Biología Vegetal - Universidad de Chile

UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS ECOLOGICAS
B IOLOGIA VEGETAL
Pre-requisitos
: BIOLOGIA CELULAR
Créditos
: 12
OBJETIVOS DEL CURSO
I.
Presentar una visión global e integrativa de la diversidad de pl antas examinando
las principales características morfológicas, anatómicas, reproductivas y
ecológicas de los grupos taxonómicos.
II.
Analizar, dentro del marco de tiempo geológico, las relaciones filogenéticas de los
grupos taxonómicos dando énfasis especial a las adaptaciones vegetativas y
reproductivas adquiridas en la colonización de los ambientes terrestres y a la
coevolución entre plantas y otros grupos de organismos.
III.
Integrar el conocimiento básico de los grupos de plantas estudiados en una visió n
sinóptica de la flora y vegetación de Chile.
IV.
Reforzar la importancia de la sistemática para el biólogo mediante experiencias de
trabajo en el terreno.
V.
Fomentar una actitud analítica y crítica en el alumno a través de la presentación
oral y discusión de material bibliográfico complementario a los principales temas
del curso.
CLASES TEÓRICAS
UNIDAD I. Introducción a la Biología Vegetal
Sinópsis del curso. Las plantas en el esquema general de clasificación de los organismos.
Principios de la Clasificación Botánica. La escala de tiempo geológico y los grandes eventos
en la historia evolutiva de las plantas.
UNIDAD II. La Célula Vegetal
Características de la célula vegetal eucariótica: vacuola, cloroplastos, amiloplastos,
leucoplastos, cromoplastos, pared celular, plasmodesmas, glioxisomas y peroxisomas,
cuerpos proteicos. Composición y morfogénesis de la pared celular.
UNIDAD III. Algas y Líquenes
Las Algas: Registro fósil en las formaciones del Precámbrico. Origen de las Algas. Bases
para la clasificación de las Divisiones: pigmentos fotosintéticos y accesorios a la fotosíntesis,
productos de reserva, pared celular, morfología y estructura de flagelos y cloroplastos.
Divisiones Chlorophyta, Charophyta, Phaeophyta, y Rhodophyta. Niveles de organización
morfológica (colonias, filamentos, sifones, parénquimas). Líneas de evolución morfológica,
relaciones filogenéticas entre las Divisiones y posición de éstas en el sistema de clasificación
de Whittaker. Reproducción vegetativa y sexual (isogamia, anisogamia, oogamia). Ciclos de
vida haplónticos, diplónticos, diplo-haplónticos y trifásicos. Ecología, zonación intermareal y
distribución geográfica. Uso económico de las Algas. Potencial del recurso en Chile.
Los Líquenes: características de la simbiosis; morfología, ultraestructura y fisiología.
Modalidades de reproducción. Rol ecológico de los líquenes y su valor como indicador de la
contaminación atmosférica.
UNIDAD IV. Briófitas y Pteridófitas
Organización, características generales y abundancia actual de las plantas terrestres novasculares (Bryophyta) y vasculares (Tracheophyta). El origen de las plantas terrestres:
evolución de la División Psilophyta en el Devónico y su relación con las Algas verdes.
Radiación de las Divisiones Sphenophyta, Lycophyta, Pterophyta, y Bryophyta en el
Paleozoico. El origen el ciclo de vida diplo-haplóntico heteromórfico de las plantas
terrestres. Significado ecológico de la dominancia de la fase haploide o gametofítica en la
División Bryophyta y de la fase diploide o esporofíta en las divisiones de plantas vasculares.
Origen y evolución gradual de la heterosporia. Ciclo de vida en helechos homospóricos y
heterospóricos.
Distribución de las Divisiones Bryophyta y Pteridophyta en Chile. Diversidad de géneros y
especies en Chile.
UNIDAD V. Gimnospermas
La evolución de la semilla y el proceso de la polinización en la División extinguida
Pteridospermophyta (helechos con semillas). Características generales, abundancia actual e
historia evolutiva de las Divisiones Cycadophyta, Ginkgophyta, Coniferophyta, Gnetophyta
durante el Mesozoico. Eventos causales de extinciones masivas de Gimnospermas a finales
del Mesozoico. Patrones actuales de distribución extratropical de la División Coniferophyta y
distribuciones relictas de las restantes divisiones de Gimnospermas. Relaciones filogenéticas
entre las divisiones de Gimnospermas actuales y extinguidas. Bases para la clasificación de
las familias de Coniferophyta. Importancia de las Coníferas como recurso forestal.
Las Gimnospermas chilenas: estadística de familias, géneros y especies, endemismos,
distribuciones restringidas y causas de su menguada representatividad.
UNIDAD VI. Angiospermas
Características y abundancia actual de la División Anthophyta y el registro fósil a partir del
Cretácico Medio. Radiación de las Angiospermas en el Cretácico Superior y Cenozoico.
Diferencias entre Monocotyledoneae y Dicotyledoneae y tiempo de aparición.
Organización morfológica, meristemos, crecimento bipolar, actividad periódica versus
continua de los meristemas apicales y su relación con parámetros ambientales, dominancia
apical y patrones de ramificación. Diversificación del hábito. Organización interna y
evolución de complejidad de los meristemas apicales: células apicales versus organización
túnica-corpus, características generales de la célula meristemática, la cofia de las raíces.
Definición de crecimiento primario y secundario. Diferenciación de tejidos partir de los
meristemos apicales y del cambium vascular, actividad periódica del cambium. Tejidos
simples: características y función de parenquima, colénquima, esclerenquima. Características
y funciones de tejidos complejos: epidermis y sus modificaciones, corteza, médula, xilema y
floema, peridermis. Inclusiones celulares. Anatomía de tallos, raíces y hojas: distribución de
haces vasculares, anillos anuales, madera homogénea versus heterogénea.
Reproducción en las Angiospermas. La flor como órgano reproductor; flores primitivas
versus avanzadas. Evolución de simetría bilateral y enantiomorfía. Origen filogenético del
óvulo y ovario. Variación en sexualidad.
Avances evolutivos en el ciclo de vida de las Angiospermas: reducción de los gametofitos
masculinos y femeninos, estructura y variación del saco embrional, diversificación de la
exina del los granos de polen, tipos de dehiscencia de los anteras. Los procesos de
polinización y fertilización, el papel del estigma y estilo, doble fertilización. El desarrollo del
endosperma, semilla y fruto. Semillas exalbuminosas versus albuminosas. Clasificación
morfológica de frutos.
La polinización y dispersión de frutos y semillas en un contexto ecológico: polinización y
dispersión abiótica versus biótica. Conceptos de coevolución y coadaptación. Relación entre
la pigmentación de flores y frutos y el espectro visible de los animales visitantes. Evolución
de nectarios florales y relación entre la composición del néctar y los hábitos alimenticios de
los animales visitantes. Pseudocopulación en Orchidaceae. Síndromes de polinización y
dispersión: anemofilia, entomofilia, ornitofilia, quiropterofilia, anemocoria, etc. Tendencias
latitudinales en los síndromes de polinización y dispersión. Patrones en las comunidades
vegetacionales chilenas.
Teorías del origen las Angiospermas y de los Monocotyledoneae y Dicotyledoneae:
acercamiento clásico versus cladístico. Teorías explicativas de la diversidad de las
Angiospermas. Bases de la clasificación de las subclases de Monocotyledoneae y
Dicotyledoneae, su edad evolutiva, abundancia, distribución geográfica y relaciones
filogenéticas.
Las Angiospermas de la flora de Chile; estadística de Clases, Subclases, Familias, Géneros y
Especies. Relación entre la antigüedad de las subclases y la evolución del paisaje chileno en
el tiempo.
UNIDAD VII. Historia de los bosques de Chile
Factores climáticos determinantes de la distribución actual de los bosques del sur de
Sudamérica: regímenes de lluvias, efecto de sombra de lluvias de los Andes, Corriente de
Humboldt. Elementos biogeográficos de la flora de bosques: eventos geológicos y climáti cos
asociados a su origen, disyunciones Gondwánicas, australasianas, neotropicales, con Norte
América, glaciales. Neo- y paleoendemismos. Áreas de alta diversidad de especies y
prioridades de conservación.
PRÁCTICOS (ver calendario anexo)
Los prácticos se realizan los laboratorios se llevarán a cabo la Facultad de Ciencias. Los
prácticos que requieren uso de computadores se realizan en el Laboratorio de Ecología y
Sistemática Vegetal, Departamento de Biología. Se cuenta con material en cantidad limitada,
lo que hace necesario organizarse para el trabajo en grupos.
TRABAJO DE TERRENO
Reconocimiento de la composición florística y estructura de algunas comunidades vegetacionales
de matorral esclerófilo y montano de Chile central (un día de terreno en Villa Paulina, Santuario
Yerba Loca).
SEMINARIOS
Se seleccionan trabajos que tienen relación con los temas tratados en las clases teóricas. Cada
alumno debe presentar oralmente un seminario en el transcurso del curso. Se entregarán
fotocopias de los trabajos a los alumnos al principio del semestre.
HORARIO
El curso consta de 8 horas semanales durante 16 semanas. Las clases teóricas y prácticas ocupan
4 y 6 horas por semana, respectivamente. Los trabajos de terreno se realizan en horas fuera de las
programadas.
EVALUACION
Exámenes teóricos (3)
Exámenes prácticos (2)
Seminarios
Informes de laboratorio y terreno
50%
20%
10%
15%
TEXTOS
Raven, P. H., Evert, R. F. & S. E. Eichhorn. 1992. Biology of Plants, 6 Edición. Worth
Publishers Inc., New York.
Scagel, R. F., Bandoni, R. J., Rouse, G. E., Schofield, W. B., Stein, F., & T. M. C. Taylor.
1973. El Reino Vegetal. Ediciones Omega, S. A., Barcelona.
CALENDARIO DE CLASES - BIOLOGIA VEGETAL
Mes-Día
Fecha
Hora
Tema
Lab. Viernes
(14:30 – 19:30 hrs.)
AGOSTO
Jueves
5
14:3016:00
Introducción
Viernes
6
10:1511:45
Grandes hitos en historia de las plantas
Jueves
12
4. bloque Célula Vegetal
Viernes
13
2. bloque Algas, origen y evolución
Jueves
19
Algas, sistemática, reproducción
Viernes
20
Algas, niveles de organización
Jueves
26
Algas, ecología y distribución
Viernes
27
SEMINARIOS I (algas)
2
SEMINARIOS (algas)
SEPTIEMBRE
Jueves
Algas I
Algas II
Viernes
3
EXAMEN TEORICO I (Célula Vegetal,
Algas)
Jueves
9
Introducción a las plantas terrestres
Viernes
10
Líquenes
Jueves
16
Briófitas
Viernes
17
Pteridófitas I
Jueves
23
Pteridófitas II
Viernes
24
Pteridófitas III
Jueves
30
Gimnospermas I
Viernes
1
No hay
Jueves
7
Gimnospermas II
Viernes
8
Gimnospermas III
Jueves
14
SEMINARIOS II (líquenes, briofitas, helechos,
gimnospermas.
Viernes
15
Crecimiento primario, meristemas
Jueves
21
Viernes
22
EXAMEN TEORICO II (Briófitas,
Líquenes, Pteridófitas, Gimnospermas)
Jueves
28
Crecimiento primario, tejidos
Viernes
29
Crecimiento secundario
Jueves
4
Crecimiento secundario
Viernes
5
Angiospermas I
Jueves
11
Angiospermas II
Viernes
12
Angiospermas III, polinización
Briófitas/Líquenes
Pteridofitas
OCTUBRE
Examen Práctico I
Gimnospermas
Crecimiento 1°
NOVIEMBRE
Jueves-Viernes 18-19
Sociedad de Biología
Jueves
Angiospermas: IV dispersión
25
Crecimiento 2°
Morfología floral
Viernes
26
Angiospermas: V Sistemática
SABADO
27
TERRENO: material esclerófilo y andino
Jueves
2
Flora de Chile
Viernes
3
SEMINARIOS III (Angiospermas)
Jueves
9
Fitogeografía de Chile
Viernes
10
No hay
Jueves
16
EXAMEN TEORICO III (Crecimiento
Angiospermas)
Morfología frutos
DICIEMBRE
Examen Práctico II