La conquista del medio terrestre, las plantas.

Evolibro La Enseñanza de la Evolución
La conquista del medio terrestre, las plantas.
Objetivo: conocer algunas soluciones adaptativas que han desarrollado las plantas en la conquista del medio
terrestre.
Nivel: 6º Agronomía.
.
Coordinación con física y química
Adaptable a 1º de CBU coordinando con
Ciencias
, Físicas.
Conceptos que se movilizan en la actividad: nutrición autótrofa, concepto
general de fotosíntesis, órganos de una planta, fecundación, polinización,
diseminación, soluciones, calor específico, luz, difusión a través de la
membrana, selección natural, adaptación, evolución y presión selectiva.
El esquema solo considera la taxonomía de los ejemplares propuestos en la actividad.
Actividad planificada en el laboratorio para trabajar en grupos.
Materiales: algas en medio acuático, planta, lupa binocular, microscopios, preparados fijos de raíz, tallo,
hoja, portas, cubres, agua, gotero.
Introducción
El registro fósil y la datación molecular establece que las plantas poblaron el planeta hace aproximadamente
420 a 500 millones de años. Los investigadores sostienen que los parientes más cercanos a las plantas serían
las algas verdes, del grupo de las carofíceas con las que comparten algún ancestro común (Campbell & Reece,
2007, p573).
LECTURA
En las primeras fases de la invasión de la tierra firme por parte de las plantas, con el nuevo hábitat despoblado, la
densidad de ocupación era baja. En una segunda fase, se incrementarían localmente tanto el número de individuos
como de especies. En una tercera fase, las plantas más altas obtendrían ventaja sobre las demás. Por lo que sabemos,
las primeras plantas vasculares, que contienen tejidos internos, xilema y floema y que transportan fluidos a la vez que
soportan verticalmente la estructura, carecían de hojas y presentaban ejes fotosintéticos que tendían a crecer
verticalmente, sin reforzar con nuevas células el diámetro del eje, con lo cual existía un límite al máximo crecimiento de
ese diámetro. Trazada ya en detalle la historia evolutiva de un linaje vegetal por paleo botánicos y por genetistas, les
resulta aún muy difícil ofrecer respuestas a ciertas cuestiones fundamentales: ¿por qué se dan los patrones de
evolución observados¿ ¿Qué proporción de lo que muestra el registro fósil debe atribuirse al azar y cuál a procesos
biológicos y a presiones selectivas, ambas claramente definidas? Así se podría predecir que las plantas con patrones de
ramificación asociados a una máxima absorción de luz serán las de mayor éxito (lectura 11). Los cambios en la
estructura o forma que incrementen la capacidad de absorción lumínica conferirán ventajas comparativas. Pero para
competir en eficacia en pos de la luz y del espacio, las plantas deben desempeñar otras funciones:
* “deben” evolucionar de manera que las esporas y las semillas se puedan dispersar mejor, para garantir su buen éxito
reproductor,
* “deben” mantenerse erguidas, soportando las tensiones mecánicas generadas por el crecimiento vertical.
En los árboles actuales el principal soporte de la carga mecánica es el tronco leñoso, que continuamente ensancha su
grosor con nuevas capas concéntricas de células. Ese mecanismo no existía en las plantas primitivas y es posible
reconocer cuantitativamente el conflicto que se suscita entre la exposición de grandes áreas de tejidos fotosintéticos y
el soporte de tensiones mecánicas resultantes cuando hay un límite al diámetro. Otro conflicto a considerar guarda
relación con las sombras proyectadas sobre plantas vecinas y sobre sí mismas. Hacer sombra sobre una planta vecina
es ventajoso. Quitarse su propia luz no lo es. Debido a la proyección de sombra del vegetal sobre sí mismo, cualquier
incremento de la talla reduce la eficacia de la captura de la luz. La planta captura más luz, pero capta menos luz por
eje. Sin embargo la planta grande proyecta sombra sobre las plantas vecinas y sobre sus esporas, de modo que la
tendencia al desarrollo de ejemplares mayores, si bien perjudica a los ejemplares individuales, confiere ventajas a la
especie. La mera presencia de muchos individuos de la misma especie puede favorecer tendencias evolutivas que
ayuden a la especie a competir con otras.
Las simulaciones en computadora de todos estos conflictos muestran tendencias verificables en el registro fósil. Nos
aguarda ahora a los biólogos evolutivos la simulación de requisitos estructurales tan importantes como la capacidad de
las plantas de transportar fluidos y de disipar calor.( Niklas,1986,p.56)
Estas imágenes acompañan al trabajo a realizar en la propuesta 2.
Rúbrica de corrección
1) Partiendo de tus conocimientos adquiridos en física, química y biología, caracteriza el ambiente
terrestre y acuático. Ten en cuenta la temperatura, el agua, los minerales, CO2 y O2, la luz, entre
otros.
Respuesta excelente.
El alumno sabe de física que el medio acuático ofrece sostén mecánico y lo observa porque ve flotando el alga.
Sabe de química y física que el calor específico del agua determina que los cambios de temperatura son menos
bruscos y de química (soluciones) que los nutrientes se encuentran dispersos en el medio acuático y a
disposición de las células (intercambio de membrana de 4º).
Sabe que el medio terrestre es totalmente diferente. Hay viento, que produce desecación del ambiente, los
que presentan la base genética podrán sobrevivir a la pérdida de agua, soportar los cambios bruscos de
temperatura, los nutrientes se encuentran repartidos en el aire y en el suelo por lo que las estrategias para
obtenerlos no son solo contar con la membrana. Además hay mayor presencia de radiaciones ultravioletas.
Respuesta aceptable
Sabe dos de los conceptos que caracterizan a cada ambiente.
Respuesta insuficiente
Explica con idea de vitalismo y voluntarismo.
2) Frente al material comienza por observar y describir las estructuras, su color, forma, tamaño; luego
compara la morfología y como obtienen los nutrientes los dos organismos que se presentan.
Respuesta excelente
En relación a la morfología:
Sabe que el alga tiene una organización talofito. Dependiendo de la especie su forma será laminar, filamentosa,
etc. Es color verde por la presencia de clorofila entre otros pigmentos. La forma corporal y el hecho de estar
suspendida en la columna de agua, le facilita obtener todos los nutrientes a través de las membranas celulares
por todo el talo así como la luz.
Sabe que la planta tiene organización cormofito, con raíz, tallo, hojas, flor. La raíz se especializa en la absorción
de agua y de iones, fijación al suelo y reserva. El tallo sostiene las partes aéreas, conduce la savia bruta y
elaborada y a veces se realiza la fotosíntesis al disponer de clorofila. Las hojas se encargan de la fotosíntesis,
el intercambio gaseoso y la transpiración. La flor tiene a su cargo la formación de gametos y la fecundación. La
semilla contiene el embrión y el fruto la contiene, la diseminación estará a cargo de uno u otro, según la
especie.
En cuanto a la nutrición, ambos realizan la fotosíntesis. Sabe que ambos organismos disponen de pigmentos
fotosensibles en cloroplastos, que le permiten la captación de fotones de luz y también requieren agua con
iones disueltos y CO2.
En el ambiente terrestre las plantas compiten por la luz. La escasez de agua es presión selectiva. La selección
favorece a individuos que tienen células precursoras de estomas, células con paredes con cutina, raíces con
pelos absorbentes, que garanticen la permanencia del agua en el cuerpo de la planta.
Respuesta aceptable
Sabe dos características de la morfología del alga y de la planta.
Sabe que la nutrición es por fotosíntesis y menciona dos de los elementos necesarios de cada ambiente para
llevarla a cabo.
Respuesta insuficiente
No responde o describe algunas de las características morfológicas.
3) Compara la anatomía microscópica realizando preparados frescos de alga y observando cortes definitivos
de distintos órganos de planta. Ubica con la ayuda del docente la presencia de tejidos y dentro de éstos
células de forma y espesor de pared diferente
Respuesta excelente
El cuerpo del alga presenta pocas células con pared de celulosa. La planta tiene diversidad de células, dentro de
las cuales están las que tienen además de celulosa, lignina, otras una cubierta de cera, hay estomas, otras que
permiten la circulación.
Respuesta aceptable
Sabe que el alga tiene células con pared de celulosa y en la planta otras diversas reconociendo dos.
Respuesta insuficiente
Sabe que tienen células pero no las diferencia, caracteriza o describe.
4
. ¿Qué características son adaptaciones a cada ambiente?
¿Qué entiendes por adaptación?
Respuesta excelente
En el ambiente acuático la forma laminar o filamentosa del alga que permite el mayor contacto con la luz, el
agua y los nutrientes, la ausencia de cutina y de células de sostén.
En el ambiente terrestre la presencia de cutina y ceras en las células epidérmicas, estomas para el intercambio
de gases y vapor de agua, células con lignina en tejidos de soporte y conducción, estructuras laminares como
las hojas importantes en la captación de luz.
Las adaptaciones desarrolladas en cada medio son explicadas a través de conceptos de evolución, como la
existencia de variabilidad genética poblacional debido a mutaciones por radiaciones UV, sobre la que actúa la
selección natural en situaciones de competencia y factores limitantes que son presiones selectivas.
Respuesta aceptable
Relaciona selección natural con variabilidad genética y con adaptación pero no considera la competencia y los
factores limitantes como presión de selección.
Respuesta insuficiente
Explica la adaptación mediante el vitalismo y como una situación individual, no poblacional.
Bibliografía
Imágenes
Campbell N. , Reece J. (2007). Biología. Madrid, España: Editorial
Médica Panamericana S. A. p573
Fotos: Alicia Dutra en el marco
del trabajo en el aula.
Carlos von der Becke. Patrones de Evolución en las plantas Colección
de lecturas de Biología-. Lectura 25.tomado de KARL J. NIKLAS,
Evolución simulada por ordenador, Investigación y Ciencia, número
116, mayo 1986, p. 56 http://www.oocities.org/ohcop/lect25.html
Nabors, M.(2006). Introducción a la Botánica. Madrid, España. Pearson
Addison Wesley
Tassino,.B. y Silva, A.(2010). Biología. Unidad en la diversidad. Fac. De
Ciencias U. de la R. DIRAC .Fac de Ciencias.
Vique M.I., Máspoli, C. & Rodriguez, S. (2011) de Paisajes, de Vegetales
y de Plantas. Montevideo, Uruguay, Monteverde.
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