Gimnospermas

Novedades Adaptativas

1. La Semilla

Aparece tras la germinación y el crecimiento del óvulo (megaesporangio rodeado por un tegumento, donde se forma la megaespora funcional mediante meiosis). Está formada por un embrión, un tegumento y sustancias de reserva, lo que aporta protección al embrión durante su dispersión.

2. El Polen

Desarrolla el gametofito masculino en su interior, eliminando la necesidad de gametangios masculinos (anteridios). Durante la polinización, el polen transporta los gametos masculinos a las proximidades del gametofito femenino. Este proceso representa una ventaja evolutiva, ya que la fecundación se vuelve más eficiente.

Ciclo Biológico (Modelo: Pino)

El ciclo biológico de las gimnospermas alterna entre dos generaciones:

• Esporofito (diploide): Es la planta visible (árbol) que produce esporas.
• Gametofito (haploide): Genera gametos para la reproducción.

En los pinos, los conos femeninos producen óvulos en la base de sus escamas, donde se forma una megaespora. Los conos masculinos contienen microesporas que se desarrollan en granos de polen. Al llegar al óvulo, el polen libera sus células espermáticas, y una de ellas se une con la ovocélula, formando un cigoto (2n) que se desarrolla en un embrión protegido dentro del piñón.

Usos de las Gimnospermas

• Juniperus communis (enebro): Da sabor a la ginebra.
• Pinus pinea (pino piñonero): Su fruto (el piñón) es un alimento rico en proteínas y fibra.
• Ixora coccinea (malta): Mencionada en la elaboración de whisky o cerveza.
• Taxus brevifolia (tejo): Su corteza contiene taxol, un agente quimioterapéutico que impide la división celular.
• Pinus pinaster (pino resinero): Produce resina, de la cual se obtiene aguarrás por destilación.

Pteridófitos

Origen de las Plantas Vasculares

Los pteridófitos surgieron hace aproximadamente 450 millones de años. Inicialmente, solo poseían tallos subterráneos (rizomas) y tallos aéreos. Aunque no poseían hojas ni raíces verdaderas, sí contaban con tejidos especializados como el xilema y el floema.

Novedades Adaptativas

1. Mejora de los Sistemas Conductores (Xilema y Floema)

La aparición de estos sistemas permitió una mejor distribución de agua y nutrientes, lo que significó una ventaja evolutiva crucial. Las estructuras principales asociadas a estos sistemas son:

• Raíz: Sujeta la planta y absorbe agua.
• Hoja: Especializada en la fotosíntesis.
• Xilema: Transporta agua y nutrientes inorgánicos desde las raíces hasta las hojas.
• Floema: Transporta sustancias orgánicas disueltas desde las hojas a otras partes de la planta.

2. Reducción del Gametofito

En los pteridófitos, la generación dominante pasa a ser el esporofito (2n), lo que mejora la variabilidad genética y la adaptación. La simplificación del gametofito acelera los procesos reproductivos, optimizando su adaptación al medio terrestre.

Clasificación según el Tipo de Esporas

1. Homósporos

Producen un solo tipo de espora. Los pteridófitos homósporos incluyen psilotófitos, equisetos, algunos licófitos y la mayoría de los helechos.

2. Heterósporos

Producen dos tipos de esporas. Los pteridófitos heterósporos incluyen algunos licófitos y ciertos helechos.

Usos de los Pteridófitos

Sus usos son limitados en comparación con otras plantas. En Asia (especialmente en China e India), se consumen por sus propiedades medicinales. En Europa, la cola de caballo (un tipo de pteridófito) se utiliza en infusiones debido a su alto contenido de silicio.

Briófitos

Origen de las Plantas Terrestres: Briófitos

Son plantas no vasculares derivadas de algas verdes. Comparten varias características clave con los carófitos:

• Pigmentos fotosintéticos: Clorofila A, clorofila B y carotenoides.
• Carbohidrato de reserva: Almidón.
• Pared celular: Formada por parénquima con celulosa y crecimiento a partir del meristemo apical.
• Ciclo biológico haplodiploide: Alternancia de generaciones entre gametofito (n) y esporofito (2n).

La división celular en briófitos comienza con la formación de un fragmoplasto, donde las vesículas se alinean y forman una placa celular.

Ventajas y Desafíos de los Briófitos

• Ventajas: Fotosíntesis optimizada (luz más accesible en tierra), respiración eficaz (más oxígeno en tierra) y ausencia de competidores en los primeros tiempos.
• Desventaja: Riesgo de desecación debido a su limitada capacidad para retener agua.

Novedades Adaptativas Clave

Desarrollaron adaptaciones cruciales que les permitieron colonizar el medio terrestre.

Adaptaciones Vegetativas

1. Cutícula

Capa cerosa que cubre las superficies aéreas de la planta, reduciendo significativamente la evaporación de agua.

2. Estomas

Poros especializados para el intercambio de gases necesarios para la fotosíntesis. Se encuentran en las cápsulas de algunos briófitos y en las hojas/tallos de plantas vasculares.

Adaptaciones Reproductivas

1. Envolturas Pluricelulares Estériles

Presentes en los gametangios y esporangios, protegen contra la desecación.

2. Embrión

El cigoto se desarrolla dentro del gametangio femenino, formando un embrión que es un esporofito juvenil protegido por tejidos estériles en sus etapas iniciales.

Ciclo Biológico de los Briófitos

El ciclo de vida de los briófitos es haplo-diplóntico, caracterizado por la alternancia de dos generaciones: el gametofito (dominante) y el esporofito.

1. La meiosis genera esporas que se dispersan por el viento.
2. Las esporas germinan, formando filamentos con yemas que producen el gametofito visible.
3. El gametofito desarrolla gametangios masculinos (anteridios) y femeninos (arquegonios).
4. La fecundación de la ovocélula forma un cigoto (2n), que se desarrolla en un embrión.
5. El embrión crece y forma un filamento y una cápsula que produce esporas a través de la meiosis, cerrando el ciclo.

Clasificación de los Seres Vivos

Definiciones de Especie

1. Morfológica: Grupo de individuos que se distinguen de otros por características cualitativas o cuantitativas.
2. Biológica: Grupo de individuos que pueden cruzarse entre sí, pero están reproductivamente aislados de otros grupos.
3. Evolutiva: Grupo con un linaje común y sin cruzamientos con otros linajes.

Mecanismos de Aislamiento Reproductivo

1. Precigóticos: Impiden la formación de cigotos híbridos. Ejemplo: Aislamiento ecológico, temporal o conductual.
2. Poscigóticos: Reducen el flujo genético después de formar cigotos híbridos. Ejemplo: Esterilidad de híbridos o inviabilidad.

Tipos de Especiación

1. Alopátrica: Ocurre en áreas geográficamente aisladas. Ejemplo: El gato doméstico y el gato montés.
2. Simpátrica: Ocurre sin barreras geográficas evidentes. Ejemplo: Poliploidización en plantas y animales.

Sistemática y Taxonomía

• Sistemática: Estudia la diversidad y las relaciones evolutivas de los organismos.
• Taxonomía: Se encarga de la clasificación de los organismos en rangos taxonómicos (especie, género, familia, etc.).
• Árbol filogenético: Representa las relaciones evolutivas entre especies.

Denominación de Especies

1. Nomenclatura binomial: Método común de denominación con dos partes: el nombre genérico y el epíteto específico.
2. Nomenclatura trinomial: Utilizada para subespecies, añadiendo un tercer epíteto.
3. Nomenclatura por encima de la especie: Se emplean sufijos específicos para indicar rangos taxonómicos superiores.

Razas y Cultivares

• Raza: Subgrupo de una especie animal domesticada con características distintivas.
• Cultivar: Subgrupo de una especie vegetal domesticada con características distintivas.

Genética de Poblaciones

1. Variación Genética

• Evolución: Cambio en la composición genética de las poblaciones a lo largo del tiempo.
• Marcadores genéticos: Caracteres morfológicos o moleculares que permiten estudiar la variación genética, como los polimorfismos visibles y los de un solo nucleótido.

2. Polimorfismos

• Visibles: Caracteres morfológicos que se basan en pocos genes (ej. semillas lisas o rugosas).
• De un solo nucleótido (SNP): Variación en una sola base del ADN, que se puede analizar mediante PCR y secuenciación de ADN. La PCR es una técnica eficiente para replicar ADN.

3. Frecuencias Alélicas y Genotípicas

• Frecuencia alélica: Proporción de un alelo específico en una población.
• Frecuencia genotípica: Proporción de un genotipo específico en una población.
• Cálculo de frecuencias: Se utilizan fórmulas como p + q = 1 para alelos y P + Q + H = 1 para genotipos.

4. Modelo de Hardy-Weinberg (H-W)

• Describe el equilibrio genético en una población ideal, asumiendo la ausencia de factores evolutivos.
• Para que se mantenga el equilibrio, se deben cumplir ciertas condiciones, como el emparejamiento aleatorio, la ausencia de mutaciones, la ausencia de migración, y un tamaño poblacional grande.
• Si las frecuencias observadas coinciden con las predichas por el modelo, la población se considera en equilibrio.

5. Factores Evolutivos

• Mutación: Cambios genéticos pequeños pero fundamentales para la variación genética.
• Migración/Flujo génico: Introduce alelos nuevos en la población y previene la diferenciación genética entre poblaciones.
• Deriva genética: Cambios al azar en las frecuencias alélicas, que pueden derivar en la pérdida de alelos, especialmente en poblaciones pequeñas.
• Selección natural: Proceso que genera adaptaciones. Puede ser de tipo convergente (resultando en similitudes entre poblaciones no relacionadas) o local (causando diferenciación genética debido a presiones selectivas diferentes).

6. Selección Natural sobre Caracteres

• Monogénicos: Caracteres influenciados por un solo gen.
• Poligénicos: Caracteres influenciados por varios genes.

Los tipos de selección son:

• Disruptiva: Los fenotipos extremos son favorecidos.
• Direccional: Un fenotipo extremo es favorecido, desplazando la curva de distribución hacia él.
• Estabilizadora: Los fenotipos intermedios son favorecidos.

7. Emparejamiento Endogámico

• Cuando individuos relacionados se emparejan, aumenta la homocigosis y reduce la variabilidad genética. Esto puede llevar a la manifestación de enfermedades genéticas recesivas debido a la falta de variabilidad.

8. Depresión Endogámica y Deriva Genética

• Depresión endogámica: Pérdida de aptitud o adaptación de una población debido a la falta de variabilidad genética.
• Deriva genética: Pérdida al azar de alelos en poblaciones pequeñas, lo que reduce su diversidad genética.

9. Vigor Híbrido (Heterosis)

• El cruce entre diferentes líneas endogámicas aumenta la variabilidad genética, lo que favorece la supervivencia y el crecimiento de la especie.

Angiospermas

Novedades Adaptativas: La Flor y el Fruto

La estructura reproductora clave es la flor, formada por un eje de crecimiento limitado con hojas modificadas (estambres y pistilos). Sus componentes principales son:

1. Sépalos: Hojas modificadas verdes que protegen la flor.
2. Pétalos: Atraen a los polinizadores, formando la corola.
3. Estambres: Parte masculina, con anteras que producen polen (microesporas).
4. Pistilo: Parte femenina, compuesto por estigma, estilo y ovario, que contiene los óvulos.
5. Pedicelo: Soporta la flor en el tallo.

Cuando el polen llega al estigma, forma un tubo polínico que atraviesa el estilo hasta el óvulo, donde se produce la fecundación.

El Fruto

Tras la polinización, los ovarios se transforman en frutos que contienen las semillas.

Ciclo Biológico de las Angiospermas

El ciclo de vida de las angiospermas alterna entre dos generaciones: el esporofito (la planta diploide) y el gametofito (haploide, contenido en las flores). Los estambres producen microesporas (polen) y los pistilos desarrollan los óvulos. Durante la fecundación, el polen transporta las células espermáticas al óvulo.

Tipos de Angiospermas

• Longevidad: Anuales (1 año), bianuales (2 años) y perennes (más de 2 años).
• Plantas leñosas vs. herbáceas: Las leñosas tienen tejidos lignificados (madera, como árboles y arbustos), mientras que las herbáceas no.
• Hábito de crecimiento: Trepadoras (crecen apoyándose en otras plantas) y epífitas (crecen sobre otras plantas sin parasitarlas).

Estructuras de Almacenamiento

• Tallos subterráneos: Bulbos (ej. cebolla), rizomas (ej. jengibre) y tubérculos (ej. patata).
• Raíces de reserva: Raíz tuberosa (ej. boniato) y raíz napiforme (ej. zanahoria).

Clasificación de las Angiospermas

• Monocotiledóneas: Se caracterizan por tener 1 cotiledón, hojas con nerviación paralela (a menudo alargadas), simetría floral en múltiplos de 3 y polen con 1 abertura.
• Eudicotiledóneas: Presentan 2 cotiledones, hojas con nerviación reticulada (variadas), simetría floral en múltiplos de 4 o 5 y polen con 3 aberturas.

Familias de Interés Alimentario

• Leguminosas (Fabaceae): Incluyen judías, lentejas y cacahuetes. Son conocidas por su simbiosis bacteriana en las raíces, que fija nitrógeno.
• Gramíneas (Poaceae): Como el trigo, arroz y maíz. Son principalmente polinizadas por el viento.
• Crucíferas (Brassicaceae): Verduras de invierno con flores en forma de cruz, como la colza, brócoli y coliflor.

Hongos

Características Generales de los Hongos

• Son organismos heterótrofos sin cloroplastos, actuando como descomponedores esenciales en la biosfera al mineralizar nutrientes.
• Se dispersan principalmente mediante esporas transportadas por el viento.
• Su aparato vegetativo es filamentoso, lo que lo hace eficiente para el transporte interno de sustancias.

Clasificación Principal de los Hongos

• Zigomicotas: Caracterizados por hifas sin tabiques.
• Ascomicotas: Poseen tabiques con poro simple y constituyen el grupo mayoritario.
• Basidiomicotas: Presentan tabiques con poro en tonel y un retículo endoplasmático asociado.

Niveles de Organización Fúngica

1. Unicelulares: Como las levaduras.
2. Pluricelulares filamentosos: Con crecimiento en forma de filamento y filamentos de crecimiento laxo.
3. Pluricelulares con plecténquima: Con crecimiento en plecténquima, formando estructuras más complejas como las setas y los líquenes.

Hifas: Estructura y Clasificación

Son los filamentos que constituyen el cuerpo del hongo, creciendo en los extremos y manteniendo actividad metabólica a lo largo de toda su longitud.

Clasificación de las Hifas

• Sifonadas (o cenocíticas): Sin tabiques internos (características de los zigomicotas).
• Tabicadas: Con tabiques perforados por poros, que pueden ser simples (en ascomicotas) o en forma de tonel (en basidiomicotas).

Pared Celular Fúngica

Está compuesta principalmente por quitina (un polisacárido resistente) y glucógeno (su carbohidrato de reserva).

Ciclo Biológico General de los Hongos

• El ciclo de vida es predominantemente haploide (con meiosis cigótica). Inicia con la germinación de esporas y la formación de hifas.
• La plasmogamia une los citoplasmas de diferentes hifas, llevando a la formación de hifas dicarióticas (con dos núcleos haploides por célula).
• La cariogamia fusiona los núcleos, formando un cigoto (2n) que luego pasa por la meiosis y produce nuevas esporas.

• Ascomicotas: Generan ascósporas internas en un asco (esporangio).
• Basidiomicotas: Generan basidiósporas externas en la superficie de un basidio (esporangio).

Ciclo de Vida de los Basidiomicotas

Inicia con la germinación de esporas, que forman hifas dicarióticas. El cuerpo fructífero o seta crece, y dentro de este se realiza la cariogamia, seguida de la meiosis y la liberación de basidiósporas.

Estructuras de los Ascocarpos (Cuerpos Fructíferos de Ascomicotas)

1. Apotecios: Abiertos, con forma de copa.
2. Peritecios: Cerrados, con una apertura superior.
3. Cleistotecios: Completamente cerrados, sin apertura.
4. Trufas: Ascocarpos subterráneos que liberan sus esporas a través de la dispersión por animales.

Basidiocarpos (Cuerpos Fructíferos de Basidiomicotas)

Pueden tener el himenio expuesto o cubierto por laminillas, tubos o cámaras, dependiendo de la especie.

Ecología y Usos de los Hongos

Los hongos son predominantemente terrestres, aunque algunos habitan en ambientes acuáticos.

• Saprobios (o saprobióticos): Se alimentan de materia orgánica muerta, reciclando carbono y nitrógeno en los ecosistemas.
• Simbióticos: Pueden ser parásitos o formar relaciones mutualistas, como las micorrizas, donde los hongos y las plantas se benefician mutuamente.

Micorrizas

Las micorrizas son asociaciones simbióticas fundamentales entre hongos y plantas. Los hongos ayudan en la absorción de nutrientes (especialmente fósforo y nitrógeno) y, a cambio, reciben productos de la fotosíntesis de la planta. Se dividen en:

• Endomicorrizas: Con hifas que penetran las células de la raíz.
• Ectomicorrizas: Con hifas que rodean las células de la raíz sin penetrarlas.

Ejemplos: Oronjas y níscalos (que forman ectomicorrizas con árboles).