¿por qué hasta este momento lo hicieron? Probablemente porque en este lapso de tiempo las condiciones ambientales fueron favorables para el desarrollo vegetal, una de estas condiciones fue la formación de la capa de ozono, el aumento del oxígeno atmosférico y el desarrollo de una cutícula en las plantas, que es una capa de un compuesto llamado cutina, el cual actúa como una filtro solar que evita el daño al tejido.

Fig. 2. Cooksonia. Planta vascular más antigua registrada.

Se ha propuesto que el oxígeno atmosférico tuvo un papel fundamental en el desarrollo de los suelos, ya que fue el principal factor de intemperismo lítico y por consiguiente el desarrollo de un sustrato adecuado para las plantas.

Ahora sí, después de esta introducción responderé a la pregunta central del tema; las adaptaciones fundamentales para el desarrollo y reproducción de las plantas puede dividirse en 3 grupos:

  • Adaptaciones bioquímicas
  • Adaptaciones morfológicas y vegetativas
  • Adaptaciones reproductivas

ADAPTACIONES BIOQUÍMICAS

Tres son las más importantes: la formación de la cutícula, la aparición de la lignina y la esporopolenina. Como ya mencioné antes la cutícula actúa como un filtro solar que reduce mucho el efecto dañino de los rayos UV sobre los tejidos, esta cutícula está compuesta por cutina y además de las funciones que ya mencioné, evita la desecación y da impermeabilidad a la planta, por ejemplo, en plantas xerófilas, tales como los agaves y las cactáceas la cutícula es extremadamente gruesa.

Fig. 3. En la imagen se puede apreciar el grosor de la cutícula. Dependiendo de la familia botánica, la cutícula tendrá diferente grosor.

La lignina proveyó un mayor soporte a las plantas a asociarse con la celulosa y además propició el desarrollo del sistema vascular. Llegamos a la tercera adaptación, que en lo personal me parece una de las más impresionantes, el desarrollo de la esporopolenina, este compuesto es el principal componente de la envoltura del las esporas y de los granos de polen, se conoce muy poco sobre la estructura química de este compuesto pues es muy resistente a los ácidos y bases más fuertes, incluso es considerado el biopolímero más resistente de la Tierra, es por ello que muchos estudios de paleobotánica y la reconstrucción de paleoclimas se realiza mediante el estudio de los fósiles de esporas y granos de polen, pues estos permanecen sin mayores daños.

Fig. 4. Granos de polen. La esporopolenina cubre a los granos de polen y a las esporas, y les da toda las formas que podemos observar.

ADAPTACIONES MORFOLÓGICAS VEGETATIVAS

En primer lugar se encuentra el desarrollo de tejidos diferenciados diseñados para el almacenamiento de agua y nutrientes, tal como el parénquima acuífero. El sistema vascular fue otro desarrollo importantísimo para la supervivencia de las plantas pues permitió el mejor aprovechamiento de agua y nutrientes, el sistema vascular permitió el desarrollo de raíces y esto a su vez favoreció las asociaciones micorrícicas.

La pérdida de agua en las plantas no fue resuelta totalmente con la aparición de la cutícula, pero se minimizó con la aparición de estomas que regularan el intercambio de gases.

Fig. 5. Estoma

ADAPTACIONES REPRODUCTIVAS

De manera general, en las plantas terrestres hay una tendencia a la protección de las estructuras reproductoras, así los gametos femeninos y masculinos (células sexuales) están protegidos en estructuras pluricelulares llamadas gametofitos. Por su parte las esporas se producen en una cápsula o esporangio pluricelular y además la esporopolenina protege las esporas y granos de polen de acciones mecánicas y químicas.

Una característica universal del reino Plantae es la alternancia de dos fases en su ciclo de vida: la fase gametofítica (haploide n) que produce gametos y la esporofítica (diploide 2n) que produce esporas, misma que alternan entre sí. Dependiendo del grupo de plantas del que hablemos, las generaciones tienen una mayor o menor duración, por ejemplo, las briofitas poseen su fase gametofítica predominante, de hecho lo que nosotros como musgo es en realidad un gametofito y su esporofito es dependiente de él, es efímero y las esporas liberadas por él darán origen a un nuevo gametofito. Por otra parte en los helechos la fase dominante es el esporofito, sí, lo que nosotros conocemos como un helecho sólo se encarga de producir esporas; el gametofito es muy pequeñito y efímero.

Fig. 6. Musgo en fase esporofítica, es decir, se observan ambas fases del ciclo de vida.

Fig. 7. Ambas fases del ciclo de vida en los helechos. En la imagen inferior se puede observar la transición entre las fases.

En cuanto a las espermatofitas (plantas sin flores y con flores pero que se reproducen por semillas) el esporofito sigue siendo dominante pero los gametofitos se han reducido a unas cuantas células dentro de los granos de polen y los óvulos.

Sin duda todas las adaptaciones mencionadas y muchas otras que faltaron, hicieron a las plantas son uno de los grupos de organismos más exitosos  evolutivamente, podemos encontrarlas en absolutamente todos los ambientes y su permanencia actual es el resultado de las respuestas adaptativas probadas por la selección natural a través de millones de años, desafortunadamente a veces se nos olvida que tan maravillosas son y que debemos hacer mucho por conservarlas.

Anuncios

Un comentario el “¡Están por todos lados! ¿Qué las hizo tan exitosas?

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s