LA CONQUISTA DE LA CONQUESTA DE LA TIERRA. LA TERRA. EVOLUCIÓN EVOLUCIÓ Gabinet de Didàctica Jardí Botànic Gabinet de Didàctica Jardí Botànic 1 TALLER DE EVOLUCIÓN; TALLER D’EVOLUCIÓ; LA CONQUISTA DE LA TIERRA LA CONQUISTA DE LA TERRA Las primeras formas de vida aparecieron en el mar hace unos 3500 millones de años. Eran organismos unicelulares procariotas, cuyos descendientes directos actuales son las Bacterias. Les primeres formes de vida aparegueren al mar fa uns 3500 milions d'anys. Eren organismes unicel·lulars procariotes, dels quals els descendents directes actuals són els Bacteris. Unos 1000 millones de años después aparecieron las primeras células con núcleo y orgánulos especializados (Eucariotas). Este nuevo tipo de organismos unicelulares se diversificó, originando desde entonces cuatro reinos: Uns 1000 milions d'anys desprès van aparèixer les primeres cèl·lules amb nucli i orgànuls especialitzats (Eucariotes). Aquests nou tipus d'organismes unicel·lulars es va diversificar, originant quatre regnes: Vegetales Animales Hongos Protozoos Vegetals Animals Fongs Protozous 2 Unos 2000 millones de años más tarde aparecieron las primeras formas vegetales pluricelulares en el mar: Las Algas verdes. Durante un largo periodo los vegetales marinos, con su fotosíntesis, formaron oxígeno molecular, que pasaba a la atmósfera. El oxígeno, al contacto con los rayos ultravioleta del sol, se transformaba en ozono. Así se formó una capa de ozono en la atmósfera que, absorbiendo estos rayos ultravioleta, impedía que llegaran a la superficie terrestre en cantidades perjudiciales para la vida. Con oxígeno para respirar y ozono protector los seres vivos comenzaron hace unos 500 millones de años la colonización del medio terrestre desde el océano. Uns 2000 milions d'anys més tard van aparèixer les primeres formes vegetals pluricel·lulars en el mar: Les Algues verdes. Durant un llarg període, els vegetals marins, amb la seua fotosíntesi van formar oxigen molecular que passava a l'atmosfera. L'oxigen, al contacte amb els rajos ultraviolats del sol, es transformava en ozó. Així es va formar una capa d'ozó en l'atmosfera que, absorbint estos rajos ultraviolats, impedia que arribaren a la superfície terrestre en quantitats perjudicials per a la vida. Amb oxigen per a respirar i ozó protector els éssers vius van començar fa uns 500 milions d'anys la colonització del medi terrestre des de l'oceà. Los primeros vegetales que conquistaron el medio terrestre fueron los Briófitos (musgos y hepáticas). Son plantas de estructura muy sencilla y de tamaño pequeño, cuya innovación fundamental consistía en la existencia de hojas que aumentaba la superficie para captar mejor la luz solar, y al mismo tiempo retener mejor las gotas de agua del ambiente. Aunque son vegetales terrestres, necesitan vivir en ambientes húmedos debido a que no presentan tejidos de conducción (ni raíces, ni tallos, ni hojas verdaderas) y pueden absorber agua a través de toda la superficie de su cuerpo. Els primers vegetals que van conquistar el medi terrestre van ser els Briòfits (molses i hepàtiques). Són plantes d'estructura molt senzilla i de grandària xicoteta. La innovació fonamental d’aquests consistia en l'existència de fulles que augmentaven la superfície per a captar millor la llum solar, i al mateix temps retenir millor les gotes d'aigua de l'ambient. Encara que són vegetals terrestres, necessiten viure en ambients humits pel fet que no presenten teixits de conducció (ni arrels, ni tiges, ni fulles vertaderes) i poden absorbir aigua a través de tota la superfície del seu cos. 3 El siguiente paso evolutivo lo dieron los Pteridófitos (Helechos, licopodios y equisetos), hace unos 400 millones de años, los cuales empiezan a aprovechar la LIGNINA para formar estructuras leñosas que les proporcionan rigidez suficiente para elevarse sobre el suelo y permitirles así desarrollar un sistema de transporte de sustancias desde las raíces hasta las hojas. Estas plantas ya instauran la estructura básica de los vegetales terrestres (raíz, tallo y hojas). Los tejidos que forman estas plantas aún son muy simples, de hecho también son plantas que necesitan vivir en ambientes húmedos porque aun no tienen tejidos que les protejan frente a la desecación (cutícula poco desarrollada). Los helechos se reproducen mediante esporas, que se forman en órganos especiales llamados esporangios que se agrupan formando soros. El següent pas evolutiu el van donar els Pteridòfits (Falagueres, licopodis i equisets), fa uns 400 milions d'anys, els quals comencen a aprofitar la LIGNINA per a formar estructures llenyoses que els proporcionen rigidesa suficient per a elevar-se sobre el sòl i permetre'ls així desenvolupar un sistema de transport de substàncies des de les arrels fins als fulles. Estes plantes ja tenen l'estructura bàsica dels vegetals terrestres (arrel, tija i fulles). Els teixits que formen estes plantes encara són molt simples, de fet també són plantes que necessiten viure en ambients humits perquè tampoc tenen teixits que els protegeixen front a la dessecació (cutícula poc desenvolupada). Les falagueres es reprodueixen per mitjà d'espores, que es formen en òrgans especials anomenats esporangis que s'agrupen formant sorus. 4 Hace unos 200 millones de años, cambios climáticos poco conocidos produjeron una mayor sequedad continental y condujeron a la aparición de plantas que adaptaron sus mecanismos reproductores a las nuevas condiciones ambientales (escasez de agua). Las plantas gimnospermas desarrollan un mecanismo de fecundación interna, pero sin formar verdaderas semillas (semillas desnudas) que consistía en que después de la caída en el suelo del zigoto, éste comenzaba su desarrollo sin esperar a que las condiciones de humedad y temperatura fueran las más adecuadas. Estas plantas fueron las Cicadáceas y los Ginkgos. Fa uns 200 milions d'anys, canvis climàtics poc coneguts van produir una major sequedat continental i van conduir a l'aparició de plantes que van adaptar els seus mecanismes reproductors a les noves condicions ambientals (escassetat d'aigua). Les plantes gimnospermes desenvolupen un mecanisme de fecundació interna, però sense formar vertaderes llavors (llavors nues), que consisteix en que després de la caiguda en el sòl del zigot, aquest comença el seu desenvolupament sense esperar que les condicions d'humitat i temperatura siguen les més adequades. Estes plantes son les Cicadàcies i els Ginkgos. Estas plantas son dioicas, con pié masculino y pié femenino. Los machos poseen unas estructuras reproductoras en forma de CONOS (parecidos a las piñas de los pinos) de las que desprenden granos de polen que el viento transporta hasta las estructuras reproductoras de la hembra. Estes plantes són dioiques, amb peu masculí i peu femení. Els mascles posseeixen unes estructures reproductores en forma de CONS (pareguts a les pinyes dels pins) de les que desprenen grans de pol·len que el vent transporta fins a les estructures reproductores de la femella. 5 Las Cycas son fósiles vivientes; son plantas parecidas a las palmeras, sin embargo, son parientes antiguos de los pinos: pertenecen al grupo de las gimnospermas. En la cyca macho, en el centro de la planta puede observarse una piña leñosa grande y en la hembra unas hojas especiales portadoras de los óvulos. Les Ciques són fòssils vivents; són plantes semblants a les palmeres, no obstant això, són parents antics dels pins: pertanyen al grup de les gimnospermes. En el centre de la planta de la cica mascle, s’observa una pinya llenyosa gran i en la femella uns fulles especials portadores dels òvuls. Los Ginkgos son también fósiles vivientes que formaron enormes bosques hace unos 200 millones de años. Son plantas gimnospermas muy primitivas: el óvulo, completamente desnudo, acumula sustancias de reserva pero lo hace antes de la fecundación. Además, no forman todavía una verdadera semilla. Una vez que el óvulo es fecundado, el embrión germina inmediatamente, sin permanecer en estado de latencia. Els Ginkgos són també fòssils vivents que van formar enormes boscos fa uns 200 milions d'anys. Són plantes gimnospermes molt primitives: l'òvul, completament nu, acumula substàncies de reserva però ho fa abans de la fecundació. A més, no formen encara una verdadera llavor. Una vegada que l'òvul és fecundat, l'embrió germina immediatament, sense romandre en estat de latència. 6 Estas gimnospermas primitivas evolucionaron hasta las gimnospermas modernas, las coníferas. Las coníferas tienen las estructuras reproductoras femenina y masculina separadas pero en un mimo pie. Son plantas monoicas. Estas estructuras sexuales en forma de conos se llaman piñas. Las piñas femeninas (leñosas) son de mucho mayor tamaño que las piñas masculinas. Se conocen unas 550 especies vivas en la actualidad, las cuales dominan en los paisajes forestales templados-fríos. En el hemisferio norte destacan los pinos, abetos, tejos, cipreses y enebros mientras que en el hemisferio sur destaca la araucaria. Estes gimnospermes primitives van evolucionar fins a les gimnospermes modernes, les coníferes. Les coníferes tenen les estructures reproductores femenina i masculina separades però en un mateix peu. Són plantes monoiques. Estes estructures sexuals en forma de cons s’anomenen pinyes. Les pinyes femenines (llenyoses) són de major grandària que les pinyes masculines. Es coneixen unes 550 espècies vives en l'actualitat, les quals dominen en els paisatges forestals temperats-freds. En l'hemisferi nord destaquen els pins, avets, teixos i xiprers mentre que en l'hemisferi sud destaca l'araucària. 7 Las Angiospermas aparecieron hace unos 100 millones de años, tras un largo proceso de evolución junto con los animales (fundamentalmente insectos), que condujo a la aparición de las FLORES verdaderas, semillas y fruto. En la actualidad se conocen alrededor de 230.000 especies. Surgió así la polinización por insectos, donde los insectos transportaban el polen. En una flor, los óvulos quedan protegidos mediante una o varias hojas especiales llamadas carpelos, que los recubren completamente. Estos carpelos constituyen el ovario de la flor. Por otro lado, la estructura y disposición de los estambres, portadores de sacos polínicos, facilita la impregnación del insecto con el polen. Normalmente estambres y ovario están reunidos en una misma flor. Tras la polinización, el óvulo fecundado se transforma en semilla, y el ovario se transforma en fruto. Por último, aparecen unas estructuras cuya misión es la de atraer a los insectos: son los pétalos con colores vistosos, nectarios secretores de sustancias azucaradas y sustancias aromáticas. Les Angiospermes van aparèixer fa uns 100 milions d'anys, darrere d'un llarg procés d'evolució junt amb els animals (fonamentalment insectes), que va conduir a l'aparició de les FLORS verdaderes, llavors i fruit. En l'actualitat es coneixen al voltant de 230.000 espècies. Va sorgir així la pol·linització per insectes, on els insectes transportaven el pol·len. En una flor, els òvuls queden protegits per mitjà d'uns o varis fulles especials anomenades carpels, que els recobreixen completament. Estos carpels constituïxen l'ovari de la flor. D'altra banda, l'estructura i disposició dels estams, portadors de sacs pol·línics, facilita la impregnació del insecte amb el pol·len. Normalment estams i ovari estan reunits en una mateixa flor. Després de la pol·linització, l'òvul fecundat es transforma en llavor, i l'ovari es transforma en fruit. Finalment, apareixen unes estructures la missió de les quals és la d'atraure als insectes: són els pètals amb colors vistosos, nectaris secretors de substàncies ensucrades i substàncies aromàtiques. Gracias a sus innovaciones (flores, semillas con doble fecundación, frutos y vasos conductores perfeccionados), las angiospermas han ido desplazando a los otros grupos de plantas, sobre todo en los ecosistemas más ricos en agua y luz solar. Gràcies a les seues innovacions (flors, llavors amb doble fecundació, fruits i vasos conductors perfeccionats), les angiospermes han anat desplaçant als altres grups de plantes, sobretot en els ecosistemes més rics en aigua i llum solar. 8 En resumen: En resum: 9 PRÁCTICA: PRÀCTICA: 1. Observación de un musgo. Con la ayuda de la lupa binocular, observar un musgo en seco. A continuación añadir agua y comprobar que el musgo absorbe el agua a través de toda la superficie de su cuerpo y se hincha. Si se desea, comprobar que en un trozo de hoja de alguna planta no ocurre lo mismo. 1. Observació d'un molsa. Amb l'ajuda de la lupa binocular, observar un molsa en sec. A continuació afegir aigua i comprovar que la molsa absorbeix l'aigua a través de tota la superfície del seu cos i s'infla. Si es desitja, comprovar que en un tros de fulla d'alguna planta no ocorre el mateix. 2. Observación de un helecho. Mostrar hojas de helecho para observar las diferentes posiciones que pueden tener los soros. 2. Observació d'un falaguera. Mostrar fulles de falaguera per a observar les diferents posicions que poden tindre els sorus. Amb ajuda de la lupa binocular, determinar que els esporangis tenen forma d'agulla, en els quals caps contenen les espores. Con ayuda de la lupa binocular, determinar que los esporangios tienen forma de alfiler, en los que en la cabeza contienen las esporas. 3. Observación de una cyca. Diferenciar entre la piña masculina leñosa y los óvulos femeninos. Observar las cavidades de las brácteas de la piña masculina donde contienen los granos de polen (son cavidades abiertas para que el polen pueda ser arrastrado por el viento hasta los óvulos del pie femenino). 4. Observación de una conífera. Diferenciar entre una piña masculina (pequeña) y una piña femenina (grande y leñosa). Observar que las brácteas tectrices de la piña femenina llevan unidos óvulos. 5. Observación de una angiosperma. Distinguir las distintas partes de una flor. 3. Observació d'una cica. Diferenciar entre la pinya masculina llenyosa i els òvuls femenins. Observar les cavitats de les bràctees de la pinya masculina on contenen els grans de pol·len (són cavitats obertes perquè el pol·len puga ser arrossegat pel vent fins als òvuls del peu femení). 4. Observació d'una conífera. Diferenciar entre una pinya masculina (xicoteta) i una pinya femenina (gran i llenyosa). Observar que les bràctees tectrius de la pinya femenina porten units òvuls. 5. Observació d'una angiosperma. Distingir les distintes parts d'una flor. 10