Botánica: diversidad

Botánica: diversidad
Organismos tradicionalmente estudiados por los botánicos: plantas, algas y hongos
Sistema de clasificación (Ap. C)
Botánica: diversidad (Ap. C)
 Código internacional de nomenclatura (2012)
 Algas (incl. cianobacterias)
 Reino Protista + Dom. Bacteria
 Hongos (R. Fungi + R. Protista)
 Plantas verdaderas (R. Plantae)
Terminaciones ≥ familia
17: Virus y procariotas
 → BIOL 3770 (Microbiología)
 Virus: herramientas y patógenos de plantas: PROC …
 Procariotas
 Dominios Archaea y Bacteria
Archaea: Thermus aquaticus
Dominio Bacteria
 Herramientas y patógenos de plantas: PROC …
 Agrobacterium, plásmidos, enzimas de restricción, etc.
 Rhizobium: fijación biológica de nitrógeno + cianobacterias
Cianobacterias
 Organismos ambirregnales
 ICN: División Cyanophyta
 Procarióticas, a veces fijadoras de nitrógeno, con pigmentos accesorios similares a los
de las algas rojas
Cianobacterias
 Unicelulares, coloniales o filamentosas, de agua dulce o marinas + líquenes
 Afloramientos y toxinas
 Teoría de endosimbiosis …
 Lab 2: Gloeocapsa, Anabaena
Cianobacterias: Anabaena
18: Algas (eucarióticas)
 Reino Protista: 6 divisiones …
 Euglenophyta, Dinophyta (Pyrrophyta), Bacillariophyta, Phaeophyta, Rhodophyta,
Chlorophyta
 Pigmentos, habitáculo, forma …
Divisiones (filos) de algas
Evolución de plastidios
Algas unicelulares – coloniales
 División Euglenophyta (euglenoides)
 División Dinophyta o Pyrrophyta (dinoflagelados)
 División Bacillariophyta (diatomeas)
División Euglenophyta
División Dinophyta
Dinophyta: dinoflagelados
 Componente del fitoplancton
 Zooxantelas en corales, etc.
 Afloramientos (marea roja) y toxinas (ciguatera)
 Bioluminiscencia
Toxicidad de algas
Bioluminiscencia en Vieques !
División Bacillariophyta
 Diatomeas
 Sílice → diatomita
 Fitoplancton
 Diversidad y relaciones …
Algas ± multi- o pluricelulares
 División Phaeophyta (algas pardas)
 División Rhodophyta (algas rojas)
 División Chlorophyta (algas verdes) !
División Phaeophyta
 Todas multicelulares
 Sargassum, Padina
 Algina o ácido algínico
División Rhodophyta
 Diversidad, en Puerto Rico !
 Productos: agar, carragenina, nori → “sushi” …
División Chlorophyta
 Diversidad morfológica, de especies, de habitáculo …
 Antepasados de las plantas …
 Ciclos de vida representativos
 Chlamydomonas, Oedogonium
Ciclos de vida
 Cigótico, gamético, espórico
 Repaso al final de la sección de diversidad ☻ …
 Esporangio asexual vs. sexual
 Gametangios, uni- vs. bisexual
Ciclo de vida cigótico
 Ciclo de vida haplobióntico haploide: repaso después ☻
 Chlamydomonas (unicelular, isogámico) vs. Oedogonium (filamentoso, oogámico)
 Oogonio (♀) vs. anteridio (♂)
Chlamydomonas
Oedogonium
Volvox, Ulva
Antepasados de las plantas …
Reino Protista: “hongos”
 División Myxomycota (mixomicetos, hongos o mohos mucilaginosos)
 División Oomycota (oomicetos u hongos huevo)
División Myxomycota
 Plasmodio
División Oomycota
 Oospora
 Saprolegniales
 Saprolegnia
 Gamético, haplobióntico diploide ☻
División Oomycota
 Esporangio
 Oogamia
 Gametangios
 Oogonio (♀)
 Anteridio (♂)
 Laboratorio 10
División Oomycota
 Orden Peronosporales
 Plasmopara viticola
 Mezcla de Burdeos: CuSO4 + Ca(OH)2: primer fungicida
 Phytophthora infestans …
19: Hongos verdaderos
 Reino Fungi o Mycota
 Divisiones Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota
 Deuteromicetos, asociaciones simbióticas: líquenes, etc.
Hongos: estructura
 Hifas, micelio
 Septo vs. cenocítico
 Pared celular de quitina: Reino Fungi
Alimentación, reproducción
 Saprofitos, saprobios, parásitos (patógenos), depredadores
 Anamorfa (zoospora, conidio) vs. teleomorfa
 Di- (hetero-) cariótico (n + n)
Hongos: funciones e impactos
División Chytridiomycota
 Células móviles (flageladas), a diferencia de los otros hongos verdaderos
División Zygomycota
 Rhizopus
 Cigospora
 Cigótico, haplobióntico haploide ☻
 Isogamia, cepas
División Ascomycota
 Ascospora, asca, ascocarpo
 Levaduras, Claviceps / centeno
 Cornezuelo, ergotismo, brujería
División Ascomycota
 Peziza ☻
 Etapa dicariótica (n + n), plasmogamia vs. cariogamia
 Conidios …
Ascomicetos de Puerto Rico
Deuteromicetos
 “Hongos imperfectos”
 Aspergillus, Penicillium
 Conidios, ADN …
División Basidiomycota
División Basidiomycota
Homobasidiomicetos
 Clase Basidiomycetes
 Coprinus ☻
 Basidiospora, basidio, basidiocarpo
Homobasidiomicetos
 Fase dicariótica (n + n) (muy) larga
 Esterigma
 Setas comestibles vs. tóxicas
Homobasidiomicetos de PR
Homobasidiomicetos de PR
Heterobasidiomicetos
 Clases Teliomycetes, Ustilagomycetes
 Hongo autoico vs. heteroico
 PROC …
Asociaciones simbióticas
 Micorrizas – Cap. 4, Lab 3
 Líquenes (crustoso, folioso, fruticoso) – Laboratorio 10
 Asociaciones con insectos, etc.
 Hormigas cortadoras de hojas
Asociaciones simbióticas
Agradecimiento
 Dra. Sandra Maldonado Ramírez
 Por las fotos y la información micológica …
Botánica: diversidad
Organismos tradicionalmente estudiados por los botánicos: hongos, algas y plantas
Sistema de clasificación (Ap. C)
Botánica: diversidad (Ap. C)
 Código internacional de nomenclatura (2012)
 Hongos (R. Fungi + R. Protista)
 Algas (incl. cianobacterias)
 Reino Protista + Dom. Bacteria
 Plantas verdaderas (R. Plantae)
Terminaciones ≥ familia
Reino Plantae (10–12 “filos”)
 Algas verdes …
 Briofitos
 Licofitos
 Pteridofitos
 Gimnospermas
 Angiospermas
20: Briofitos: Laboratorio 11
Briofitos: musgos, hepáticas …
 Hepatophyta: ~ 6,000 especies (mundial) / 232 (Puerto Rico)
 Folioso vs. taloso: Marchantia
 Anthocerophyta: ~ 100 / 7
 Bryophyta: ~ 9,250 / 287
 Sphagnum: turba (“peat moss”)
Dra. Inés Sastre De Jesús
Briofitos y su origen …
Briología: BIOL 5016
 Rizoides, hidroides y leptoides, gametofito vs. esporofito, protonema, gametangios
(arquegonio ♀ vs. anteridio ♂) vs. esporangio (cápsula), reproducción asexual …
Ciclo de vida espórico
Hepáticas talosas vs. foliosas
Marchantia: Copa de gémulas
Marchantia: Ciclo de vida
Traqueofitos
 Plantas vasculares criptogámicas: Laboratorio 11
 Licofitos y pteridofitos
 Plantas fanerogámicas: Laboratorio 12
 Gimnospermas y angiospermas
21: Licofitos y pteridofitos
Licofitos y pteridofitos: fósiles
Microfilas vs. megafilas
Licofitos (existentes)
 Lycophyta: 900 – 1,200 / 24
 Lycopodium s.l.
 Selaginella
 Isoetes …
Pteridofitos (existentes)
 Psilo(to)phyta: varias especies, una en PR: Psilotum nudum
 Sphenophyta (Equisetum): ~ 15
 No representada en Puerto Rico
 Pterophyta (helechos diversos): ≥ 11,000 especies / 385 (en PR)
Pteridofitos (existentes)
Div. Pterophyta: diversidad
 Helechos “primitivos”, “verdaderos”, acuáticos …
 Fronde (m.) o fronda, “rabo de mono”, pinna, soro, indusio, anillo, protalo …
Div. Pterophyta: diversidad
Helecho verdadero: c.d.v. …
Helechos: soros, indusios …
Evolución de la heterosporia
 Homo- vs. heterosporia
 Esporofila, esporangio, espora
 Mega- vs. micro- …
 Desarrollo del gametofito
 Exospórico vs. endospórico
Lycopodium vs. Selaginella
Selaginella: heterosporia …
Lico- y pteridofitos: resumen
Plantas fanerogámicas
 Gimnospermas
 Semillas “desnudas”
 Angiospermas
 Semillas en envases (frutos)
22: Gimnospermas: Lab 12
Gimnospermas: ciclo de vida
Gimnospermas: divisiones
 Cycadophyta: 140 – 150 / 1 – 5
 Zamia (marunguey)
 Ginkgophyta: monotípico (1)
 Ginkgo biloba
 No representada en Puerto Rico
Cycadophyta, Ginkgophyta
Gimnospermas: divisiones
 Coniferophyta o Pinophyta: ~ 550 en ~ 50 géneros / 1
 Podocarpus coriaceus, Pinus
 Bosque boreal o taiga
 → Madera, papel, resinas …
 Más información en el texto …
Coniferophyta o Pinophyta
Coniferophyta o Pinophyta
 Pinus longaeva o Pinus aristata
 Sequoia sempervirens →
 Sequoiadendron giganteum
Gimnospermas: divisiones
 Gnetophyta: ~ 70 especies
 Gnetum
 Ephedra → efedrina
 Welwitschia mirabilis
 No representada en Puerto Rico
División Gnetophyta
Pinus (pino): ciclo de vida
23: Angiospermas: Lab 12
División Magnoliophyta …
 Importancia económica
 Evolución y clasificación
 Ventajas: polinización, etc.
 Diversidad: familias …
 Ciclo de vida típico …
Angiospermas: uso humano
Angiospermas: evolución
Angiospermas: ventajas
Angiospermas: ~ 250,000 …
 División Magnoliophyta …
 Clase Magnoliopsida (dicotiledóneas): ~ 165,000 / ~ 2,000–
 Clase Liliopsida (monocotiledóneas): ~ 65,000 / ~ 700+
 Diferencias …
Angiospermas: clasificación
Angiospermas: familias
Angiospermas: ciclo de vida
Angiospermas: ciclo de vida
 Saco embrionario
 Huevo, 2 sinérgidas, 3 células antipodales, 2 núcleos polares
 Fecundación doble → núcleo endospérmico primario (3n), dos tegumentos, etc. …
Repaso de diversidad, c.d.v.
 Cianobacterias + algas eucarióticas, “hongos”
 Plantas criptogámicas y fanerogámicas
 Repaso de los ciclos de vida …
Ecología vegetal
Estudio de las plantas en su medio ambiente: a nivel global, regional, local …
Ecología vegetal
 Otros cursos disponibles …
 BIOL 3125 (Princ. de Ecología)
 AGRO 4026 (Ecol. de Cultivos)
 Otras experiencias …
 Asociaciones estudiantiles, etc.
Ecología vegetal
 οικος = hogar + λογος …
 Ecología (1869): estudio de los organismos en su medio ambiente: abiótico vs. biótico
 Laboratorio 13
Estudios ecológicos
 Diseño experimental, muestreo, análisis estadístico de datos
 Localización, documentación
 Laboratorio 13 …
Muestreo: cuadrante, transecto
Localización, documentación
24: Ecología vegetal y biosfera
 Factores abióticos
 Climáticos (luz, humedad, temperatura, viento) vs. edáficos (suelo) + otros (fuego)
…
 Perturbaciones …
El Niño vs. La Niña …
Efectos de latitud (vs. altitud)
Biosfera y sus componentes
 Organismo – población – comunidad – ecosistema – biosfera (litosfera, hidrosfera,
atmósfera)
Biosfera y sus componentes
 Biosfera: –200 m a +6,000 m snm
 Ecosistema: unidad funcional de estudios en la ecología
Reinos biogeográficos
Biomas (tipos de vegetación)
 Alejandro von Humboldt …
 Divisiones terrestres más grandes del mundo
 Reconocidos por su vegetación y su vida animal distintivas
Biomas (tipos de vegetación)
 Factores determinantes
 Condiciones climáticas
 Temperatura
 Precipitación
 Altitud …
Efecto de altitud (vs. latitud)
Biomas terrestres (Lab 13)
Tipos de biomas o vegetación
Tipos de biomas o vegetación
 Tundra, bosque boreal o taiga, bosque templado deciduo o caducifolio, bosque o selva
tropical, pradera / estepa / pampas, sabana, chaparral, desierto → Laboratorio 13
Tipos de biomas o vegetación
Tipos de biomas o vegetación
Bosque deciduo: estaciones
Biomas acuáticos
Biomas acuáticos
25: Ecosistemas, componentes
 Dinámica y función
 Poblaciones e interacciones bióticas
 Ecología de comunidades y ecosistemas, impacto humano
Ecología poblacional
 Distribución, abundancia, dispersión, demografía
 Fenología, polinización, sistema reproductivo, dispersión, germinación, establecimiento
Ecología poblacional
 Plantas raras y en peligro de extinción
 Amenazas naturales, antropogénicas
Distribución en el espacio
Distribución por edades
Curvas de supervivencia
Crecimiento poblacional
Interacciones bióticas
 Positivas, neutrales, negativas
 Mutualismo, simbiosis
 Comensalismo
 Depredación, parasitismo, etc.
 Competencia
Interacciones bióticas
Exclusión competitiva
Comunidades y ecosistemas …
 Habitáculo vs. nicho
 Generalizado vs. específico
 Efectos de alteración, destrucción, especies exóticas, etc.
 Equivalentes ecológicos
 Especies dominantes, claves
Sucesión ecológica primaria
Sucesión ecológica secundaria
Ecosistemas: flujo de energía
 Productividad primaria
 Cadenas y redes alimentarias
 Pirámides ecológicas
 Niveles tróficos
 Magnificación biológica
Productividad primaria
Cadenas y redes alimentarias
Pirámides ecológicas
Niveles tróficos: usu. 4-5 …
 Productores, consumidores (herbívoros, carnívoros)
 Descomponedores, detrito
Magnificación biológica
Ciclos biogeoquímicos: H2O
Ciclos biogeoquímicos: C
CO2↑ → calentamiento global
Ciclos biogeoquímicos: N
El Caribe y las Antillas
Puerto Rico, Caribe: Lab 13
 Plantas nativas, endémicas, introducidas, naturalizadas, persistentes, cultivadas
 Topografía: Lago Enriquillo (–40 m), Pico Duarte (+3,087 m), Cerro de Punta (+1,338
m)
Antillas: habitáculos diversos
Antillas: habitáculos, factores
Antillas: vegetación y flora …
Antillas: flora y fauna diversa
Puerto Rico: vientos alisios
Puerto Rico: factores …
 Precipitación: Luquillo (hasta 5 m) vs. Guánica (75-80 cm)
 Factores edáficos: suelos volcánicos (Toro Negro, Luquillo, Carite, Guilarte) vs. caliza
(Guánica, Guajataca, Río Abajo, Cambalache) vs. serpentina (Maricao, Susúa) vs.
arena silicia (Laguna Tortuguero)
Holdridge: zonas de vida
Holdridge: zonas de vida
26: Biología de conservación
 Biodiversidad: habitáculos, especies, germoplasma
 Conservación y uso sostenible de los recursos naturales
 Calidad de la vida humana
 Ahora y en el futuro …
Crecimiento poblacional
Prácticas, germoplasma
Retos globales y locales …
 Fuego, recursos de agua, contaminación (agua, aire, etc.), calentamiento global +
impactos, capa de ozono, lluvia ácida + erosión del suelo, etc.
Especies invasoras …
Retos globales y locales …
 Pérdida de biodiversidad
 Destrucción / alteración / fragmentación de habitáculos, a nivel masivo o muy local
…
 Extinción de especies …
 Pérdida de germoplasma …
Restauración ecológica
Puntos calientes …
Clasificación filogenética …
 La filogenia molecular
 Árbol filogenético
 Organismos eucarióticos estudiados …
Clasificación filogenética
Evolución de plastidios
Escala de tiempo geológico
BIOL 3435: página de internet
 http://academic.uprm.edu/ ~dkolterman/biol3435/
 Recursos diversos, útiles …
 Hoja de repaso para el Examen Final