PLANTAS TERRESTRES

Un helecho, criptógama y primera planta con vasos conductores aunque no productora ni de semillas ni de flores

Un pequeño resumen de los tipos de plantas terrestres y sus principales características diferenciadoras

Partes corporales de un musgo (briófito), sin verdaderas raíces, tallos y hojas (rizoides, cauloides y filoides) y reproducción por esporas. Posiblemente las primeras plantas terrestres en aparecer

Partes corporales de un helecho

Las plantas verdes abarcan desde la pequeña mala hierba hasta la enorme secuoya. Las células de todas ellas son eucariotas, con núcleo y paredes celulares compuestas de celulosa, y la gran mayoría obtienen su energía mediante la fotosíntesis. Las primeras espermatófitas fueron los helechos con semilla, ya extintos. Las semillas constan de un embrión (un óvulo fecundado) y su reserva de alimento envueltos por una cubierta protectora. Esas semillas pueden permanecer inactivas durante años después de ser liberadas por la planta. Hace unos 12000 años, en muchas partes del mundo el ser humano empezó a cultivar plantas fanerógamas silvestres, transformándose así de cazador - recolector en agricultor. Las fanerógamas son nuestra principal fuente de alimento, pero también de combustible, madera (de las que carecen las plantas sin semillas) y medicamentos. Las criptógamas, que incluyen los helechos, los musgos, las hepáticas y los equisetos, no producen flores y no crecen a partir de semillas.

Evolución vegetal, la consquista de la tierra firme

Las defensas de las plantas contra los hervíboros

Hace unos 400 millones de años, 50 millones de años después de la aparición de las primeras plantas terrestres, los insectos se daban auténticos festines a costa de las plantas, según revelan pruebas fósiles. Los primeros vertebrados terrestres, los anfibios, que datan de hace unos 360 millones de años, al principio se alimentaban de peces e insectos, pero poco después introdujeron plantas en su dieta. Los herbívoros son animales que han adaptado su anatomía y su fisiología a la ingesta de materia vegetal, rica en hidratos de carbono, como principal componente de su dieta. Para disuadir a los herbívoros y aumentar sus posibilidades de supervivencia y su capacidad reproductiva, las plantas han desarrollado mecanismos de defensa físicos y químicos que pueden desalentar, lesionar o incluso matar a sus depredadores. Pero, al mismo tiempo que evolucionaban las plantas, también lo hacían los herbívoros (guerra de armamentos), para superar o reducir la efectividad de esos mecanismos de defensa y así poder continuar con su dieta vegetal.

Las defensas físicas o barreras mecánicas, como las espinas de los tallos de las rosas o los cactus, tienen como finalidad ahuyentar o herir a los herbívoros. Los tricomas son pelos que cubren las hojas y los tallos de las plantas, con un eficaz efecto disuasivo para la mayoría de los herbívoros, si bien algunos han desarrollado mecanismos de contradefensa. Las ceras y resinan que revistes partes de algunas plantas modifican su textura y hacen que las paredes celulares resulten difíciles de comer y digerir.

Las sustancias químicas producidas por las plantas con fines defensivos son productos derivados de su metabolismo, metabolitos secundarios que no participan en funciones fundamentales como el crecimiento, el desarrollo o la reproducción. Más bien favorecen la supervivencia de la planta a largo plazo, pues actúan como toxinas o repelentes contra los herbívoros. Entre otras sustancias químicas están clasificadas como alcaloides y glucósidos cianogénicos, que en ambos casos contienen nitrógeno. Los alcaloides, derivados del metabolismo de los aminoácidos, incluyen sustancias tan familiares como la cocaína, la estrictina, la morfina y la nicotina, esta última empleada durante mucho tiempo como insecticida en jardines y campos agrícolas. Los alcaloides tienen efectos adversos en los herbívoros: modifican la actividad de sus enzimas, inhiben la síntesis de proteínas y los mecanismos de reparación del ADN, e interfieren en la función nerviosa. Cuando los herbívoros se alimentan de plantas que contienen glucósido cianogénico, su organismo libera cianuro de hidrógeno, que intoxica la respiración celular del depredador.

Las espinas, una defensa física de las plantas frente a la herbivoría 

La mayoría de las sustancias psicotrópicas como la atropina, la cocaína o la nicotina (alcaloides) engloban un tipo de defensa química de las plantas frente a la herviboría

Las semillas del éxito

Las primeras plantas, emparentadas con los musgos y helechos modernos, aparecieron hace unos 450 millones de años y dominaron el mundo vegetal durante unos 100 millones. Aquellos primeros helechos no tenían semillas y dependían del agua para su reproducción sexual. El gametófito masculino liberaba células sexuales masculinas, que debía nadar por una película acuosa hasta encontrarse con un óvulo y fecundarlo, para así formar un cigoto. Las fanerógamas, uno de los organismos más importantes del planeta, aparecieron hace unos 350 millones de años y desde entonces han sido la forma de vegetación dominante y la más familiar. Las semillas y el polen han permitido a las plantas prosperar en tierra, al liberarlas de la dependencia del agua para su reproducción y permitirles adaptarse a la sequía y a la dañina radiación ultravioleta del sol.

Los helechos producen un único tipo de espora, que dan lugar a un tipo de gametófito bisexual. Con el tiempo, algunas de esas plantas evolucionaron en fanerógamas, que generan dos tipos de esporas: una microspora, que da lugar a múltiples gametófitos masculinos, y una macrospora, que produce un único gametófito femenino. El gametófito femenino y su cubierta protectora firman una semilla inmadura que se conoce como óvulo. Los granos de polen son gametófitos masculinos que contienen el esperma masculino en una cubiera protectora, para evitar que se seque, protegerlo de daños mecánicos y permitirle desplazarse largas distancias y diseminar sus genes. A diferencia del semen de las criptógamas, que deben alcanzar el óvulo, el semen de las fanerógamas viaja de forma pasiva, transportado por corrientes de aire o animales.

La transferencia del polen hasta la parte de la planta que contiene el óvulo es lo que se conoce como polinización. Cuando el óvulo es fecundado, produce un embrión que desarrollará una semilla. Las semillas protegen y nutren al embrión, permitiéndole permanecer inactivo durante décadas hasta que se den condiciones favorables para su germinación.

Las fanerógamas (plantas con órganos sexuales visibles) son de dos tipos principales: 

1. Gimnospermas (semillas desnudas), entre las que se encuentran las coníferas.
2. Angiospermas (plantas de flor), de las que hay unas 25000 especies, en torno al 90% del mundo vegetal.

Proceso de germinación de una semilla

Ciclo reproductivo de un helecho, con un único gametófito bisexual