Tema 4. Angiospermas. Parte 1 PDF

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Botánica Tema 4. Angiospermas. Generalidades y sistemática. Parte 1

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Tema 4: Angiospermas. Generalidades y sistemática. Parte 1 Índice 1.

Generalidades sobre las Angiospermas ..................................................... 3

2.

Morfología, organografía y anatomía vegetal de las angiospermas .................... 4

3.

La flor completa ............................................................................... 5

4.

Sexualidad de las plantas .................................................................... 5

5.

Ciclo biológico ................................................................................. 6

6.

El fruto. Carpología ........................................................................... 7

7.

Sistemática de Angiospermas ................................................................ 9

8.

Referencias bibliográficas ................................................................... 15

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Tema 4: Angiospermas. Generalidades y sistemática. Parte 1 1.

Generalidades sobre las Angiospermas Las angiospermas son plantas con flores completas y verdadero fruto. Constituyen actualmente la Clase Magnoliopsida (para otros autores Div. Magnoliophyta) que toman su nombre de la magnolia o magnolio una angiosperma primitiva, árbol norteamericano muy bello que plantamos con frecuencia en los jardines. Grupo de vegetales más numeroso en la actualidad y de mayor éxito evolutivo. Con unas 250.000 a 300.000 especie. Incluye las plantas más importantes para la vida y supervivencia del ser humano, que depende de ellas como fuente principal de alimentos y de otros recursos. Su origen se sitúa en el Cretácico inferior (140 m.a.), no hay restos fósiles seguros ni del Triásico, ni del Jurásico. Se originaron en zonas tropicales o subtropicales y luego migraron. Las floras de aquel tiempo estaban dominadas por pteridófitos (helechos) y gimnospermas. Evolucionaron rápidamente y en el Cretácico Medio en que empezaron a mostrarse como dominantes, desplazando a las Gimnospermas.

Características botánicas:       

Leñosas o herbáceas. Tejidos conductores: Tráqueas o traqueidas. Presencia de tráqueas (vasos de la xilema) y tubos cribosos con células anejas en el floema. Flores diferenciadas completas y llamativas (salvo excepciones). Órganos reproductores en flores completas, usualmente hermafroditas. Gametofito muy reducido, a su mínima expresión (polen primordio seminal). Presencia de frutos. Gran variedad. Polinización por insectos: entomogamia, también de forma secundaria anemogamia.

Presentan ventajas evolutivas frente a gimnospermas lo que las hace en general mejor adaptadas y más evolucionadas. Cuatro ventajas sobre las Gimnospermas: 1.

Polinización zoógama, más segura, favorecida por el hermafroditismo.

2.

Protección de los primordios seminales (mal llamados óvulos) encerrados en un ovario o pistilo. Futuro fruto.

3.

La rapidez de la reproducción sexual, favorecida por la mayor reducción de los gametofitos. Mayor eficiencia reproductora.

4.

La plasticidad del cuerpo vegetativo, que con un sistema de xilema y floema más eficaz permite una adaptación rápida y un mayor aprovechamiento más eficiente de los biotopos.

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Morfología, organografía y anatomía vegetal de las angiospermas La organografía es la rama de la botánica que estudia los diferentes tejidos y órganos de los vegetales superiores, así como sus formas y adaptaciones. Principales partes de la planta y órganos vegetales:        

RAICES TALLOS YEMAS HOJAS FLORES INFLORESCENCIAS FRUTOS Y SEMILLAS INFRUTESCENCIAS

Nosotros estudiaremos aquí, más detalladamente, sólo las partes reproductivas (flores y fruto), las más importantes a la hora de distinguir y estudiar las familias. Une con flechas el esquema.

FRUTOS SEMILLAS INFRUTESCENCIAS

INFLORESCENCIAS

FLORES

HOJAS

YEMAS

TALLOS

RAICES

Figura 1. Diferentes órganos de un vegetal superior. Elaboración propia.

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La flor completa Los órganos reproductores (estambres y carpelos) suelen estar protegidos por unas piezas foliares que constituyen la envoltura floral o perianto. El perianto es una estructura floral que corresponde a la envoltura que rodea a los órganos sexuales; constituye la parte no reproductiva de la flor. Formada por cáliz y corola. Parte reproductiva  

Androceo: conjunto de órganos masculinos (estambres: filamento + antera). Gineceo: conjunto de órganos femeninos (ovario, estilo, estigma).

Parte no reproductiva: perianto  

Corola: conjunto de pétalos. Cáliz: conjunto de sépalos.

Imagen 1. Partes de la flor tipo y diagrama floral en corte idealizado. Elaboración propia.

Conocer las partes de la flor y su estructura es muy importante a la hora de reconocer las familias de las plantas e identificar las mismas. Cada familia de plantas se caracteriza por su estructura de la flor, donde más fielmente se mantienen los caracteres evolutivos.

4.

Sexualidad de las plantas Existe igualmente sexualidad en las plantas, esto viene determinado por las flores, que pueden ser bisexuales o unisexuales, y en este caso masculinas o femeninas. Lo más normal en plantas es la bisexualidad o hermafroditismo. Distinguimos 3 situaciones en cuanto a sexualidad de las plantas: 

Especies MONOICAS o HERMAFRODITAS: ambos sexos en el mismo individuo, ya sea: o o

Con flores monoicas. Ej. El almendro. Con flores separada, masculinas y femeninas, en el mismo individuo, en diferentes lugares. Ej. La encina

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Tema 4: Angiospermas. Generalidades y sistemática. Parte 1

5.



Especies DIOICAS: organismos con sexos diferentes en individuos distintos. Hay individuos con flores e individuos sin flores. Ej. La palmera, la ortiga o el tejo.



Especies TRIOICAS O ANFIOICAS: si se incluyen en una especie individuos masculinos, femeninos o hermafroditas, o con los tres tipos sexuales en el mismo individuo. El algarrobo.

Ciclo biológico En la figura de la imagen 2 se representa el ciclo completo de una angiosperma monoica, que es alternante de generaciones, con una fase haploide y otra diploide. Presenta doble fecundación. Los detalles particulares del ciclo son complejos y no los estudiamos en esta asignatura. Obsérvese la formación de los granos de polen (masculino) y del saco embrionario (femenino) que darán lugar al embrión y la semilla tras la fecundación. Véase que a partir de la flor se siguen dos caminos de desarrollo, el masculino y el femenino, que dan lugar, respectivamente, a la formación del polen y el primordio seminal u óvulo. Después de producirse una doble fecundación se forma la semilla, rodeada por el fruto. Obsérvese el momento en que se produce la Meiosis. El fenómeno de la doble fecundación es característico y diferencia a este grupo vegetal de otros. Dos núcleos espermáticos fecundan a tres células femeninas, una dará el embrión 2n y la otra el tejido nutricio o endosperma, 3n.

Imagen 2. Ciclo de una angiosperma. Wikipedia, autorizado https://www.google.es/search?q=ciclo+de+vida+angiospermas+wikipedia&tbm=isch&source=univ&sa=X&ved=2ahUKE wi1m6TSzpjgAhU2A2MBHRpgDoUQsAR6BAgAEAE&biw=1024&bih=626#imgrc=wXxy5snJBmB9MM:

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La doble fecundación es: Una característica muy importante de las angiospermas, a diferencia de otros seres vivos. Es el proceso por el cual en angiospermas se forma el zigoto (2n) y queda rodeado del endosperma secundario (3n triploide), que sirve de alimento a la semilla al germinar al inicio de la vida de la planta. Esta parte la usamos mucho en alimentación humana y animal, por ser muy nutritiva. Por ejemplo, la almendra comestible del almendruco (Prunus amigdalus).

6.

El fruto. Carpología Es la estructura que rodea a las semillas y las protege, característico y exclusivo de las plantas angiospermas, procede del ovario de la flor madurado. Los hay de muchos tipos: carnosos, secos, dehiscentes (que se abren solo en la madurez) o indehiscentes. La rama que estudia los frutos se llama Carpología. Algunos tipos frecuentes de frutos:       

Cápsula: fruto seco, polispermo y dehiscente derivado de la fusión de 2 o más carpelos; la dehiscencia puede ser por poros a lo largo de suturas, etc. Ej. amapola, jara. Silicua: fruto seco, dehiscente y polispermo consistente en 2 valvas separadas por 1 tabique. Ej. Crucíferas. Aquenio: fruto seco, monospermo e indehiscente, como los de Compositae (familia Compuestas). Ej. Pipa de girasol Nuez: fruto seco procedente de un gineceo uni o pluricarpelar, con una semilla grande y pericarpio leñoso no soldado a la semilla. Núcula: nuez de pequeño tamaño. Ej. avellana Sámara: fruto seco monospermo con pericarpo no adherido a la semilla y expandido formando un ala; es decir, es un aquenio alado. Ej. Fruto del arce Baya: fruto carnoso, indehiscente y polispermo; presenta el epicarpio delgado, y el mesocarpio y endocarpio carnosos. Ej. tomate Pomo: es fruto procedente de un ovario pluricarpelar con carpelos soldados, con la parte central dividida en cavidades de consistencia coriácea o apergaminada. Ej. Manzana.

En un fruto típico podemos distinguir 1 cubierta con 3 capas: PERICARPO. Cubierta que protege a la semilla y se origina a partir del ovario. A su vez, en el pericarpo podemos distinguir tres capas a su vez:   

Epicarpo o cubierta externa. Mesocarpo o cubierta intermedia. Endocarpo o cubierta interna.

Un fruto puede contener una o varias semillas.

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Tema 4: Angiospermas. Generalidades y sistemática. Parte 1

Imagen 3. Partes del fruto. Tomado de wikipedia. Autorizado https://www.google.es/search?q=ciclo+de+vida+angiospermas+wikipedia&tbm=isch&source=univ&sa=X&ved=2ahUKE wi1m6TSzpjgAhU2A2MBHRpgDoUQsAR6BAgAEAE&biw=1024&bih=626#imgrc=DpgvBeNpzl4NqM:

Imagen 4. Representación esquemática de las partes de un fruto (baya) y su origen en la flor. Comparativa. https://www.google.es/search?biw=1024&bih=626&tbm=isch&sa=1&ei=gjtTXJMKM3KgwfJmZDYCg&q=esquema+flor+y+fruto+&oq=esquema+flor+y+fruto+&gs_l=img.3...45114.56945..57712. . 0.0.. 0.200.1263.14j0j1......1....1..gws-wiz-img.qgFTuymbxD4#imgrc=CQqIHNszK5FwtM:

Imagen 5. Frutos del madroño. Arbutus unedo. Baya. Foto. Emilio Blanco.

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Sistemática de Angiospermas Sistemática es la ciencia de la clasificación de los seres vivos. Antiguamente la clasificación de las Angiospermas se realizaba en función de los cotiledones o primeras hojas embrionarias, distinguiendo 2 grandes bloques: Monocotiledóneas y Dicotiledóneas. Hoy en día las clasificaciones en base a las secuencias de nucleótidos del ADN y han cambiado sustancialmente La clasificación actual incluye 4 subclases: Ninfeidas, Magnólidas, Lílidas y Ranuncúlidas. Este último grupo, muy numeroso, se divide a su vez en dos: clado Rósidas y Astéridas. El esquema siguiente muestra la propuesta más admitida hasta el presente del Grupo Internacional de Filogenia de las Angiospermas (APG siglas en inglés) en 2009.

Figura 2. Sistemática de Angiospermas. Fuente wikipedia autorizado https://www.google.es/search?biw=1024&bih=626&tbm=isch&sa=1&ei=vTtTXNmVFoqDjLsP7IecoAs&q=apg+III&oq=ap g+III&gs_l=img.12.0j0i24l5.395278.399365..406795...0.0..0.110.596.6j1......2 ... 1..gws-wizimg.....0..0i67j0i30j0i8i30.J2PKbfzTEXk#imgrc=v-UczwfdwWBklM: :

En dicho esquema se puede ver como hay un grupo de angiospermas primitivas que también llamamos Ninféidas. A las Monocotiledóneas se las llama también Lílidas y a las Eucotiledóneas también Ranuncúlidas, según la fuente que se consulte. Se utiliza la categoría taxonómica de subclase para los grandes grupos de Angiospermas (4 subclases) Equivalencias (según autores y libros consultados):    

Angiospermas basales = Ninféidas (Subcl. Nymphaeidae). Magnólidas = Subcl. Magnolidae Monocotiledóneas = Lílidas (Subcl. Lilidae) Eucotiledóneas = Ranuncúlidas (Subcl. Ranunculidae)

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Tema 4: Angiospermas. Generalidades y sistemática. Parte 1 Vamos a hacer un recorrido por las diferentes subclases, estudiando tan solo las familias más importantes y los ejemplos más relevantes dandosobre todo, ejemplos en el campo de la alimentación.

Sistemática de Angiospermas I:  

SUBCLASE NINFÉIDAS SUBCLASE MAGNÓLIDAS

SUBCLASE NYMPHAEIDAE (NINFEIDAS) Grupo primitivo de plantas situadas en el origen de las angiospermas, muchas de ellas acuáticas y herbáceas. Por ello son también llamadas Angiospermas Basales. Presentan el ovario dividido, muchos pétalos y estambres de inserción espiral, caracteres todos ellos que se consideran primitivos. Destacaremos tan solo la familia de los nenúfares y lotos. NYMPHACEAE (familia del nenúfar y el loto) La familia ninfeácea (Nimphaeaceae) comprende 8 géneros y 70 subespecies, todas acuáticas, herbáceas, perennes y rizomatosas, con hojas de largos pecíolos, quedando el limbo flotando en la superficie del agua. Géneros importantes: Nymphaea, Nuphar, Nelumbo, Victoria. 9 unas 90 spp. Utilidad ornamental y religiosa: Nenúfares, lotos. Apenas tienen interés alimenticio ni terapéutico. Destaca la Victoria amazónica, la planta flotante de mayores hojas, sobre las cuales puede sujetarse un bebe sin hundirse

Imagen 6. Victoria amazonica fotografiado en el jardín botánico de Upsala. Foto autor.

SUBCLASE MAGNOLIDAE (MAGNÓLIDAS) Características: Grupo de plantas leñosas, más raramente herbáceas (paleohierbas). Hojas enteras, coriáceas y lustrosas (no siempre). Piezas florales numerosas. Las gineceo tienen numerosos carpelos generalmente libres. El androceo tiene numerosos estambres de maduración centrípeta. Polen monosulcado (1 solo poro o surco). Generalmente ricas en ac. esenciales y alcaloides bencilisoquinoleínicos.

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Tema 4: Angiospermas. Generalidades y sistemática. Parte 1 Se distinguen 4 órdenes. Entre las familias más importantes destacaremos: FAMILIA MAGNOLIACEAE (familia del magnolio) Uso ornamental principalmente. Árboles y arbustos, hojas simples, coriáceas, alternas ó espiraladas, con limbo entero o lobado, a menudo de grandes dimensiones. Flores generalmente hermafroditas, con el periantio constituido por 6-numerosos tépalos petaloideos libres. Suelen ser de gran tamaño y olorosas. Fruto en polifolículo en forma de piña ( Magnolia), imágenes 7.1 y 7.2. Las cortezas de algunas Magnolias, así como las del Liriodendron tulipifera (“Tulipero de Virginia”) se han usado como febrífugas y antirreumáticas (llamado Quino de Virginia).

Imagen 7.1. Fotos de magnolia. Fruto inmaduro que muestra su carácter primitivo con gineceo con numerosos carpelos. Abajo fruto maduro mostrando las semillas a los pájaros.

Imagen 7.2. Fotos de magnolia. Fruto inmaduro que muestra su carácter primitivo con gineceo con numerosos carpelos. Abajo fruto maduro mostrando las semillas a los pájaros.

FAMILIA ANNONACEAE (familia de la chirimoya) Cercana a la anterior, con frutos comestibles de algunas especies como el "chirimoyo" (Annona cherimolia) cuyo fruto es la "chirimoya", el "guanábano" ( Annona muricata ) y otros. Todas las especies son americanas.

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Tema 4: Angiospermas. Generalidades y sistemática. Parte 1 FAMILIA MYRISTICACEAE (familia de la nuez moscada) Destacamos Myristica fragrans (la semilla es la NUEZ MOSCADA). Condimento y conservador de alimentos (rica en eugenol). La “Manteca de nuez moscada” (75% de miristicina) es antirreumático en linimentos. El “Macis” (arilo rojizo que envuelve a la semilla) es también rico en eugenol, se usa en Farmacia como carminativo y en perfumería. La miristicina es un compuesto químico orgánico natural C11H12O3. Es un fenilpropano presente en pequeñas cantidades en el aceite esencial de la nuez moscada y se halla en menor proporción en otras especies, tales como el eneldo y el perejil. Es un insecticida natural con posibles efectos neurotóxicos. Puede presentar propiedades psicoactivas en dosis más altas que las culinarias. FAMILIA PIPERACEAE (familia de la pimienta) Esta familia presenta 6 géneros y unas 2000 especies en todo el mundo. Algunas de gran interés culinario y condimentario, destaca sobre todo Piper nigrum (PIMIENTA NEGRA). El fruto (drupa) es muy utilizado como condimento (aperitivo, estimulante del apetito) y como conservador de alimentos (antiséptico), todo por contener piperina (alcaloide derivado de la piperidina). La “pimienta verde” es el mismo fruto desecado rápidamente (estabilizado) y la “pimienta blanca” es la negra desprovista de pericarpio o cubierta del fruto. FAMILIA LAURACEAE (familia del laurel y el aguacate) Gran importancia de esta familia en zonas subtropicales incluido en Canarias y Madeira, donde forman la llamada laurisilva o bosque de nieblas. Géneros importantes: Laurus, Cinnamomum, Persea. Ocotea, Apollonias. Dastacan el laurel, la canela y los aguacates. Laurus nobilis (el LAUREL): hojas, tallos y cortezas ricos en esencias (eugenol, geraniol y cineol) se emplea como antiséptico, carminativo, condimento y conservador de alimentos. Las CANELAS Cinnamomum cassia y C. zeilanicum: las cortezas internas son las “canelas de la China y de Ceilán” respectivamente, ricas en aceite esencial con Aldehído cinámico y eugenol. Son usadas como medicinales: relajante, sedante del S.N.C. y emenagogo. También se utilizan como condimento y conservador de alimentos La Persea americana es el AGUACATE, un árbol grande cuyos frutos (bayas) son muy ricos en ácidos grasos, proteínas y vitaminas (la fruta más nutritiva). Por ello se ha denominado la mantequilla de árbol. Gran importancia en la cocina para nuevos y originales platos. Tiene hasta el 30% de lípidos (generalmente 10- 15%), sobre todo aceite oleico, y gran cantidad de vitaminas, especialmente D y E y minerales.

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Tema 4: Angiospermas. Generalidades y sistemática. Parte 1

Imagen 8. Foto aguacatero. Persea americana. Porrúa Asturias. Foto Emilio Blanco.

FAMILIA ILLICIACEAE (Familia del anís estrellado) Incluye un solo género con unas 40 especies. Destaca el ANÍS ESTRELLADO. Su fruto es muy característico: el Illicium verum es un poli folículo ll...