Plantas (Reino o Clado Plantae)

Autora: Silvia Sokolovsky

Bibliografía

Se denomina Reino Plantas (Plantae) a organismos pluricelulares, inmóviles que usan la energía solar para realizar la fotosíntesis y obtener así energía a partir de moléculas inorgánicas. Las plantas se caracterizan por poseer una pared celular rígida de celulosa (pared celular).

Desarrollo del concepto Plantae

Los organismos vivos fueron divididos originalmente por Carl von Linneo (1707-1778) en dos reinos: el animalia (palabra latina que significa animal) y el plantae (palabra latina que significa planta).

Si bien posteriormente, en el siglo XX, los organismos vivientes, se diferenciaron en cinco reinos, las plantas quedaron circunscriptas alrededor de los organismos terrestres que poseen cloroplastos, por lo que producen fotosíntesis y poseen órganos diferenciados (hojas) para tal fin.

Pero debido a los numerosos estudios de ADN que se han realizado a lo largo de décadas, el concepto de Planta sufrió una nueva modificación. Así se tiene que los organismos vulgarmente llamados plantas terrestres (Embryophyta), algas verdes (Clorofitas), algas rojas (Rhodophyta), junto con un pequeño taxón llamado Glaucophyta, poseen un ancestro común, que se supone sería el primer organismo eucariótico que incorporó una cianobacteria a su célula formándose el primer cloroplasto.

Desde esta perspectiva, el clado plantae, es una agrupación de organismos que tienen un antecesor común, para diferenciarla del "Reino Plantae" (división que sigue siendo muy utilizada en los libros de texto).

Muchos organismos con cloroplastos (como por ejemplo las "algas pardas") quedan fuera del taxón, ya que no descienden directamente de aquéllos primeros organismos, sino que han adquirido sus cloroplastos al incorporar un alga verde o un alga roja a su célula, y hoy en día son por lo tanto ubicados en otros taxones, a pesar de ser eucariotas multicelulares con cloroplastos.

Los nombres alternativos para el "clado Plantae", que son Archaeplastida y Primoplantae, hacen referencia a que su ancestro fue la primer "planta" sobre la Tierra.

Más allá de las sutiles diferencias, se sigue llamando "plantas" a todos los organismos eucarióticos (uni o multicelulares) que poseen cloroplastos, sin distinción de si los adquirieron en forma primaria o en forma secundaria.

Evolución de las Plantas

Es aceptado universalmente en la comunidad científica que la vida, en nuestro planeta, comenzó en los océanos hace unos cuatro mil millones de años. Cuando la clorofila hizo su aparición, se hizo posible aprovechar la energía solar formando azúcares a partir del agua y del dióxido de carbono. O sea que apareció la fotosíntesis.

Estas primeras células que produjeron su propio alimento,  fueron las antecesoras de las algas y de todas las plantas verdes (ese organismo del que desciende todo el clado plantae que ya nos habíamos referido anteriormente).

El problema fue que el oxígeno generado por la fotosíntesis actuó de manera adversa sobre los seres más primitivos que cubrían sus necesidades de energía mediante la fermentación (proceso que transcurre en ausencia de oxígeno). Estos organismos se vieron forzados a refugiarse, para sobrevivir, en medios no oxigenados, como lo son el cieno del fondo de ríos, lagos y mares, donde todavía podemos encontrarlos hoy en día.

La clorofila presente en algas verdes es mucho más estable que los pigmentos que se hallan en las algas pardas y rojas. Motivo por el cual las primeras pudieron generar descendientes que fueron los ancestros de todas las plantas terrestres mientras que las algas pardas y las rojas sobrevivieron restringiéndose, generalmente, a grandes profundidades.

Así que hace unos 440 millones de años uno puede imaginarse que nuestro planeta debía haber parecido un lugar terriblemente inhóspito, porque si bien la vida prolifera en los océanos, aun no era abundante en tierra firme. Los mares albergaban enormes cantidades de peces, moluscos y crustáceos, así como incontables algas microscópicas, y las aguas frente a las costas rocosas eran el hogar de las macroalgas (macro = grande). Quizá en ocasiones algún animal se aventuraba en tierra, pero nunca permanecía allí mucho tiempo ya que no había mucho que comer; ni una brizna de pasto, ni hablar de un fruto o alguna semilla.

Durante los siguientes 30 millones de años, un tiempo geológico que corresponde de manera aproximada al periodo silúrico de la era paleozoica, las plantas aparecieron en abundancia y colonizaron las tierras emergidas. Aunque las plantas actuales exhiben gran diversidad de tamaño, forma y hábitat, se piensa que todas surgieron de un ancestro común, un alga verde antigua. Los biólogos deducen esta relación del hecho de que las algas verdes modernas comparten varios rasgos bioquímicos y metabólicos con las plantas actuales. Ambas contienen los mismos pigmentos fotosintéticos: clorofilas a y b  además de pigmentos accesorios, los carotenoides amarillos y anaranjados (xantófilas y carotenos respectivamente).

Asimismo, ambas almacenan un exceso de carbohidratos en la formación del almidón, y poseen celulosa como principal componente de sus paredes celulares. Por último, algas verdes y plantas comparten determinados detalles de la división celular, como la formación de una capa celular durante la citocinesis (que es el momento en que se divide el citoplasma de la célula para separar las dos, o más, células recién formadas)

Por lo tanto, en el segundo período de la era paleozoica (hace más o menos 450 millones de años) las húmedas orillas de los ríos, las fangosas planicies costeras y los tipos de hábitat similares, fueron colonizados por cianobacterias (procariotas) y algas simples, formando una delgada cubierta verde.

Al final de ese período, los primeros ejemplares del reino vegetal se desarrollaron en tierra firme. Para su supervivencia fue necesario que redujeran su tamaño.

Las plantas acuáticas no necesitan muchos órganos especializados para sobrevivir ya que el agua le brinda el soporte necesario y evita su desecación. Es por ello que las algas parezcan más "primitivas" que las plantas que habitan el ambiente terrestre. Ya que ellas se vieron obligadas a desarrollar órganos más complicados estructuralmente y especializados para poder sobrevivir.

Las hojas aparecen por primera vez con los musgos (briofitas), los que la evidencia fósil asigna un origen muy antiguo y no han cambiado demasiado en su estructura básica.

No se adaptaron bien a la vida aérea y aunque poseen lignina (componente esencial de la madera que les proporciona su rigidez), evidentemente no han necesitaron (o no pudieron) utilizarla como ventaja evolutiva.

Las plantas vasculares más antiguas conocidas se asignan al filum Rhyniophyta, el cual, conforme al registro paleontológico, surgió hace unos 420 millones de años y se extinguió hace alrededor de 380 millones de años. Riña sp. es un ejemplar de planta vascular primitiva con parecido superficial a las psilofitas (foto a la izquierda) en que consistía en tallos erectos sin hojas los cuales se ramificaban de manera dicotómica a partir de un rizoma secundario.

En el caso de las psilofitas, las hojas son tan pequeñas que durante mucho tiempo se creía que carecían de ellas.

Una innovación importante fue la aparición de una estructura especializada para la fijación de la planta y la absorción de agua. Si bien Rhynia carecía de raíces, poseía rizoides absorbentes. Otra innovación fundamental fue la hoja, estructura especializada para la fotosíntesis. Aparecieron dos tipos distintos de hojas, el microfilo y el megafilo. El microfilo contiene solamente un solo cordón de tejido vascular, mientras que el megafilo contiene típicamente un sistema complejo de nervaduras. Estos dos tipos de hoja parecen haberse originado de diferentes maneras. De las plantas modernas, solamente las Psilophyta, las Lycophyta y las Sphenophyta tienen microfilo. En tercer lugar aparece un rasgo importante que diferencia a las Rhyniofitas de las briofitas y es la presencia dentro del tallo de un cilindro central de tejido vascular, especializado para conducir agua y sustancias disueltas hacia la parte superior del cuerpo y los productos de la fotosíntesis hacia la parte inferior.

Las primeras plantas que "supieron" como a aprovechar la madera fueron los helechos (Pteridofitas), que constituyeron así la primera gran invasión vegetal adaptada a la vida terrestre. Proliferaron en la Era Primaria inicialmente como hierbas y luego como árboles cada vez más grandes, que formaron los enormes bosques, desaparecidos en la actualidad. Los registros fósiles nos muestran a helechos con semilla y árboles con óvulos primitivos, con notoria separación de sexos, que pertenecen a tres grandes líneas vegetales que desde el comienzo de la Era Primaria han evolucionado paralelamente.

Esa evolución concluyó con el desarrollo, hace unos trescientos millones de años del óvulo, un nuevo órgano propio de las plantas con semilla.

La semilla es un óvulo fecundado, donde se desarrolla el embrión, este permanece en un estado de vida latente; con reservas de alimentos acumuladas, para reanudar su crecimiento en el momento de su germinación.

Las primeras plantas provistas de óvulos han desaparecido dejando como rastro solamente algunos fósiles. Pero aún hoy en día se encuentra un verdadero fósil viviente, que proporciona alguna idea de lo que fueron los primeros óvulos. El Ginkgo biloba es el más antiguo de los árboles; existen dos clases de individuos: machos y hembras, reconocibles por su aspecto diferente. A pesar de su característica de fósil viviente perdido en la evolución, el Ginkgo es capaz de adaptarse rápidamente al medio si bien este árbol se mantiene, principalmente, merced al cuidado de los seres humanos.

Los helechos también son fósiles vivientes conservados hasta nuestros días y que testimonian cómo habrá sido la vegetación. en la Era Primaria (los Ginkgos son fósiles sobrevivientes de los bosques de la Era Secundaria, con óvulos, sin semillas y sin frutos).

Las primeras plantas con semillas fueron las Coníferas (pinos, abetos, sequoias, cedros, cipreses, araucarias, etc.) que aparecieron en la Era Secundaria. Con una reproducción más sofisticada y sin necesidad de humedad alguna se convirtieron, en el jurásico junto a los helechos, en las plantas dominantes de la época. Luego de una expansión inicial, las Coníferas retrocedieron por efecto de la presión evolutiva de la última gran civilización vegetal constituida por las plantas con flores, las cuales poseen ovario y producen frutos. Estas se expandieron con un empuje irresistible que empezó hace, aproximadamente, noventa millones de años y que no ha cesado de aumentar estableciendo nuevas relaciones, entre los animales y las plantas.

La sociedad que las plantas forman con los insectos, asegura que sean polinizadas por un intrincada asociación que favorece, muchas veces más a las plantas que a sus socios. En el caso de las orquídeas, hay especies que engañan al zángano (abeja macho) haciéndole creer que está copulando con la abeja reina en vez de una flor muy sofisticada.

Una vez fecundada la flor se transforma y llega a ser un fruto. Por su jugosidad es consumido por herbívoros y las semillas, listas para germinar, caen al suelo.

Luego del eoceno, (aproximadamente hace 30 millones de años) las plantas con flores colonizaron nuestro planeta diversificándose y adaptándose a todos los ambientes terrestres (y algunos acuáticos) que presenta el planeta.