Apuntes de Botánica

Procariotas y Eucariotas 

Carácter	Procariotas	Eucariotas
Tamaño de las células:	Dimensiones reducidas (1-10 µm).	Dimensiones mayores (10-100 µ).
ADN	No rodeado por una membrana nuclear, genoma a menudo una cadena simple.	Rodeado por una membrana nuclear, cromosomas presentes.
División nuclear:	Por fisión binaria, sin centríolos, ni huso mitótico, ni microtúbulos	Por mitosis, con huso mitótico o algún sistema de microtúbulos.
Sexualidad:	Reducida, puede haber intercambio de material genético.	Presente, con meiosis y alternancia de fase haploide y diploide.
Formas multicelulares (pluricelulares):	Escasas.	Máximo desarrollo (tejidos).
Respiración:	Formas aerobias y anaerobias (estrictas o facultativas).	Formas aerobias generalizadas (excepcionalmente anaerobias).
Metabolismo de oxidación y reducción:	Variado.	Oxidación de tipo Embden-Meyerhof, reducción de tipo ciclo de Krebs.
Mitocondrias:	Ausentes.	Presentes.
Flagelos:	Simples, de proteína flagelina.	Compuestos de 9+2 pares de fibrillas de tubulina (undulipodios).
Fotosíntesis:	Con enzimas ligadas a la membrana celular, fotosíntesis aerobia y anaerobia, originando azufre, sulfato u oxígeno.	Con enzimas en plastos, fotosíntesis siempre oxigénica.

Principales diferencias entre procariotas y eucariotas reflejadas en la tabla.

Procariotas y Eucariotas. Niveles Morfológicos de Organización 

Phacus triqueter	Porphyra	Pottia strarkeana	Zingiber officinale
Protófitos Unicelulares o agregados, poiquilohidros, sin especialización entre las células	Talófitos Pluricelulares, poiquilohidros, con especialización entre las células (talo)	Briófitos Pluricelulares, poiquilohidros, con estructuras parecidas a hojas, tallos y raíces.	Cormófitos Pluricelulares, homeohidros, con especialización entre las células y aparición de tejidos (cormo).
Poiquilohidria Ausencia de regulación del contenido hídrico, dependencia directa del agua y desecación del vegetal en ausencia de ésta.		==>	Homeohidria Regulación del contenido hídrico y minimización de los efectos de la desecación.

La diversidad de seres vivos estudiados por la Botánica abarca desde las formas más simples unicelulares hasta los vegetales con flores con estructuras morfológicas más elaboradas, conectados por formas intermedias, que evidencian la evolución de la vida vegetal desde el medio acuático hasta la colonización del medio terrestre, no implicando este proceso la desaparición de las formas ya establecidas, sino una mayor adaptación a ocupar nuevos medios.

El mundo vegetal se separa en tres grandes niveles morfológicos de organización según el grado de complejidad: protófitos, talófitos, cormófitos, más uno intermedio, briófitos.

La tendencia en esta evolución ha sido el paso de poiquilohidria a homeohidria.

Procariotas y Eucariotas. Niveles Morfológicos de Organización. Protófitos

Chroococcus

Gloeocapsa

Pandorina

Incluyen los procariotas, muchas algas, y algunos hongos. Se puede alcanzar un elevado grado de especialización en los orgánulos citoplasmáticos.
Básicamente son unicelulares pero también aparecen agregados simples de células.

Los agregados de células pueden ser de tres tipos:

• Cenobios: todas las células descienden de una misma célula madre, puede aparecer una cierta especialización del trabajo de algunas células o incluso una polaridad, pero la duración de estas agrupaciones es sólo de una generación.
• Colonias: todas las células descienden de una misma célula madre, tambien puede haber cierta especialización y polaridad, pero la agrupación es más permanente y se suceden las generaciones.
• Consorcios de agregación: hay una reunión de células que al principio estaban separadas y eran independientes, en general en un número determinado.

Tendencias evolutivas:

• Mobilidad: por la presencia de flagelos se pasa de formas inmóviles (cocales) a formas móviles (monadales).
• Polaridad: por la distribución de orgánulos citoplásmicos.
• Aumento de tamaño.
• Retención de las células hijas formando agregados irregulares o con forma definida.

Procariotas y Eucariotas. Niveles Morfológicos de Organización. Talófitos

Padina pavonia

Paxillus involutus

Parmelia acetabulum

Incluye a la mayor parte de las algas, los hongos, y los líquenes.
Son organismos que presentan talo, es decir, un cuerpo vegetativo pluricelular sin vascularización (haces vasculares).
Todas las células proceden de una célula madre y quedan unidas por existencia de una pared celular, celulosa o quitina.
En general aparece una cierta especialización en funciones vegetativas y funciones reproductivas.
Los talos experimentan crecimiento, reproducción y muerte, el mantenimiento se consigue a través de las células reproductoras.

En los talófitos más complejos pueden aparecer estructuras similares (análogos) a las del cormo (raíz, tallo y hojas), pero estructuralmente diferentes (rizoides, cauloides y filoides), resultado de fenómenos de convergencia evolutiva (análogos pero no homólogos). Puede aparecer en estos casos cierta diferenciación de tejidos y son denominados talos hísticos.

El desarrollo del talo a partir de la célula inicial puede ser básicamente de dos tipos

• Haplóstico: divisiones sólo transversales, se origina un filamento de una fila de células.
• Polístico: divisiones transversales y longitudinales, se origina un filamento de varias filas de células.

Una mayor complejidad en el talo se consigue por:

• Ramificaciones, apicales o laterales.
• Crecimiento heterótrico, diferenciación en el talo de filamentos erectos y postrados.
• Paso de ejes simples o uniaxiales a ejes multiaxiales formandos por varias filamentos.

En el caso de que no se diferencien células en el talo tenemos talos sifonados o cenocíticos (plurinucleados), y si aparecen grandes compartimentos plurinucleados se denomina sifonocladal.
En los talos más avanzados el crecimiento no se origina por la actividad de una única celula sino por un grupo de células especializado en el crecimiento, los meristemos, y se pueden llegar a formar tejidos medulares en el centro del talo y tejidos corticales en la periferia.

En los hongos el talo está formado por filamentos o hifas, el micelio, que pueden aparecer entrelazados de forma postgénita formado plecténquimas o falsos tejidos miceliares.

Briófitos

Anthoceros

Lophozia ventricosa

Pottia strarkeana

Incluye los musgos y las hepáticas.

Ocupan una situación intermedia entre talófitos y cormófitos.

Su dependencia del agua es manifiesta, aunque no mueren si se desecan, ya que presentan una organización simple.

Absorben agua directamente por todo el cuerpo vegetativo. El crecimiento se debe a una sola célula apical que puede originar ramificaciones.

En las hepáticas puede aparecer una diferenciación en parénquima aerífero (clorofílico) y parénquima de asimilación, incluso puede aparecer una cutícula simple y unos poros para permitir la difusión de los gases, pero sin regulación alguna como en los estomas.En los más desarrollados aparecen estructuras parecidas (análogas) a raíces, tallos y hojas, pero muy simplificados, los tallitos (caulidios) más avanzados pueden presentar una diferenciación simple en tejidos conductores centrales y parenquimáticos periféricos.

Cormófitos 

Adiantum capillus-veneris

Pinus pinaster

Gallium aparine

Incluye las plantas vasculares, helechos y plantas con semillas o espermatófitos.
El aparato vegetativo o cormo esta formado por raíz, tallo y hojas, originados por meristemas.
Son vegetales adaptados a la vida terrestre fuera del agua y presentan mecanismos para conservar y regular el agua de sus tejidos:

• Raíz para absorber el agua y los nutrientes.
• Tallo vascularizado (haces vascualares) para conducir el agua y con tejidos de sostén.
• Hojas con una epidermis con cutícula y estomas.

Cladística

• La cladística trata de definir relaciones evolutivas o filogenéticas entre organismos basadas en similitudes derivadas.
• La información utilizada es de una gran variedad, incluyendo además de la morfológica, secuencias de ADN (sistemática molecular).

Taxones

• Monofiléticos: incluyen todos y cada uno de los descendientes de un antepasado común. Sólo los taxones pueden ser considerados en las clasificaciones filogenéticas.
• Parafilético: si falta alguno de los descendientes y se trata de un taxón, no debe ser considerado en una clasificación auténticamente filogenética al impedirse reconstruir su historia evolutiva.
• Polifiléticos: incluye líneas evolutivas separadas, pueden ser grupos homólogos pero filogenéticamente no comparten un único ancestro común.

Clados

• Cada conjunto filético se denomina clado o linaje y los esquemas, gráficos arborescentes o dendrogramas representando las líneas evolutivas de denomina cladogramas.
• En un cladograma los organismos o grupos de organismos están unidos por bifurcaciones (árbol binario, con 2 ramas), cada bifurcación se denomina grupo hermano.
• Un clado es cada uno de los subárboles formados, y se entiende que todos los organismos de un clado comparten un ancestro común.

Caracteres

• Para desarrollar cladogramas los caracteres de los taxones se separan en los siguientes tipos:
  • plesiomórfico o plesiomorfía: primitivos.
  • apomórficos o apomorfía: derivados de los primitivos.
  • autapomórfico o autapomorfía: un carácter derivado que lo posee un sólo taxón de un grupo.
• Caracteres compartidos
  • simplesiomorfías: es un conjunto de caracteres primitivos y compartidos por varios taxones, tienen poco valor en las clasificaciones filogenéticas, puesto que no son específicos del grupo ni han evolucionado dentro de él.
  • sinapomorfías: es un conjunto de caracteres derivados compartidos por más de un taxón, son los que deben considerarse en las clasificaciones filogenéticas.
• Los caracteres autapomórficos no tienen valor en los análisis cladísticos ya que no incluyen información para la evolución del grupo.
• Los caracteres sinapomórficos deben ser homólogos o heredados de un antepasado común en todos los taxones del grupo.
• Hay que descartar los caracteres análogos que se han originado por convergencia, reversión o paralelismo y que definen la homoplasia.
• En los análisis cladísticos los caracteres deben estar separados en estados y ordenados en una secuencia polarizada desde primitivos a derivados.
• El estado primitivo de un carácter debe ser fijado, además de en el grupo objeto de análisis (grupo interno), en el grupo más próximo de la misma categoría (grupo externo), y que debe ser el estado más frecuente en dicho grupo externo.
• El criterio que se sigue en Cladística se basa en el principio de máxima parsimonia, que establece que la relación entre los grupos se realiza considerando el mínimo número de transformaciones necesarias para pasar de los caracteres primitivos (plesiomórficos) a los caracteres derivados (apomórficos).