201710 BOTANICA ECONOMICA
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE MODULO 201710 – BOTANICA ECONOMICA WILLIAM RICARDO DÍAZ SANTAMARÍA (Director Nacional) NELLY MARIA MENDEZ PEDRAZA (Evaluador) BOGOTA 2014 MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica INDICE DE CONTENIDO Pag INTRODUCCION UNIDAD No. 1: Conformación Externa e Interna de las plantas. Capitulo 1: La Célula Vegetal Capitulo 2: Raíz, tallos, fuentes para la generación de valor Agregado Capitulo 3: Hoja, Flor Y Fruto, fuentes para la generación de valor agregado UNIDAD No. 2: Botánica Sistémica. Capitulo 1: Estudio de los diversos grupos de plantas, fuentes para la generación de valor agregado Capitulo 2: Grupos Naturales de Plantas Capitulo 3: Clasificación de los organismo UNIDAD No. 3: Genética y Embriología. Capitulo 1: Genética Capitulo 2: Tendencias del Aprovechamiento florístico, y sus opciones económicas Capitulo 3: Transgénicos, algunas opciones económicas Bibliografia MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica INTRODUCCION Las plantas al igual que los animales son organismos dinámicos ya que cumplen con una serie de procesos metabólicos, que les permite mantener un cuerpo organizado, el cual crece, se autorregula y se adapta al ambiente. Los vegetales han estado ligados estrechamente a la vida del hombre desde los comienzos de la civilización hasta nuestros días, en diversas actividades tales como: alimentación, protección, medicamentos y construcción de gran cantidad y variedad de elementos para su bienestar (vivienda, abrigo, herramientas, etc.). Por las razones anteriores, es de suma importancia conocer las características y funciones de las plantas, este conocimiento da como resultado un apropiado manejo y utilización de ellas con miras a mejorar las condiciones de vida del hombre. En el curso de Botánica económica se analizan los aspectos fundamentales sobre la morfología, fisiologías, clasificación y adaptación de las plantas al medio ambiente. Además en cada tema se trata de mostrar la importancia de las plantas para la vida del hombre y los demás seres de la naturaleza; lo mismo que la importancia de ese conocimiento para la conservación, manipulación, y uso racional de los vegetales. Botánica, rama de la biología dedicada al estudio de las plantas (reino Plantae) y al de algunas otras clases de organismos como los hongos (reino Fungi). En la actualidad, las plantas se definen como organismos pluricelulares capaces de realizar la fotosíntesis. Pero otros organismos tradicionalmente llamados plantas, como las algas y los hongos, siguen formando parte de la botánica, por la relación histórica que mantienen con esta disciplina y por las muchas similitudes que hay entre ellos y las plantas verdaderas. El desarrollo del conocimiento sobre el mundo vegetal ha variado a lo largo de la historia del hombre. En principio todo conocimiento encerraba un fin práctico, una necesidad vital, pero a medida que se avanzó en la acumulación de datos, el hombre se vio en la necesidad de sistematizar toda esta información, recurriendo entonces a denominar a las plantas y grupos de plantas según una terminología de utilidad general, perfectamente estandarizada. La botánica estudia todos los aspectos de las plantas, desde las formas más pequeñas y simples hasta las más grandes y complejas; y desde las características de los individuos aislados hasta las complejas interacciones de los distintos miembros de una comunidad botánica con su medio ambiente y con los animales Como la civilización se apoya en parte en el conocimiento de las plantas y en su cultivo, puede decirse que la botánica surgió junto con la agricultura, que empezó a practicarse hacia los años 9000-7000 A.C. Pero el interés por las plantas MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica propiamente dichas no se manifestó hasta hace unos 2.300 años. En efecto, la botánica como ciencia pura dio sus primeros pasos en el siglo IV A.C., de la mano del filósofo griego Teofrasto, cuyos tratados sobre clasificación, morfología y reproducción de las plantas ejercieron sobre esta disciplina una influencia considerable hasta el siglo XVII. En realidad, la botánica moderna no empezó a desarrollarse hasta el siglo XVI, en parte gracias a la invención del microscopio (1590) y de la imprenta de tipos móviles (1440). Los griegos creían que las plantas obtenían el alimento exclusivamente del suelo. Hubo que esperar hasta el siglo XVII para que el científico belga Jan Baptista van Helmont demostrara que un sauce cultivado en una maceta a la que sólo se añadía agua alcanzaba un peso de casi 75 kg, mientras que la tierra de la maceta perdía sólo unos 60 g de peso en cinco años. Esto demostraba que el suelo contribuye muy poco al aumento de peso de las plantas. En el siglo XVIII, el químico inglés Joseph Priestley demostró que las plantas en crecimiento "restauran" el aire privado de oxígeno (por la llama de las velas o la respiración de los animales); el fisiólogo holandés Jan Ingenhousz (1730-1799) amplió esta observación demostrando que hace falta luz para que las plantas restauren el aire. Estos y otros descubrimientos constituyen la base de la moderna fisiología vegetal, la rama de la botánica que estudia las funciones básicas de las plantas. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica UNIDAD 1 Nombre de la Unidad Introducción Conformación Externa e Interna de las plantas Entregar los conceptos fundamentales sobre la botánica , analizar y discutir los avances en esta disciplina, debido al incesante aporte de nuevos descubrimientos y al advenimiento de nuevos descubrimientos y aplicación de nuevas técnicas (computación e informática). Las plantas al igual que los animales son organismos dinámicos ya que cumplen con una serie de procesos metabólicos, que les permite mantener un cuerpo organizado, el cual crece, se autorregula y se adapta al ambiente. Intencionalidades Formativas Denominación de capítulo 1 Denominación de Lección 1 Denominación de Lección 2 Denominación de Lección 3 Denominación de Lección 4 Denominación de Lección 5 Denominación de capítulo 2 Denominación de Lección 6 Denominación de Lección 7 Denominación de Lección 8 Denominación de Lección 9 Denominación de Lección 10 Denominación de capítulo 3 Denominación de Lección 11 Denominación de Lección 12 Denominación de Lección 13 Denominación de Lección 14 Denominación de Lección 15 MODULO DE BOTANICA ECONOMICA Busca consolidar y aplicar fundamentos teóricos y metodológicos en el estudiante que intentan conocer y evaluar la diversidad florística, considerando el potencial de uso de las plantas como aspecto fundamental, para proporcionar conocimientos y modelos alternativos de manejo, utilización y transformación del recurso vegetal. La Célula Vegetal Células Procariotas Células Eucariotas Composición externa e Interna de las Plantas Pared Celular El Núcleo Raíz, Tallos, fuentes para la generación de valor agregado Sistema Radicular Ramificación de las Raíces El Tallo Morfología externa de los tallos Tipos del tallo Hoja, Flor Y Fruto, fuentes para la generación de valor agregado La Hoja Estructura externa e interna de la Flor Funciones Tipos de Flores Estructura interna y externa del fruto UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica UNIDAD 2 Nombre de la Unidad Introducción Botánica Sistémica La Botánica Sistemática es la ciencia que se ocupa de establecer relaciones de parentesco entre las plantas a partir de sus caracteres (por ejemplo morfología, anatomía, fisiología, estructura del ADN, etc.). La disciplina abarca a la Taxonomía (que ordena a las plantas en un sistema de clasificación de los organismos vegetales), la filogenia y la evolución de los organismos vegetales. La sistemática moderna no sólo se basa en la morfología externa del vegetal, también considera la constitución anatómica, sus caracteres genéticos, su ecología, su área de dispersión, sus antepasados,... para intentar formar un sistema acorde con las afinidades verdaderas de las plantas, es decir, el grado de parentesco que existe entre los diversos grupos de plantas Intencionalidades Formativas Denominación de capítulo 1 Denominación de Lección 16 Denominación de Lección 17 Denominación de Lección 18 Denominación de Lección 19 Denominación de Lección 20 Denominación de capítulo 2 Denominación de Lección 21 Denominación de Lección 22 Denominación de Lección 23 Denominación de Lección 24 Denominación de Lección 25 Denominación de capítulo 3 Denominación de Lección 26 Denominación de Lección 27 Denominación de Lección 28 Denominación de Lección 29 Denominación de Lección 30 MODULO DE BOTANICA ECONOMICA Busca consolidar y aplicar fundamentos teóricos y metodológicos en el estudiante que intentan conocer y evaluar la diversidad florística, considerando el potencial de uso de las plantas como aspecto fundamental, para proporcionar conocimientos y modelos alternativos de manejo, utilización y transformación del recurso vegetal. Estudio de los diversos grupos de plantas, fuentes para la generación de valor agregado Nociones Generales Familias, nomenclatura de las plantas Clasificación Taxonomía Tipos de Clasificación Grupos Naturales de Plantas. Plantas Inferiores y Superiores Plantas Talofitas Gimnospermas Angiospermas Dicotiledóneas Angiospermas Monocotiledoneas Clasificación de los Organismos Taxonomía Especies Clasificación de las Especies Reinos y Dominios Dominio Bacteria UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica UNIDAD 3 Nombre de la Unidad Introducción Genética y Embriología Embriología: Es la rama de la biología que se encarga de estudiar el desarrollo de un organismo a partir de un óvulo fecundado, explicando los procesos y medios en que se desarrolla un ser vivo junto con la genética, siendo la embriología un aspecto importante de la genética del desarrollo. Embrión: Organismo en vías de desarrollo, a partir del huevo fecundado hasta la realización de una forma capaz de vida autónoma y activa. Intencionalidades Formativas Denominación de capítulo 1 Denominación de Lección 31 Denominación de Lección 32 Denominación de Lección 33 Denominación de Lección 34 Denominación de Lección 35 Denominación de capítulo 2 Denominación de Lección 36 Denominación de Lección 37 Denominación de Lección 38 Denominación de Lección 39 Denominación de Lección 40 Denominación de capítulo 3 Denominación de Lección 41 Denominación de Lección 42 Denominación de Lección 43 Denominación de Lección 44 Denominación de Lección 45 MODULO DE BOTANICA ECONOMICA Busca consolidar y aplicar fundamentos teóricos y metodológicos en el estudiante que intentan conocer y evaluar la diversidad florística, considerando el potencial de uso de las plantas como aspecto fundamental, para proporcionar conocimientos y modelos alternativos de manejo, utilización y transformación del recurso vegetal. La Genética Importancia de la Genética Los Genes Los Cromosomas La Biotecnología Especies Cultivadas Tendencias del Aprovechamiento florístico, y sus opciones económicas Especies Domesticas y de Importancia Métodos de Conservación Plantas Silvestres promisorias Plantas Indicadoras Control Biológico Transgénicos, algunas opciones económicas Definición Obtención de Transgénicos Utilización de Transgénicos Implicaciones en el Medio Ambiente Quien los produce UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica OBJETIVOS DEL CURSO Con este curso se pretende que el estudiante: Caracterice la estructura interna y externa de cada una de las diferentes partes que conforman una planta. Reconozca las variaciones existentes en las diferentes estructuras de las plantas. Explique los procesos fisiológicos básicos que rigen el funcionamiento de una planta. Explique las relaciones entre las estructuras del cuerpo vegetal y sus funciones correspondientes. Identifique la relación de importancia entre las plantas y diversos campos, tales como la industria, la medicina, la nutrición, etc. Conozca e identifique los principales taxones componentes de la biodiversidad vegetal. Analice algunos de los efectos ambientales sobre las plantas y las respuestas de éstas. Reconozca características del aprovechamiento florístico agro económico. Desarrolle competencias para usar las características de las plantas en la generación de valor económico agregado MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica I Unidad CAPITULO 1 LA CELULA VEGETAL Célula, unidad mínima de un organismo capaz de actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo si no consta al menos de una célula. Algunos organismos microscópicos, como bacterias y protozoos, son células únicas, mientras que los animales y plantas son organismos pluricelulares que están formados por muchos millones de células, organizadas en tejidos y órganos. Aunque los virus y los extractos acelulares realizan muchas de las funciones propias de la célula viva, carecen de vida independiente, capacidad de crecimiento y reproducción propios de las células y, por tanto, no se consideran seres vivos. La biología estudia las células en función de su constitución molecular y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy complejos, como el ser humano. Para poder comprender cómo funciona el cuerpo humano sano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen. En la frontera de lo viviente, se han descubierto seres aun más pequeños: los virus, que crecen y se reproducen solamente cuando parasitan otra célula. Podemos afirmar que, no hay vida sin célula. Al igual que un edificio, las células son los bloques de construcción de un organismo. La célula es la unidad más pequeña de materia viva, capaz de llevar a cabo todas las actividades necesarias para el mantenimiento de la vida. La teoría celular actualmente se puede resumir de la siguiente forma: 1. Todos los organismos vivos están formados por células y productos celulares. 2. Sólo se forman células nuevas a partir de células preexistentes. 3. La información genética que se necesita durante la vida de las células y la que se requiere para la producción de nuevas células se transmite de una generación a la siguiente. 4. Las reacciones químicas de un organismo, esto es su metabolismo, tienen lugar en las células. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Lección 1. Organización de la Célula Célula Eucariota Animal Las estructuras internas de la célula animal están separadas por membranas. Destacan las mitocondrias, orgánulos productores de energía, así como las membranas apiladas del retículo endoplasmático liso (productor de lípidos) y rugoso (productor de proteínas). El aparato de Golgi agrupa las proteínas para exportarlas a través de la membrana plasmática, mientras que los lisosomas contienen enzimas que descomponen algunas de las moléculas que penetran en la célula. La membrana nuclear envuelve el material genético celular. Célula Eucariota Vegetal MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Las células vegetales, así como las animales, presentan un alto grado de organización, con numerosas estructuras internas delimitadas por membranas. La membrana nuclear establece una barrera entre la cromatina (material genético) y el citoplasma. Las mitocondrias, de interior sinuoso, convierten los nutrientes en energía que utiliza la planta. A diferencia de la célula animal, la vegetal contiene cloroplastos, unos orgánulos capaces de sintetizar azúcares a partir de dióxido de carbono, agua y luz solar. Otro rasgo diferenciador es la pared celular, formada por celulosa rígida, y la vacuola única y llena de líquido, muy grande en la célula vegetal. Lección 2. Características de la Célula Vegetal La célula que forma las plantas, la célula vegetal, se caracteriza porque su membrana celular está rodeada por una pared celular. La pared celular es una cubierta rígida y gruesa formada por celulosa, que protege y mantiene la forma de la célula. En la célula vegetal existe también una gran vacuola que actúa de almacén y ocupa un gran espacio en su citoplasma. Los cloroplastos son orgánulos que solo están presentes en las células de las plantas y en las algas. Los cloroplastos captan la luz del Sol y la convierten en energía mediante un proceso que recibe el nombre de fotosíntesis. Célula Vegetal. Figura tomada de Northington & Schneider (1996 CW: Pared Celular PM: Mambrana Plasmatica C: Citosol N: Núcleo Ch: Cloroplasto M: Mitocondria RER: Retículo endoplasmático rugoso. G: Aparato de Golgi V: Vacuola Una serie de características diferencian a las células vegetales: Presentan cloroplastos: son orgánulos rodeados por dos membranas, atrapan la energía electromagnética derivada de la luz solar y la convierten en energía química mediante la fotosíntesis, utilizando después dicha energía para sintetizar azúcares a partir del CO2 atmosférico. Vacuola central: un gran vacuola en la región central es exclusiva de los vegetales, constituye el depósito de agua y de varias sustancias químicas, tanto de desecho como de almacenamiento. La presión ejercida por el agua de lavacuola se denomina presión de turgencia y contribuye a mantener la rigidez de la célula, por lo que el citoplasma y núcleo de una célula vegetal adulta se presentan adosados a las paredes celulares. La pérdida del agua resulta en el fenómeno denominado plasmólisis, por el cual la membrana plasmática se separa de la pared y condensa en citoplasma en en centro del lumen celular. Pared celular es tal vez la característica más distintiva de las células vegetales. Le confiere la forma a la célula, cubriéndola a modo de exoesqueleto, le da la textura a cada tejido, siendo el componente que le otorga protección y sostén a la planta. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Célula vegetal típica. (Imagen modificada de Campbell) Tejido: es el grupo de células similares organizadas en una unidad estructural y funcional. Los tejidos simples están formados por un solo tipo de células, mientras que si está compuesto por más de un tipo de célula se denomina complejo. leño: tejido complejo formado por tejido simple: parénquima lagunoso células parenquimáticas, fibras, y miembros de vasos El crecimiento de un vegetal involucra tanto división como agrandamiento celular. Las células originadas por estos meristemas sufrirán un proceso de diferenciación hasta transformarse en diferentes tipos celulares, siendo este un proceso por el cual una célula experimenta una serie de cambios progresivos hasta convertirse en una célula especializada. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Después del crecimiento del embrión en la semilla, la formación de nuevas células queda casi enteramente restringida a los meristemas: tejidos permanentemente jóvenes, cuyas células se dividen por mitosis. El cuerpo de los vegetales está constituido por dos tipos de tejidos: meristemas o tejidos embrionales (derivados del embrión) y tejidos adultos. Cuadro 1. Principales tejido vegetales. Características Tipo celular Tejido Función Meristema crecimiento por división celular paredes 1º, núcleo grande Células meristemáticas Parénquima procesos del metabolismo: fotosíntesis, respiración, almacen y conducción a corta distancia, etc. paredes primara o 1 y secundaria. Células vivas a la madurez Células parenquimáticas Colénquima sostén en órganos en crecimiento Pared 1º, desigualmente engrosada Colénquima angular, tangencial y angular Esclerénquima sostén Pared 1º y 2º, generalmente lignificada Fibras y traqueidas Epidermis protección de partes verdes pared 1º, la externa con cutina. células epidérmicas propiamente dichas, cél. especializadas: tricomas, estomas, etc. Peridermis protección del cuerpo secundario diversos tipos celulares Formado por súber, felógeno y felodermis Xilema transporte de agua y sales tejido complejo traqueidas, miembros de vasos, fibras y cél. parenquimáticas Floema transporte de productos fotosintéticos tejido complejo Células cribosas, miembros de tubo criboso, fibras, y cél. parenquimáticas Lección 3. CÉLULAS EUCARIOTICAS Y PROCARIÓTICAS En el mundo viviente se encuentran básicamente dos tipos de células: las procarióticas y las eucarióticas. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Las células procarióticas (del griego pro, antes de; karyon, núcleo) carecen de un núcleo bien definido. Todas las otras células del mundo animal y vegetal, contienen un núcleo rodeado por una doble membrana y se conocen como eucarióticas (del griego eu, verdadero y karyon, núcleo). En las células eucarióticas, el material genético ADN, esta incluido en un núcleo distinto, rodeado por una membrana nuclear. Estas células presentan también varios organelos limitados por membranas que dividen el citoplasma celular en varios compartimientos, como son los cloroplastos, las mitocondrias, el retículo endoplasmático, el aparato de Golgi, vacuolas, etc. Los organismos procariotes son unicelulares y pertenecen al grupo de las Moneras, que incluyen las bacterias y cianobacterias (algas verde-azules). El ADN de las células procarióticas está confinado a una o más regiones nucleares, que se denominan nucleoides, que se encuentran rodeados por citoplasma, pero carecen de membrana. En las bacterias, el nucleoide esta formado por un pedazo de ADN circular de aproximadamente 1 mm de largo, torcido en espiral, que constituye el material genético esencial. Las células procarióticas son las más primitivas de la tierra, hicieron su aparición en los océanos hace aproximadamente 3,5 millardos de años; mientras que las células eucarióticas fósiles tienen menos de un millardo de años. Las células procarióticas son relativamente pequeñas, nunca tienen más de algunas micras de largo y no más de una micra de grosor. Las algas verde-azules son generalmente más grandes que las células bacterianas. Así mismo, todas las algas verde-azules realizan la fotosíntesis con la clorofila a, que no se encuentra en las bacterias, y mediante vías metabólicas comunes a las plantas y algas, pero no a las bacterias. Un gran número de células procarióticas, están rodeadas por paredes celulares, que carecen de celulosa, lo que las hace diferentes de las paredes celulares de las plantas superiores En la parte interna de la pared celular, se encuentra la membrana plasmática o plasmalema, la cual puede ser lisa o puede tener invaginaciones, llamados mesosomas, donde se llevan a cabo las reacciones de transformación de energía (fotosíntesis y respiración). En el citoplasma, se encuentran cuerpos pequeños, esféricos, los ribosomas, donde se realiza la síntesis de proteínas. Así mismo, el citoplasma de las células procarióticas más complejas puede contener también vacuolas (estructuras en forma de saco), vesiculas (pequeñas vacuolas) y depositos de reserva de azucares complejos o materiales inorgánicos. En algunas algas verde-azules las vacuolas están llenas con nitrógeno gaseoso. El núcleo, rodeado por una envoltura nuclear, se encuentra solamente en las células eucariotas, y es la localización de la mayoría de los diferentes tipos de ácidos nucleicos. Puede medir unas 5 µm de diámetro (> que las células procariotas completas). En su interior encontramos toda la información genética de la célula en forma de ADN, que presenta diversas organizaciones a lo largo de la vida celular. núcleo interfásico MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica células vegetales (MO) célula animal (MET) El núcleo presenta cromosomas si está en fase de división: mitosis, los cromosomas son estructuras formadas por ADN y proteínas. Cuando la célula no está en división se encuentra en INTERFASE, y no se observa ninguna estructura al microscopio óptico, sin embargo, el núcleo interfásico está trabajando intensamente, entre las funciones que realiza se encuentran: es el sitio de control por parte del ADN de las actividades celulares es el sitio de duplicación del ADN previo a la división celular en el nucléolo (usualmente dos por núcleo y carece de membrana propia), es el área del núcleo donde se inicia el ensamblaje de los ribosomas a partir de proteínas específicas y ARN Lección 4. COMPOSICION INTERNA Y EXTERNA DE LA CELULA LA PARED CÉLULAR Aunque las células vegetales y animales son muy parecidas, las células vegetales tienen una pared rígida de celulosa, que le brinda protección, sin impedir la difusión de agua e iones desde el medio ambiente hacia la membrana plasmática, que es la verdadera barrera de permeabilidad de la célula. Una pared celular primaria típica, de una dicotiledónea está formada por 25-30 % de celulosa, 15-25 % de hemicelulosa, 35 % de pectina y 5-10 % de proteínas (extensinas y lectinas), en base al peso seco. La constitución molecular y estructural precisa de la pared celular, depende del tipo de célula, tejido y especie vegetal. La pared primaria es delgada (de 1 a 3 micras de grosor) y se forma cuando la célula crece, ejemplo de esta la tenemos en células jóvenes en crecimiento, en el tejido parenquimático, en el clorénquima, epidermis, etc. La membrana celular está fuertemente adherida a la pared celular la pared, debido a la presión de turgencia provocada por los fluidos intracelulares. Literalmente podemos decir que las células se encuentran abombadas, empujándose entre ellas; en otras palabras se encuentran infladas por una presión hidrostática. Dos células adyacentes se mantienen unidas mediante la lámina media, la que se encuentra formada principalmente por sustancias pectinas, que cementan las paredes MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica primarias, a ambos lados de la lámina media. Nosotros podemos extraer la pectina de frutos verdes, como por Ej. El mango y hacer jalea. En muchas plantas posteriormente se puede depositar una pared celular secundaria, que imparte rigidez y fortaleza al tejido, sí se deposita lignina. Por ejemplo los troncos de los árboles, tienen células con gruesas paredes celulares secundarias. LA MEMBRANA PLASMÁTICA La membrana plasmática, tanto de las células procarióticas como eucarióticas, son básicamente similares. En ambos casos, regula el flujo de sustancias disueltas hacia adentro y hacia afuera de la célula. La ósmosis, que funciona debido a que el agua pasa a través de las membranas más rápido que los solutos, regula el flujo de agua. Las membranas plasmáticas tienen aproximadamente 50% de fosfolípidos y 50% de proteínas. La estructura en tres capas de las membranas celulares, consiste de una doble capa de fosfolípidos, con los grupos hidrofóbos (no afines al agua) mirando hacia el centro y los grupos hidrofílicos ( afines al agua ) orientados hacia las partes externas de la bicapa lípidica. Las moléculas de proteínas, flotan en la bicapa lipidia, con sus terminaciones hidrofílicas penetrando en ambas superficies de la membrana, lo que se conoce como el modelo de mosaico fluido, propuesto por Singer y Nicolson (1972). Se sabe que en las membranas existen dos tipos de proteínas: las proteínas integrales (intrínsecas) y las proteínas periféricas (extrínsecas). EL PROTOPLASTO El contenido del protoplasto, se puede dividir en tres partes fundamentales: citoplasma, núcleo y vacuolas; así mismo se encuentran substancias ergásticas y órganos de locomoción. Todas las células eucarióticas, al menos cuando jóvenes pose en un núcleo; el cual puede desaparecer en los tubos cribosos y en otras células vegetales, en la medida que maduran. El protoplasto se encuentra ausente en los elementos xilemáticos maduros (vasos y traqueidas). La presencia de vacuolas y substancias ergásticas, es una característica de las células de hongos y de las plantas. El citoplasma (plasma fundamental), tiene una consistencia viscosa y está compuesto de una mezcla heterogénea de proteínas (enzimas) y es el lugar donde ocurren importantes reacciones metabólicas, como la glucólisis. Debido a su naturaleza coloidal, el citoplasma sufre cambios de estado, puede pasar de sol (fluido) a gel (parecido a la gelatina). El citosol, es la matriz fluida en la que los organelos se encuentran suspendidos, está organizado en una red tridimensional de proteínas fibrosas, llamadas citoesqueleto. El citoesqueleto es mucho más organizado, que la sopa clara que nos podemos imaginar. Los elementos del citoesqueleto son: los microtúbulos y los microfilamentos. Los microtúbulos son lamentos cilíndricos, huecos que tienen un etro externo de 25 nm y varias micras de longuitud. Las paredes de los microtúbulos, están formadas por filamentos protéicos lineares o en espiral de aproximadamente 5 nm de diámetro y estos están compuestos de 13 subunidades. En el centro de un microtúbulo se encuentra un lumen (área vacía); sin embargo se pueden observar bastones o puntos. Los microtúbulos están compuestos por moléculas esféricas de una proteína llamada tubulina. Los microtúbulos pueden formarse o descomponerse rápidamente a conveniencia, y se encuentran formando parte de estructuras celulares que facilitan el movimiento, como el huso mitótico y los flagelos. La colquicina, un alcaloide del cólquico (Colchicum autumnale), destruye la organización de los microtúbulos, impidiendo la formación del huso acromático durante la MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica mitosis celular. Por lo que la colquicina se ha utilizado en genética, en la obtención de células poliploides. Los micro filamentos son estructuras más pequeñas, pero sólidas de 5 a 7 nm de diámetro, que actúan solos o conjuntamente con los microtúbulos para producir movimiento celular. Estos también están formados por proteínas, específicamente la proteína actina, la que con la miosina son también constituyentes del tejido muscular de los animales. Los microfilamentos causan el movimiento de corriente citoplasmática o ciclosis, la que ocurre en muchas células vegetales, como en las algas Chara y Nitella, donde se han reportado velocidades de 75 µm por segundo. En el citoplasma se encuentra un sistema de endomembranas, que incluye al retículo endoplasmático, El aparato de Golgi, la envoltura nuclear y otros organelos celulares y membranas( tales como los microcuerpos, esferosomas y membrana vacuolar), que tienen sus orígenes en el retículo endoplasmático o en el aparato de Golgi. La membrana celular que ya la hemos estudiado, se considera como una entidad separada; aunque su crecimiento se debe a la adición de vesículas por el aparato de Golgi. Las mitocondrias y plastidios se encuentran rodeados por una doble membrana, que se parece al sistema de endomembranas; aunque estos organelos se autoduplican, por lo que no están relacionados al sistema de endomembranas. Así mismo, los ribosomas, los microtúbulos y los microfilamentos, no forman parte del sistema de endomembranas. El retículo endoplasmático (RE o ER, del inglés endoplasmic reticulum) es un sistema multirramificado de sacos membranosos planos, denominados cisternas, que presentan la típica estructura de unidad de membrana. El RE es continuo con la membrana externa de la envoltura nuclear, a la que se une en las cercanías del núcleo. El RE puede tener ribosomas, que se encuentran unidos como lo hacen los botones a un pedazo de tela, y se conoce como RE rugoso o puede carecer de ribosomas y se llama RE liso. El RE rugoso sintetiza lípidos de membrana y proteínas de secreción; mientras que el RE liso está implicado también en la producción de lípidos y en la modificación y transporte de las proteínas sintetizadas en el RE rugoso. La enzima catalasa, constituye casi el 40% de las proteínas totales del peroxisoma, esta enzima descompone el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. En las plantas se conocen los peroxisomas foliares, como organelos de la fotorrespiración. Los glioxisomas se encuentran en semillas de oleaginosas, y contienen las enzimas que ayudan a convertir las grasas almacenadas, en carbohidratos que son translocados a la planta joven para su crecimiento. Los glioxisomas contienen las enzimas del ciclo del ácido glicólico. Plastidios. Además del núcleo y las vacuolas, los plastidios constituyen los organelos más conspicuos de una célula vegetal. Los plastidios están rodeados por una doble membrana, con una estructura interna constituida por un sistema de membranas, separadas por una matriz de naturaleza proteica llamada estroma. Los plastidios tienen ADN (DNA) con una estructura similar al encontrado en células procarióticas, así como ribosomas, embebidos en el estroma. Todos los plastidios se desarrollan a partir de proplastidios, que son cuerpos pequeños encontrados en plantas que crecen tanto en la luz como en la oscuridad. Se dividen por fisión o bipartición, como lo hacen las mitocondrias y los organismos procariótes. Los plastidios incoloros se conocen como leucoplastos, contienen enzimas responsables de la síntesis del almidón. Los leucoplastos mejor conocidos son los amiloplastos, que almacenan granos de almidón, como los encontrados en la raíz de la yuca, el tubérculo de la papa, en granos de cereales, etc. Otros leucoplastos pueden almacenar proteínas, se conocen como proteinoplastos. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Los cromoplastos son organelos coloreados, especializados en sintetizar y almacenar pigmentos carotenoides (rojo, anaranjado y amarillo), estos son el origen de los colores de muchos frutos, flores y hojas, por ej. La piel del tomate, la raíz de zanahoria, etc. Los cromoplastos se originan a partir de cloroplastos jóvenes o de cloroplastos maduros, por división. Los cloroplastos son plastidios que contienen los pigmentos verdes clorofila a y b, así como carotenoides de color anaranjado y xantofilas amarillas, son característicos de los seres fotoautótrofos, que poseen la maquinaria enzimática para transformar la energía solar en energía química, a través de la fotosíntesis. Los cloroplastos son característicos de las células del mesófilo foliar, poseen una doble membrana que los asemeja a las mitocondrias. Mitocondrias. Las células eucarióticas poseen organelos complejos, denominados mitocondrias. Vacuolas. Son organelos característicos de las células vegetales, rodeados por una membrana denominada tonoplasto , que controla el transporte de solutos hacia adentro y hacia afuera de la vacuola ; regulando el potencial hídrico de la célula a través de la osmosis . La vacuola contiene iones inorgánicos, ácidos orgánicos, azucares, enzimas, cristales de oxalato de calcio, y una variedad de metabolitos secundarios (alcaloides, taninos, ), que frecuentemente juegan un papel en la defensa de las plantas. Algunas vacuolas tienen altas concentraciones de pigmentos, hidrosolubles, que le dan la coloración a muchas flores, hojas y a la raíz de remolacha. Los colorantes vacuolares, de hojas y flores sirven para atraer los insectos que transportan el polen y, en parte funcionan como pigmentos protectores del exceso de radiación. Las vacuolas pueden almacenar proteínas, especialmente en legumbres y cereales, Las vacuolas se originan a partir de pequeñas vacuolas en células, jóvenes, meristemáticas del ápice del tallo o de la raíz, las que crecen con la célula, absorbiendo agua por osmosis y uniéndose unas con otras, hasta que se forman grandes vacuolas. Las pequeñas vacuolas o pro vacuolas parecen formarse a partir del aparato de Golgi o del retículo endoplasmático. El núcleo celular y sus componentes. Lección 5 El núcleo El núcleo es el sitio de almacenamiento y replicación de los cromosomas, que están compuestos de ADN y proteínas acompañantes. El complejo ADN-proteína (nucleoproteína), se denomina cromatina, que se observa dispersa durante la interfase. Aunque la cromatina pareciera estar desordenada, no es así; ya que está organizada en estructuras llamados cromosomas. La longitud de todo el ADN del genoma de una planta es millones de veces mayor que el diámetro del núcleo donde se encuentra, podemos establecer la analogía con una bola de hilo enrollada varios kilómetros de longitud, metida dentro de una pelota de golf. Cuando una célula se prepara para dividirse, el ADN y las proteínas que forman cada cromosoma se enrollan más estrechamente; los cromosomas se acortan, engruesan y se hacen visibles al microscopio. El núcleo contiene una solución acuosa, repleta de enzimas, el nucleoplasma, en el cual se encuentran suspendidos la cromatina o los cromosomas y los nucléolos. Como ya mencionamos, el ADN almacena información, en forma de genes, que son segmentos o secuencias de ADN que contienen toda la información genética para originar un producto génico determinado -ARN, proteína-. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Célula Vegetal. Figura tomada de Northington & Schneider (1996 CW: Pared Celular PM: Mambrana Plasmatica C: Citosol N: Núcleo Ch: Cloroplasto M: Mitocondria RER: Retículo endoplasmático rugoso. G: Aparato de Golgi V: Vacuola CAPITULO 2 Raíz, Tallos, fuentes para la generación de valor agregado LECCION 6 Conformación externa de la planta . LA RAIZ La raíz es el órgano generalmente subterráneo, especializado en: Fijación de la planta al substrato. Absorción de agua y sustancias disueltas. Transporte de agua y solutos a las partes aéreas. Almacenamiento: las plantas bienales como zanahoria almacenan en la raíz durante el primer año reservas que utilizarán el segundo año para producir flores, frutos y semillas. En algunas plantas como Isoetes (pteridófita) y Littorella (Plantaginaceae) las raíces transportan dióxido de carbono (CO2) para la fotosíntesis, ya que sus hojas usualmente carecen de estomas. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica La raíz está presente en todos los vegetales vasculares excepto las Psilotales (pteridófitas) que presentan rizoides. Ciertas espermatófitas especializadas carecen de raíz porque se atrofia el polo radical, el embrión no presenta radícula; entre ellas hay plantas acuáticas como Wolffia (lenteja de agua), Utricularia y Ceratophyllum demersum y plantas epífitas como Tillandsia usneoides y algunas orquídeas. Algunas de ellas pueden formar raíces adventicias (Lindorf et al., 1991). En Salvinia, pteridófita acuática, la función radical es desempeñada por hojas modificadas. El conocimiento del funcionamiento de la Raíz , ha permitido enriquecer tecnologías esenciales en la producción agronómica y forestal. . . Sistemas de raíces: Origen En las espermatófitas la radícula o raíz embrional situada en el polo radical del embrión origina la raíz primaria después de la germinación. En las pteridófitas el embrión no es bipolar, generalmente la raíz embrional es lateral con respecto al vástago. En Psilotum cuyo embrión no tiene radícula, sólo se formarán rizoides. Embrión de dicotiledónea MODULO DE BOTANICA ECONOMICA Embrión de pteridófita. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica . Sistema radicular , Sistema radical alorrizo , Sistema radical homorrizo Imágenes modificadas de Strasburger.1994 En las gimnospermas y dicotiledóneas la raíz primaria produce, por alargamiento y ramificación, el sistema radical alorrizo, caracterizado porque hay una raíz principal y raíces laterales no equivalentes morfológicamente. El sistema radical generalmente es unitario, presenta ramificación racemosa, acrópeta, la raíz es axonomorfa o pivotante, tiene raíces de 2°- 5° orden, y crecimiento secundario. En las monocotiledóneas igual que en las pteridófitas, la raíz embrional por lo general muere pronto. El sistema radical de la planta adulta se forma por encima del lugar de origen de la raíz primaria, en las gramíneas o Poaceae sobre el tallo o sobre el hipocótilo. El sistema radical es homorrizo, está formado por un conjunto de raíces adventicias MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Raíces adventicias Son las que no se originan en la radícula del embrión, sino en cualquier otro lugar de la planta, pueden surgir de partes aéreas de la planta, en tallos subterráneos, y en raíces viejas Pueden tener o no ramificaciones, pero tienen forma y tamaño relativamente homogéneo. No tienen crecimiento secundario generalmente. Son raíces fasciculadas o sistemas radicales fibrosos. Su duración varía, en algunos pastos perennes pueden durar varios años (Clark & Fisher, 1986). En muchas monocotiledóneas como la gramilla (Cynodon dactylon) y dicotiledóneas como la frutilla (Fragaria) que presentan tallos postrados, frecuentemente el sistema radical no es unitario, pues en cada nudo nace un fascículo de raíces adventicias. Algunos cormófitos monocaules como la palma Socratea y Pandanus, monocotiledóneas arbóreas o arbustivas, logran mayor estabilidad desarrollando raíces adventicias llamadas raíces fúlcreas o raíces zancos. Dichas raíces también aparecen en gramíneas como el maíz y el sorgo. Son gruesas, se forman en los nudos basales, y penetran al suelo donde cumplen doble función: sostén y absorción. Planta de Philodendron con raíces adventicias Raíces adventicias en tallo de Oplismenus hirtellus Raíces fúlcreas o zancos en Zea mays, maíz Imagen tomada de Raven et al.1992 MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Raíces FULCREAS pegadas al suelo Ejemplar cultivado de Ficus benghalensis, la "higuera de la India" o "banyan tree", caracterizado por desarrollar raíces fúlcreas. Dichas raíces nacen sobre ramas extendidas horizontalmente, se extienden hacia el suelo y finalmente lo penetran. Se desarrollan formando columnas que crecen en diámetro y además pueden unirse por concrescencia, adquiriendo el aspecto de nuevos troncos. Como las ramas quedan sostenidas por estas raíces columnares, pueden alcanzar una longitud mucho mayor que las ramas de otras especies, que tienen soporte sólo en el punto de unión con el tronco. De esta manera una sola planta puede cubrir una enorme extensión: hay casos registrados en India de árboles cuya copa cubre una superficie de más de 20.000 m2. El tronco inicial también puede unirse por concrescencia con las raíces fúlcreas, y va aumentando de tamaño; se conocen troncos de cerca de 3 m de diámetro. Algunas plantas tienen raíces gemíferas: se forman yemas en las raíces que permiten la propagación vegetativa de la planta (Linaria vulgaris, Rumex acetosella, Populus spp.). L E C C I Ó N 7 . R AM I F I C AC I Ó N D E L A R AÍ Z El grado de ramificación está influenciado por el suelo. Las raíces son escasamente ramificadas si crecen en agua o pantano. En suelos aireados y secos son muy ramificadas. Muchos árboles tienen un sistema radical dividido que les permite aprovechar mejor la provisión de agua: raíces horizontales, superficiales para absorber el agua de lluvia, y raíces profundas verticales para alcanzar el agua de las capas internas del suelo, cuando baja el nivel freático. En dicotiledóneas tropicales se han descrito cuatro patrones de ramificación de raíces para árboles viejos: Sistema sin raíz principal, con raíces tabulares: raíces superficiales gruesas horizontales formando grandes contrafuertes o aletones parietiformes, con puntos de anclaje vertical débiles. Árboles de selva tropical: Ficus elastica. Sistema formado por raíces superficiales gruesas horizontales con zonas de anclaje y raíz principal bien desarrollada. Raíz principal prominente, con raíces oblicuas muy desarrolladas, raíces superficiales débiles. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Raíces zancos prominentes y raíces subterráneas débiles. Para árboles de zonas templadas se distinguen los siguientes: En forma de estaca: una raíz principal dominante, de crecimiento vertical: Quercus, algunas coníferas. En forma de plato: raíces horizontales superficiales de las que nacen raíces más o menos verticales: Abies, Fraxinus, Populus. Uso de las Raíces Desde el punto de vista biológico su valor es incalculable, puesto que cumple funciones trascendentales para la planta fijación, absorción, conducción, reserva. Con respecto al ecosistema las raíces cumplen un papel importante como rábano de sostén de los suelos, evitando e impidiendo en lo posible la erosión con sus numerosas y enmarañadas raíces que entrelazan las capas del suelo las aprietan e impiden que el aire y el agua las arrastren. Aplicación Agroindustrial. La humanidad ha utilizado las raíces para su beneficio: a. Alimentación del hombre y de los animales, Zanahoria, rábano, jengibre, arracacha, nabo, ñame, remolacha, etc; algunas de ellas con explotaciones industriales como la Yuca, arracacha, ñame y remolacha azucarera. b. En la Medicina, Extrayendo los componentes o principios activos para uso en farmacología naturista o alopática el uso más generalizado por tradición o costumbre medicina vernácula, por ejemplo el diente de león enfermedades del hígado, malvavisco como cataplasma. c. En la Agricultura intervienen la reproducción vegetativa por estacas o esquejes estas practicas son muy utilizadas por los floricultores y fruti cultores Lección 8. Tallo Porción de las plantas vasculares que acostumbra a llevar las hojas y yemas. Suele ser aéreo, erguido y alargado, aunque en algunas plantas presenta una estructura muy modificada. Hay tallos subterráneos, como el rizoma del lirio o los estolones del fresal; el tubérculo de la papa o patata también forma parte de un tallo subterráneo. Algunas plantas, como la agave, tienen tallos muy cortos de los que brota una roseta de hojas apretadas. Los puntos del tallo de los que brotan las hojas y las yemas se llaman nudos, y el espacio comprendido entre dos nudos, entrenudos. El tallo presenta heliotropismo positivo y geotropismo negativo; por lo menos en el estadio juvenil realiza fotosíntesis, algunas plantas carecen de este órgano por lo que se las denomina acuales como el llantén, cartucho, anturio. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Crecimiento del tallo y desarrollo de los tejidos. EL proceso de división celular activo que sucede en la región subapical del vástago base entrenudo en formación y el alargamiento de las células conduce la crecimiento del tallo. En muchas angiospermas, cuando la actividad meristemática continua en la base del entrenudo se forma meristemo intercalares como sucede en las gramíneas, en dichas plantas se encuentra crecimiento intercalar en la base de los entrenudos y en las hojas con vaina que abrazan al tallo. La elongación del tallo da inicio a la diferenciación de tres tejidos: Protodermis: Capa exterior a partir de ella se forma la epidermis, tejido promario que se encarga de cubrir y proteger los sistemas internos. Meristemo fundamental: células grandes isodiamétricas con paredes delgadas da origen a la médula que se ubica en el centro del tallo. Procambium: Inicia con filamentos entre las células meristemáticas fundamentales; de el se diferencia el floema primario y el xilema primario. Tejidos Primarios: MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Dérmico: Por lo general lo constituye una sola capa de células en las plantas angiospermas y gimnospermas. La pared exterior esta cubierta por cutina, la cual forma la cutícula que es impermeable al agua y a los gases. En los vástagos jóvenes se encuentran células guardianes con forma de medialuna. Corteza: estructura compleja constituida por tejidos simples o tipos de células: parénquima, colénquima, esclerénquima y tejido secretor. Parénquima: es un tejido abundante tanto en la corteza como en la médula, presentar protoplastos activos puede funcionar almacenando alimentos o agua en la fotosíntesis. Colénquima: se ubica hacia la periferia forma un anillo continuo o se organiza como en hileras separadas, le da la resistencia al tallo. Esclerénquima: se presenta en monocotiledóneas ocupando el mismo espacio y con función similar al anterior en otras plantas. Vascular: El sistema vascular es flexible pero muy resistente proporcionándole continuidad y resistencia al vástago. La ubicación por lo general es constante el xilema se ubica en la parte interna al floema, si se trazan un radio imaginario desde el centro al borde del tallo. Tejidos secundarios. El cambium vascular da origen al xilema y floema secundario, según la ubicación existen dos tipos de cambium: el que se encuentra dentro de los haces vasculares se denomina cambium fascicular y el que se ubica en los espacios que de un haz y el siguiente en dicotiledóneas se llama cambium interfascicular, ambos realizan la función meristemática para el crecimiento en diámetro del tallo. En la mayoría de especies se encuentra más el xilema que floema; Gimnospermas coníferas el xilema lo forman traqueidas y parenquíma; en angiospermas leñosas lo constituyen los elementos del vaso, traqueidas, fibras y células parenquimatosas. Además en épocas marcadas del año se incrementa la división célular en el cambium y a su vez ocurre la diferenciación y maduración de nuevas células, en consecuencia se obtiene los llamados anillos de crecimiento. . Importancia del tallo Las principales funciones del tallo son formar y mantener las hojas y las estructuras de reproducción, este órgano es el encargado de una de las funciones más importantes dentro de la planta la cual es la de conducir el agua y los minerales de la raíz a las hojas como también transporta sustancias orgánicas de las hojas al resto de la planta, así como también es importante ya que es el sostén de las hojas y estructuras reproductoras En la mayoría de las plantas el tallo crece en sentido contrario a la raíz, o sea, partiendo del suelo hacia arriba. Conforme se va elevando, de él salen otros tallos secundarios o ramas que sujetarán las hojas, las flores y los frutos. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Los tallos tienen nudos, que son unas partes pequeñas, más duras y gruesas, de donde salen ramas y hojas. Las yemas axilares son pequeños brotes que al crecer serán hojas o ramas. La yema terminal es el brote pequeño, situado en el ápice o final del tallo y que lo hace crecer. Por dentro, el tallo tiene tubitos o conductos que le sirven para que circulen por toda la planta las sustancias que necesita. Si el tallo es verde, realiza también la fotosíntesis, al igual que las hojas. Los tallos pueden ser herbáceos o leñosos. Los tallos herbáceos son delgados, flexibles y de color verde. El perejil, por ejemplo, tiene el tallo herbáceo. Los tallos leñosos son propios de los árboles y los arbustos. Son tallos gruesos y endurecidos. Algunos vegetales guardan agua o sustancias de reserva en sus tallos, como por ejemplo, los cactus. Algunos tallos son subterráneos, o sea, crecen bajo tierra, como la cebolla, el jacinto o el tulipán Leccion 9 Morfología externa del tallo El lugar de inserción de las hojas se llama nudo, y la zona comprendida entre dos nudos es el entrenudo. En la axila de cada hoja y en el ápice del tallo se encuentran las yemas, las cuales se encuentran según la ubicación en el tallo: alternas, deacuerdo a su disposición en el tallo: Terminal, lateral o accesoria, con arreglo a la posición: foliares, florales o mixtas. El ápice, cubiertos por hojas pequeñas que se sobreponen protegiendo los domos o abultamientos que dan origen a los primordios florales y al meristemo apical. Morfología interna del tallo Estructura interna de los tallos jóvenes: De afuera hacia adentro se distingue: epidermis, con estomas y frecuentemente con pelos. Córtex: formado por parénquima, colénquima y esclerénquima. Dentro del córtex se encuentra el cilindro central, donde xilema y floema están agrupados en cordones o haces vasculares, de acuerdo a la disposición de xilema y floema pueden ser colaterales o concéntricos. En las Dicotiledóneas y Gimnospermas los haces están en un círculo alrededor de la médula: eustela, en las Monocotiledóneas hay numerosos haces dispersos o ubicados en varios círculos: atactostela; en este grupo de plantas no se observa región medular. Haces vasculares dispersos en el tallo de una Monocotiledónea MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Modificado de: gopher://wiscinfo.wisc.edu:2070/I9/.image/.bot/.130/Stem/Medicago_cross_section/ Labeled. Note la distribución de los haces vasculares en un solo anillo del tallo de una Dicotiledónea (Medicago sp.). EL XILEMA El xilema está formado por dos clases de tejido conductor: traqueidas y vasos. Las células que los forman son en los dos tipos alargadas, afiladas por los extremos, con paredes secundarias y sin citoplasma, y mueren al madurar. La pared celular tiene unas punteaduras (adelgazamientos) en las cuales no se produce engrosamiento secundario y a través de las que el agua pasa de unas células a otras. Los vasos suelen ser más cortos y anchos que las traqueidas y, además de punteaduras, tienen perforaciones carentes de engrosamiento primario y secundario a través de las que circulan libremente el agua y los nutrientes disueltos. EL FLOEMA El floema o tejido conductor de nutrientes está formado por células que se mantienen vivas al madurar. Las células principales del floema son los elementos cribosos —llamados así por los grupos de poros que tienen en las paredes— a través de los que se conectan los protoplastos de las células contiguas. Hay dos tipos de estos elementos: células cribosas, con poros estrechos dispuestos en grupos bastante uniformes en las paredes celulares, y tubos cribosos, con poros mayores en unas paredes celulares que en otras. Aunque los elementos cribosos contienen citoplasma también en la madurez, carecen de núcleo y otros orgánulos. Los elementos cribosos llevan asociadas unas células anexas que tienen núcleo y se encargan de fabricar y segregar sustancias que entregan a los elementos cribosos, así como de extraer de éstos los productos de desecho que forman. Tejidos fundamentales Las plantas tienen tres tipos de tejido fundamental. El primero, llamado parénquima, está distribuido por toda la planta, está vivo y mantiene la capacidad de división celular durante la madurez. En general, las células tienen sólo paredes primarias de grosor uniforme. Estas células del parénquima se encargan de numerosas funciones fisiológicas especializadas: fotosíntesis, almacenamiento, secreción y cicatrización de heridas. También hay células de este tipo en los tejidos xilemático y floemático. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica El colénquima es el segundo tipo de tejido fundamental; también se mantiene vivo en la madurez, y está formado por células provistas de paredes de grosor desigual. El colénquima puede plegarse, y actúa como tejido de sostén en las partes jóvenes de las plantas que se encuentran en fase de crecimiento activo. El esclerénquima, el tercer tipo de tejido, está formado por células que pierden el protoplasto al madurar y tienen paredes secundarias gruesas, por lo general con lignina. El esclerénquima se encarga de sujetar y reforzar las partes de la planta que han terminado de crecer. Lección 10 Tipos de tallo a. Tallos Aéreos Poseen raíces subterráneas o caulinares y sus órganos foliares son externos (árboles, arbustos, orquídeas) estos tallos a su vez pueden ser clasificados teniendo en cuenta su consistencia, duración, forma, ramificación y dirección del vástago en crecimiento. b. Tallos Acuáticos. Corresponden a plantas que viven sumergidas o flotando en el agua, las plantas hidrófilas presentan tallos herbáceos con parénquima aerífero, como el buchon de agua, lotos y camalote. c. Tallos Subterráneos o Hipogeos. Permanecen en el suelo se diferencian de las raíces por presentar yemas, dan origen a estructuras aireas, como el tubérculo de la papa y el cormo del gladiolo. Por su consistencia se clasifican en: Herbáceos y Leñosos. Por su forma: cilíndricos, Angulares. Según su duración: Anuales, Bienales, Perennes. Por su dirección en crecimiento: Erguidos, trepadores. Usos de los tallos Los tallos presentan innumerables beneficios al hombre. a. En la alimentación del hombre, forma parte de su dieta, como la papa, la cebolla, el ajo, la batata, ñame, caña. b. Alimentación para los animales, Plantas forrajeras, alfalfa, trébol, avena, cebada, maíz, pasto. c. Especies, jengibre, canela, zarzaparrilla. d. En los ecosistemas, se destaca la reforestación con especies nativas para minimizar los daños causados por las explotaciones indiscriminadas de bosques, buscar en lo posible el equilibrio con el medio ambiente. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica e. En medicina, canelo, ajo, pino sauce, espárrago, como diuréticos, para las vías respiratorias. . Aplicaciones agroindustriales - - Madera: Como el eucalipto, roble, cedro, encenillo, mangle Textiles: Lino, Mimbre, cáñamo, yute, ramio. En la producción azucarera como la caña. En la industria del papel: la pulpa del vástago tierno como el pino, plátano, bagazo de caña de azúcar. Corteza: da origen al corcho de gran valor comercial para múltiples usos, como el alcornoque. En Colombia hay un marcado consumo de madera para combustible y producción de carbón vegetal Capitulo 3. Hoja, Flor Y Fruto, fuentes para la generación de valor agregado LECCION 11 LA HOJA Hoja, principal órgano sintetizador de alimento de los vegetales; es una excrecencia lateral del tallo y las ramas. Las hojas no modificadas con fines particulares tienen por lo general dos partes principales: un tallo llamado pecíolo y una porción ensanchada y plana llamada limbo. El color verde del limbo de casi todas las hojas se debe a la presencia de clorofila, un pigmento que las plantas utilizan para fabricar los azúcares llamados hidratos de carbono a partir de agua y anhídrido carbónico. No todas las hojas son verdes; muchas contienen otros pigmentos que enmascaran el verde de la clorofila, y algunas carecen de clorofila en todo el limbo o en partes de él. La coloración que las hojas adquieren en otoño se debe casi siempre a la descomposición de la clorofila, que deja al descubierto estos otros pigmentos. La estructura interna de las hojas, como la de raíces y tallos, es una modificación de una pauta básica común a casi todas las plantas vasculares. Hoja del acebo MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Descripción Se inicia en el promesistema del retoño a los lados del ápice a manera pequeños domos, estas células iniciadoras se encuentran en contacto con el procambium y los tejidos vasculares primarios; prosiguen su desarrollo hacia las hojas jóvenes como tiras delgadas del tejido y continúan su actividad en los meristemos marginales provocando la expansión lateral de la hoja y la forma de la misma, por lo tanto la organización celular que se observa en estado adulto se establece cunado la hoja es muy pequeña e incluso antes de brotar en la yema, en consecuencia el crecimiento se debe al ensanchamiento celular. Las hojas son órganos vegetativos, generalmente aplanados, situados lateralmente sobre el tallo, encargados de la fotosíntesis. La morfología y anatomía de tallos y hojas están estrechamente relacionadas. Un órgano no puede existir sin el otro, en conjunto constituyen el vástago SUCESIÓN FOLIAR En numerosas especies de dicotiledóneas la forma de la hoja se modifica en el curso del desarrollo del individuo. Se distinguen los siguientes tipos de hojas (Fig.2.1) 1. Hojas embrionales o cotiledones Fig.2.1. Sucesión foliar Son las primeras hojas que nacen sobre el eje. Generalmente su número es característico para cada grupo de plantas: un cotiledón en monocotiledóneas, dos en dicotiledóneas y dos a varios en gimnospermas. En algunos casos no emergen a la superficie y sólo sirven para absorber (gramíneas) o ceder sustancias alimenticias a la plantita en desarrollo (Pisum, Quercus). En otros casos son órganos fotosintetizadores, verdes. En general tienen vida breve, y su forma es diferente a la de los nomófilos, como en el palo borracho rosado (Ceiba), en el fresno, etc. En algunas Gesneriaceae tropicales como Monophyllea y Streptocarpus, son las únicas hojas que se forman. Una se agranda considerablemente, y constituye una hoja vegetativa de larga duración. En su axila se desarrolla la inflorescencia. 2. Hojas primordiales Son las primeras hojas que nacen por encima de los cotiledones de la planta joven. En plantas con hojas compuestas como el fresno, el poroto y el chivato, las hojas primordiales son simples o con menor número de folíolos, mientras en otras plantas como la arveja son más reducidas 3. Hojas vegetativas o nomófilos MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Aparecen después de las hojas primordiales y son las que se forman durante toda la vida de la planta. Son morfológicamente más complejas, y son las hojas características de cada especie. En ciertas plantas hay hojas de tamaño y forma diferentes: el fenómeno se llama heterofilia. Por ejemplo en el Eichhornia azurea, camalote las hojas sumergidas son acintadas y las hojas emergentes tienen la lámina elíptica o romboidal Lección 12. Estructura interna y externa Los haces vasculares recorren la lámina foliar constituyendo las nervaduras. Normalmente hay una nervadura o vena principal, de la cual salen venas de menor diámetro o venas laterales, así sucesivamente formando una red o venación retinervada. Cuando hay varias venas principales que salen de un mismo sitio, la venación es palmada. Ambos tipos son usuales en las dicotiledóneas. Hoja de Dicotiledónea con venación retinervada MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Hoja de Monocotiledónea con venación paralelinervada En las Monocotiledóneas la lámina es acintada, el pecíolo se transforma en una vaina que abraza el tallo. Las nervaduras se distribuyen paralelamente a cada lado de la nervadura o vena principal (venación paralelinervada). Un ejemplo común es la hoja de maíz (Zea mays) y las hojas de los pastos (Gramínea). Si la lámina es entera la hoja es simple, si está dividida en porciones o folíolos se llama compuesta y cada porción recibe el nombre de folíolos, éstos pueden disponerse como una pluma (hoja pinaticompuesta) o como los dedos de la mano (hoja palmaticompuesta). La disposición de las hojas sobre el tallo se llama filotaxis, puede ser en espiral, opuestas, alternadas o verticiladas cuando hay dos o más de dos hojas en cada nudo. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Partes de la hoja La hoja típica se compone de un limbo y de un pecíolo. Tanto en la cara superior (haz) como en la inferior (envés) se suelen apreciar los nervios principales y secundarios. Las hojas pueden ser simples, cuando el pecíolo sostiene un único limbo, o compuestas, cuando el pecíolo sostiene uno o más limbos que reciben, entonces, el nombre de foliolos. Estructura anatómica: la lámina está formada por un mesófilo de parénquima clorofiliano cubierto por epidermis de ambos lados. La epidermis es muy variable entre especies, tiene células ordenadas en filas en las Monocotiledóneas y desordenadas en las Dicotiledóneas. En la cara inferior posee normalmente mayor cantidad de estomas. Si el parénquima clorofiliano es en empalizada en la cara superior y lagunoso en la inferior la hoja es dorsiventral; si hay en empalizada en ambas caras se denomina isobilateral, y si rodea a cada hacecillo vascular la estructura se denomina tipo Krantz o Carbono 4 (C4) como en la hoja del arroz. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Lección 13 Funciones de la hoja. Su función principal es la síntesis de compuestos orgánicos, mediante la fotosíntesis. Su forma plana y delgada permite la máxima absorción de rayos solares y un efectivo intercambio gaseoso. En las Dicotiledóneas la hoja consta (generalmente) de una lámina, un pecíolo, y usualmente hay una yema axilar en la unión del pecíolo al tallo. El pecíolo puede ser largo o corto, si está ausente la hoja es sésil. Parte de las plantas cuya función principal es acumular una reserva de azúcares para la planta. Las superficies superior e inferior de las hojas están cubiertas de una cutícula cerosa que impide la evaporación. Con objeto de que el aire pueda penetrar, para que ocurra la fotosíntesis, la cutícula está habilitada, especialmente en la superficie inferior, de pequeños poros (estomas). MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica El borde de cada estoma está formado por dos "células guardianes" que actúan como válvulas para regular el paso de gases, especialmente vapor de agua, hacia y desde el interior de la hoja. // Órgano aéreo nacido lateralmente de un tallo, que constituye el follaje de la planta. Su función principal es la elaboración de sustancias nutritivas mediante la fotosíntesis. La hoja típica consiste en un pecíolo y un limbo. (INFOJARDIN) Tipos de hoja Por la forma del limbo - Alabardadas, o forma de lanza - Cintiforme - Acorazonadas - Elíptica u ovalada - Orbicular - Aciculares - Lanceoladas - Espadiciforme - Falciforme - Espatulazas - Palmadas. - Escamas - Tubulares - Abanico Por el contorno del limbo - Enteras - Endidas - Acerradas - Rasgadas - Dentadas - Lobuladas - Festoneadas Por la superficie del limbo - Lampiñas - Espinosas -Pubescentes - Algodonosas -plegadas - petusas MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Por sus nervaduras - Uninerva - Curvinerva - Digitinerva - pertivervia - Pinnivervia - Paralelinervia Por el Peciolo - Pecioladas - Sentadas - Envainadora - Amplexicaule `Por su disposición en el tallo - Alternas - Opuestas - Verticiladas Por su duración - caducas - Perennes Adaptaciones de las hojas La forma y la estructura de la hoja están adaptadas a las condiciones en que vive la planta. Las hojas típicas de regiones templadas, sometidas a una humedad moderada, son muy distintas de las propias de regiones tropicales, húmedas o frías, y secas. Casi todas las hojas tienen un limbo plano orientado de forma que capte la mayor cantidad posible de luz MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica solar; en cambio, las coníferas, adaptadas a regiones frías y ventosas, tienen hojas aciculares que presentan una superficie mínima al desecamiento, al agua y al viento. Las hojas tienen uno o dos nervios embebidos en el centro y una capa de fuerte tejido de sostén justo por debajo de la capa externa, gruesa y muy cutinizada. En plantas propias de regiones áridas, como el áloe, las hojas suelen ser mucho más esponjosas y retienen gran cantidad de agua. Las hojas de muchas plantas de las selvas tropicales están adaptadas para destilar por el ápice el exceso de humedad. Usos Agroindustriales a. Alimentación del Hombre Como parte de la dieta: Acelga, Espinaca, repollo, lechuga col, nabos etc. Como condimento: cilantro, apio, perejil. Como Infusión: te, toronjil, hierbabuena, llantén etc Como especies: laurel, orégano, tomillo, salvia, etc. b. Forraje: Hojas gramínea, alfalfa, caña de azúcar, plátano. c. Medicina: Eucalipto, borraja, hierbabuena, menta, albahaca, etc. d. Industria: Fique, tabaco, iraca, yute, morera, añil. e. Reproducciones algunos bordes de hojas se encuentran pequeños centros de actividad meristemática. De donde brotan nuevas plantas. lección 14 Flores MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Las flores son un conjunto de tejido reproductivo y estéril agrupado en apretados verticilos que poseen muy cortos entrenudos. Poseen un eje o pedúnculo que soporta un receptáculo en el que se insertan las demás piezas. Una flor típica presenta 4 verticilos o ciclos de piezas, dos fértiles o reproductivos y dos estériles. INFLORESCENCIAS Se denomina inflorescencia la disposición de las flores cuando éstas se agrupan de una forma particular en la planta. El estudio de las inflorescencias no es más que un caso particular de la ramificación del tallo. El tipo de inflorescencia es muy variado, pero constante para cada especie, y con frecuencia, para toda una familia y constituye una de las características más sobresalientes del fenotipo de la planta. En las inflorescencias, las flores suelen ir acompañadas de brácteas o hipsófilos, que pueden ser grandes y vistosos o, al contrario, reducidas e inconspicuas. Las inflorescencias están insertas en un eje florifero denominado raquis cuyo desarrollo puede ser definido cuando termina en una flor o en una estructura equivalente, por lo que se detiene su crecimiento; o puede ser indefinido si el raquis continúa desarrollándose y produciendo más brotes florales. Las inflorescencias, además, se denominan compuestas cuando las ramificaciones primarias se dividen a su vez, conservando siempre el mismo tipo de división o bien asociado al sistema diversos tipos de ramificación. Un aspecto importante para tener en cuenta al estudiar las inflorescencias es considerar el orden según el cual se abren las flores de la inflorescencia y que puede ser; centrípeto o centrífugo. Centrípeto o acrópeto, si las flores más viejas están situadas hacia el exterior de la inflorescencia o más distante del ápice de la misma, de manera que el desarrollo se efectúa desde el exterior hacia el interior de la inflorescencia y desde la base hasta el ápice. En el tipo centrífugo o acrófugo, el proceso se desarrolla a la inversa, esto es, las flores son tanto más viejas cuanto más próximas están al extremo del raquis, por cuanto el desarrollo de las nuevas flores parte del centro de la inflorescencia, o de su ápice, hacia los bordes externos de la misma. Celakovsky, citado por Gola, agrupa las inflorescencia en cuatro categorías principales, subdivididas, a su vea, en tipos especiales. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica . Estructura externa e interna Verticilos estériles o de protección: Cáliz: formado por sépalos, generalmente verdes, protegen a la flor cerrada o pimpollo. Corola: presenta pétalos, coloridos, atraen a los polinizadores. El conjunto de cáliz y corola se denomina perianto, (peri = alrededor, anthos = flor), cuando éstas piezas son similares en tamaño y forma se denominan tépalos y el conjunto, perigonio, siendo corolino (Achiras) o calicino (gramíneas). Cuando las piezas están soldadas entre sí se antepone el prefijo: gamo-, si están libres se usa diali- (dialisépalas o dialipétalas). Existen flores sin estos verticilos de protección: flores aclamídeas (sauce, Salix). Verticilos fértiles o sexuales: Androceo: verticilo masculino compuesto por estambres, formados por un cabito estéril o filamento y una parte fértil, la antera. Cada antera tiene dos tecas con dos sacos polínicos o microsporangios en cada una. Dentro de los sacos se encuentran los granos de polen (gametofito masculino) en cuyo interior están las dos gametas masculinas. La apertura de las tecas para la salida de los granos de polen o dehiscencia puede ser longitudinal, poricida, valvaro transversal. Gineceo: verticilo femenino formado por hojas modificadas llamadas carpelos, uno o varios; si varios carpelos están soldados entre sí el gineceo es gamocarpelar y tiene un solo ovario. Si tiene varios carpelos, libres entre sí, la flor es dialicarpelar y presentará tantos ovarios como carpelos. El gineceo (o pistilo) tiene una parte ensanchada, el ovario, en cuyo interior están los óvulos o primordios seminales. El ovario se continúa con el estilo, elevando el estigma o superficie receptora de los granos de polen. El óvulo es una estructura compleja, formada por un cuerpo o nucela donde se encuentra el saco embrionario (gametofito femenino) formado por 7 MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica células de la cual una es la ovocélula o gameta femenina. La nucela está rodeada por uno o dos tegumentos. Partes Esenciales y Accesorias de las Flores Los sépalos y pétalos se designan como partes accesorias de las flores, porque no intervienen directamente en los procesos reproductores. Los estambres y los pistilos son las partes esenciales de las flores, porque estos intervienen directamente en la producción de semillas. Las partes accesorias revisten importancia indirecta en la reproducción, en cuanto atraen insectos necesarios para la polinización de muchas flores. Pedúnculo o Pericelo Corola Pétalos Androceo MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica . FUNCIONES POLINIZACION Y FECUNDACION Las flores contienen las estructuras necesarias para la reproducción sexual. La parte masculina es el estambre, formado por el filamento y la antera. La parte femenina, el carpelo, incluye el estigma, que recoge el polen; el ovario que contiene el óvulo; y el estilo, un tubo que conecta el estigma con el ovario (A). El polen es producido en la antera (B) y cuando está maduro es liberado (C). Cada grano de polen contiene dos gametos masculinos. Cuando tiene lugar la auto polinización el polen llega al estigma de la misma flor, pero en las plantas con polinización cruzada (la mayoría) el polen es transportado por el aire, el agua, los insectos o pequeños animales hasta una flor distinta. Si el polen alcanza el estigma de una flor de la misma especie, se forma un tubo polínico que crece hacia abajo por el estilo y transporta los gametos masculinos hasta el óvulo (D). Dentro del saco embrionario del óvulo, un gameto masculino fecunda la ovocélula y forma un cigoto que da lugar al embrión. El segundo gameto masculino se une a dos células del saco embrionario llamadas núcleos polares para formar el endospermo nutritivo que rodea el embrión de la semilla (E). TIPOS DE FLORES Casi todas las especies de angiospermas llevan flores que se apartan de la norma que acaba de describirse. Las flores con sépalos, pétalos, estambres y carpelos se llaman completas, e incompletas las que carecen de alguno de estos verticilos. Algunas flores pueden presentar 2 o más verticilos de sépalos o de pétalos. Cuando falta el perianto se dice que la flor es aclamídea o desnuda, como la de los sauces y chopos. Las flores son unisexuales cuando les falta el androceo o el gineceo; si sólo lleva pistilos, se dice que la flor es pistilada o femenina, y estaminada o masculina cuando sólo lleva estambres. Cuando MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica las flores masculinas o femeninas se presentan agrupadas todas en un mismo pie de planta, se dice que la especie de que se trate es monoica, y dioica cuando cada pie de planta lleva flores de un solo sexo. Las flores típicas son bisexuales o hermafroditas (con androceo y gineceo situados en la misma flor). Tulipanes de jardín Estas herbáceas bulbosas, de floración primaveral, presentan miles de variedades y son muy apreciadas como plantas ornamentales. Las flores son solitarias, acopadas, y dispuestas en el ápice del tallo. Cortesía de Pilar Almazán Ceballos En muchas flores, los sépalos y los pétalos son de tamaño uniforme y adoptan una disposición estrellada o con simetría radial. En cambio, las flores con simetría bilateral tienen pétalos de formas y tamaños diferentes. Así, los cinco pétalos de la flor del guisante (chícharo), por ejemplo, comprenden: uno grande y vistoso llamado estandarte, dos pequeños, semejantes a alas dispuestos a los lados de la flor, y, entre ellos, una quilla, estructura de dos pétalos que encierra pistilos y estambres, soldados a lo largo de los bordes. La posición relativa de las piezas florales es variable. En una flor hipógina, los sépalos forman el verticilo inferior, seguido, en orden ascendente, por pétalos, estambres y pistilos. En una flor perígina, el cáliz envuelve al gineceo, y las demás piezas florales se insertan en MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica el borde de aquél. En algunos casos, el cáliz es el resultado de la fusión de las porciones basales de otras piezas de la flor, mientras que en otros consiste en la prolongación hacia arriba del receptáculo. En una flor epígina, la corola está soldada al gineceo y las demás piezas florales se encuentran en la parte superior del ovario; de este tipo es la flor del manzano. En algunos casos, el cáliz floral soldado al ovario es resultado de la fusión de las piezas de la flor; en otros, procede del desarrollo ascendente del receptáculo soldado al ovario. Las flores compuestas constituyen un caso especial. La flor de las Compuestas (una margarita, por ejemplo) no es una flor, sino un conjunto de muchas flores llamado capítulo o cabezuela. Los pétalos de la margarita no son pétalos individuales, sino el resultado de la fusión de cinco pétalos, y forman parte de una pequeña flor completa, con simetría bilateral, dispuesta en el borde del capítulo y cuya corola se llama lígula. El centro de la margarita está formado por flores completas y perfectas con simetría radial, llamadas flósculos, cada una de las cuales tiene cinco pétalos soldados que forman un tubo. Véase también Inflorescencia. . Tipos de Flor Completa: cuando tienen los 4 verticilos florales (sépalos, pétalos, estambres y pistilos), los cuales se pueden distinguir con facilidad. Incompleta: corola) Perfecta o Bisexual: (estambres y pistilos) Imperfecta o Unisexual: este tipo de flor puede ser: cuando le hace falta un verticilo accesorio (cáliz o cuando posee los 2 verticilos esenciales Estaminada o masculina: (androceo) Pistilada o femenina: cuando la flor solo tiene estambres cuando la flor solo tiene pistilos (gineceo) De acuerdo al tipo de flor y los órganos reproductivos, las plantas se clasifican en: Plantas monoicas: son aquellas en que todas las plantas presentan flores estaminadas y flores pistiladas en la misma inflorescencia o en la misma planta. Ejemplo: - maíz (Zea mayz), Calabaza (Lagenaria siceraria) y Pepino (Cucumis sativas) Presentan polinización cruzada y autopolinización. Plantas dioicas: las flores estaminadas y las pistiladas se encuentran en individuos diferentes. Ejemplo: - Palma africana (Elaeis gineensis), Jojoba (Simmoondsia chinensis), Espárragos (Asparagus officinalis) Presentan polinización cruzada. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Plantas polígamas: es la que presenta flores unisexuales y hermafroditas en la misma o en diferentes plantas individuales. Ejemplo: - La papaya (Carica papaya) * EL COLOR DE LAS FLORES Las flores deben su color a dos tipos de pigmentos: pigmentos liposolubles contenidos en los cromoplastos y pigmentos hidrosolubles contenidos en las vacuolas de las células epidérmicas de los pétalos. Casi todos los tonos azules y púrpuras se deben a pigmentos vacuolares llamados antocianinas. Éstos cambian de color en función del grado de acidez o alcalinidad y del tipo exacto de antocianina: si la solución vacuolar es básica, el color es azul; si es neutra, vira al púrpura o al violeta; y si es ácida, se convierte en rojo. Los rojos pueden deberse también a la presencia de pigmentos cromoplásticos. Los amarillos los dan casi siempre las flavonas, como en la prímula. El color blanco de los pétalos se debe a la presencia de diminutas bolsas de aire entre las células que los forman. Rosas Se cultivan más de 20.000 variedades de rosas, seleccionadas meticulosamente por características como el número y la forma de los pétalos. Aquí se han ilustrado (arriba, de izquierda a derecha): Mrs. John Laing (perpetua; florece al principio del verano y de nuevo en otoño); Just Joey (híbrida de té, con unas pocas flores por pie); Iceberg (floribunda, rosal arbustivo con numerosas flores); Eglanteria (silvestre, con tallos espinosos y una sola fila de cinco pétalos en cada flor); (abajo) Peace (híbrida de té); Old Blush China (rosa de China; florece una sola vez en la estación); Fairy (polianta; arbusto folioso con grupos de flores enanas); y Mme. George Staechelin (trepadora y florífera; se deja guiar sobre espalderas y vallas). MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Dorling Kindersley FRAGANCIAS FLORALES Flores para el mercado Tanzania, uno de los países más pobres del planeta, ha de lanzarse a la búsqueda de nuevos productos para diversificar su economía. Los bajos precios internacionales de sus principales cultivos de exportación (sisal, café y algodón) han perjudicado mucho al país. La imagen muestra a unos trabajadores que están cortando flores; uno de los productos de los que también Tanzania es el mayor productor mundial es el anacardo. The Stock Market/Fred Morris La fragancia de las flores tiene su origen en la formación de pequeñas cantidades de aceites volátiles por alteración de los aceites esenciales contenidos en los pétalos. Los perfumes naturales se elaboran con flores como el jacinto, el heliotropo, la mimosa, el jazmín, la flor de azahar, la rosa y la violeta. Las fragancias atraen a los polinizadores. Algunas flores exhalan olores pútridos, también para atraer a polinizadores, en este caso moscas de la carne u otros insectos próximos a ellas; estas flores huelen como la carne en putrefacción y no están agrupadas dentro de una familia o un orden especiales dentro de las plantas con flor. . CLASIFICACION DE LAS FLORES Principales tipos de corola MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica La corola constituye el verticilo interno del perianto de la flor y está formada por varios pétalos que suelen presentar colores brillantes. Cada uno de los distintos tipos de corolas que aparecen en la ilustración se relaciona con alguna de las plantas más comunes que lo desarrollan. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Tipos de inflorescencias Los tipos de inflorescencias (agrupamiento de flores) se identifican por la disposición de las flores en el tallo. Las flores constituidas por numerosas piezas dispuestas en espiral e insertas de forma independiente en el eje floral son las más antiguas en la historia evolutiva de las angiospermas. Las que presentan variaciones sobre este plan son más evolucionadas. Así, la organización en verticilos, la reducción y fusión de piezas, la pérdida de partes y la simetría bilateral revelan cambios, y las flores que presentan una o varias de estas características son más evolucionadas. Si presenta una sola, se considera que la flor ha evolucionado sólo en ese aspecto. Las Ranunculáceas y Magnoliáceas se cuentan entre las plantas más antiguas de la Tierra en términos de semejanza con antepasados fósiles; en cambio, las Escrofulariáceas, las Labiadas, las Compuestas y las Orquidáceas están entre las más avanzadas, es decir, las que han evolucionado más tarde. Ranunculáceas, Colombina Se cultiva por la flor púrpura, blanca o amarilla; prefiere pleno sol y suelo bien drenado. Es una vivaz rústica cuyas hojas se colorean de forma intensa en otoño. Oxford Scientific Films/M.P.L. Fogden MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Nombre común de una familia de plantas con flor. El género más representativo de esta familia es Ranunculus, cuyo nombre común es ranúnculo. La familia agrupa aproximadamente 58 géneros y 1.750 especies, muchas de ellas ornamentales, como clemátide, albarraz, anémona, espuela, colombina y el género Adonis. Los ranúnculos tienen flores lustrosas, conspicuas, acopadas, de color amarillo limón. Son especies comunes el botón de oro o hierba bélida y la hierba velluda, ambas ampliamente distribuidas en pastizales y praderas. La sardonia tiene flores pequeñas, con pétalos menores y menos conspicuos. Los tejidos de los ranúnculos, como el botón de oro y otros miembros de esta familia, producen un glucósido inocuo que se descompone espontáneamente y forma una sustancia oleosa muy irritante llamada protoanemonina. El ganado suele evitar los ranúnculos pero, si los ingiere, puede sufrir irritación grave de la boca y el aparato digestivo. Este compuesto irritante vuelve a cambiar cuando la planta se seca; por ello, el heno, que contiene ranúnculos, no es nocivo para los animales. Las plantas del orden al que pertenece esta familia son casi todas herbáceas o trepadoras y abundan sobre todo en las regiones templadas. Muchas especies tienen valor ornamental, unas pocas son cizañas comunes y algunas son tóxicas para los mamíferos, incluido el hombre. El orden es diverso, pero presenta una serie de rasgos compartidos por muchos miembros del grupo: porte herbáceo, hojas alternas sin estipulas (pequeños apéndices laminares que se forman en la base foliar) y producción de alcaloides; las piezas florales suelen ser numerosas, dispuestas en espiral y sin soldar. Los miembros de este orden ocupan una amplia gama de hábitat, y los desiertos son los únicos lugares donde no están bien representados. En general, prefieren el hábitat húmedo o inundado. Las flores, de vivos colores comunes a casi todas las especies del orden, tienen la función de atraer a los insectos, encargados de la polinización. En el orden hay dos tipos de flores: de polen y de néctar. Cinco de las ocho familias del orden agrupan sólo unas pocas especies. La más nutrida, después de la del ranúnculo, es la familia de las Berberidáceas, con unas 650 especies, casi todas de la región templada septentrional; a esta familia pertenecen la manzana de mayo y varias ornamentales muy apreciadas, como las uvas de Oregón y el agracejo. La familia de las Menispermáceas agrupa unas 400 especies de trepadoras tropicales; de una de ellas se extrae un tipo de curare utilizado como relajante muscular. Clasificación científica: el nombre científico de la familia de las Ranunculáceas es Ranunculáceas, del orden Ranunculales; a ella pertenecen los ranúnculos. El botón de oro o hierba bélida es Ranunculus acris; la hierba velluda es el nombre común de la especie Ranunculus bulbosus; y la sardonia corresponde a la especie Ranunculus sceleratus. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Magnoliáceas, Tulipero El tulipero es un árbol caducifolio perteneciente a la familia Magnoliáceas. Puede alcanzar los 60 m de altura y se cultiva como ornamental. Presenta hojas grandes tetralobuladas y flores solitarias, con forma de tulipán, de color amarillento verdoso y anaranjado. Hideo Takahashi Nombre común de una pequeña familia de plantas leñosas con flor, formada por unos doce géneros y 220 especies. La madera del tulipero, clara, blanda, de color amarillento, es una de las maderas de esta familia más apreciadas; se usa mucho en forma de chapa, en tornería y para fabricar papel. El tulipero o árbol de los tulipanes, que puede alcanzar hasta 50 m de altura, es también apreciado como ornamental. Los magnolios, que pertenecen al género representativo de la familia, se cultivan por las flores vistosas que forman. El conocido magnolio común se planta en zonas de clima cálido. El género tiene unas 80 especies. Casi todas las especies cultivadas y sus numerosos híbridos son caducifolias; pierden la hoja en otoño y forman vistosas flores al principio de la primavera, antes de que se desarrollen las hojas nuevas. La familia pertenece a un orden que agrupa más especies con caracteres primitivos y arcaicos que ningún otro. Casi todas ellas son tropicales, aunque hay varios grupos propios de regiones templadas importantes en horticultura y silvicultura. Todas son leñosas, en su mayor parte árboles pequeños o medianos. Con pocas excepciones, tienen flores conspicuas o vistosas grandes, con piezas (sépalos, pétalos, estambres y carpelos) sin soldar y dispuestas en espiral sobre un eje. Los estambres (piezas masculinas de la flor) son anchos y semejantes a hojas; también los carpelos (piezas femeninas) pueden recordar que proceden de hojas modificadas. El fruto tiene forma de piña, con carpelos secos o carnosos y alberga una o más semillas grandes. Además de estas características, los abundantes aceites aromáticos, la madera con células conductoras de agua simples y las semillas con embriones pequeños revelan la antigüedad del orden. Muchas de las especies son polinizadas por escarabajos, otro indicador de proximidad a la línea ancestral de las plantas con flores. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica El orden tiene diez familias y unas 3.000 especies. Dos tercios de éstas se agrupan en la familia de las Anonáceas. Hay otra familia de importancia económica, la de las Miristicáceas (véase Nuez moscada), con alrededor de 400 especies. Clasificación científica: el nombre científico de la familia de las Magnoliáceas es Magnoliáceas, del orden Magnoliales. El género representativo es Magnolia. El tulipero es la especie Liriodendron tulipifera; y el magnolio común, Magnolia grandiflora. . Magnolio Este árbol, perteneciente a la familia Magnoliáceas, se cultiva mucho en parques y jardines por las flores, grandes y vistosas, que forma. Presenta hojas enteras, coriáceas y de color verde intenso. Cortesía de Pilar Almazán Ceballos Labiadas, MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Tomillo El tomillo es una planta muy aromática que se usa con fines culinarios. También se utiliza en la fabricación de jabones y productos de perfumería por su contenido en el aceite esencial que contiene, el timol. En la imagen se observa con detalle la forma y disposición de sus hojas. Photo Researchers, Inc./Alan and Linda Detrick Nombre común de una familia de plantas con flor leñosa o herbácea que comprende unas 3.200 especies incluidas en unos 200 géneros. Presenta una distribución mundial y está muy representada en la región mediterránea; el género más conocido es en el que se incluyen la hierbabuena, la menta, la menta piperita y el poleo. Muchas de las especies de esta familia contienen esencias aromáticas, y bastantes de ellas (casi todas de origen mediterráneo) se cultivan como especias culinarias, entre ellas el orégano, la mejorana, el tomillo, la ajedrea y la albahaca. Éstas y otras especies de la familia se cultivan asimismo como ornamentales, entre ellas el espliego. Compuestas (plantas), Dalia Las dalias, pertenecientes a la familia de las Compuestas, son especies muy apreciadas en jardinería. A partir de la especie Dahlia pinnata se han obtenido flores de formas y colores muy variados. Dorling Kindersley Nombre común de una de las más nutridas familias de plantas con flor, que reúne más de 20.000 especies. El nombre común hace referencia a la disposición de las flores en capítulos compactos (flores compuestas), cada uno de los cuales parece a su vez una única flor, como se aprecia en especies tan conocidas como el áster o el diente de león. La familia está distribuida por todo el mundo, con excepción de la Antártida, donde las MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica únicas plantas con flor conocidas son dos especies de gramíneas. Las compuestas se adaptan especialmente bien a las zonas semiáridas de las regiones tropicales y subtropicales, así como al territorio ártico, la tundra alpina y las zonas templadas; sólo están poco representadas en la pluvisilva tropical. La margarita es una vivaz de crecimiento lento; alcanza hasta 20 cm de altura y la flor tiene 2,5 cm de diámetro. Algunas variedades se cultivan como ornamentales. Cardo Este cardo tiene flores compuestas de color púrpura muy decorativas, pero las hojas y ramas espinosas le dan aspecto de mala hierba. Es una especie común en terrenos baldíos. Oxford Scientific Films/G.A. Maclean Diente de león La flor del diente de león es compuesta, y está formada por gran número de flósculos diminutos. Aunque se considera una mala hierba, las hojas son comestibles si se recogen al principio de la primavera, antes de que se vuelvan amargas. Oxford Scientific Films/Harry Taylor Aunque esta familia agrupa cerca del 10 % de todas las plantas con flor, su importancia económica directa es escasa. La lechuga es la principal especie cultivada; son también importantes la alcachofa, la endivia, el salsifí, la achicoria y el estragón. El girasol y el cártamo son importantes productoras de aceites vegetales, y ciertas especies, como el guayule, se han estudiado como fuente potencial de caucho. Entre las malas hierbas de esta familia se encuentran el diente de león, el cardo, el cadillo y la ambrosía, que produce gran cantidad del polen transportado por el aire que afecta a quienes sufren fiebre del heno. Hay además especies compuestas importantes en jardinería, entre ellas tagetes, dalia, zinnia, margarita, cosmos, crisantemo, tanaceto y áster. Las flores están siempre reunidas en una inflorescencia (agrupamiento de flores) llamada cabeza o capítulo, que parece una única flor y funciona como tal. En más de la mitad de las especies, las flores del borde del capítulo tienen unas corolas extendidas hacia afuera llamadas lígulas; son semejantes a pétalos y hacen la flor más visible para los polinizadores. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Las flores del interior del capítulo se llaman flósculos. Ambos tipos están rodeados de brácteas (hojas especializadas) por la base. El cáliz (la envoltura floral) que rodea a cada una de las flores del capítulo es un conjunto de escamas o barbas que, en muchos casos, favorece la distribución de las semillas. En el diente de león, el cáliz es un vilano o conjunto de pelos que permiten al fruto flotar en el aire; en el cadillo, el fruto tiene unos ganchos para sujetarse a la piel de quienes rozan la planta. Alcachofa La alcachofa forma flores de color púrpura o blanco parecidas a las del cardo. Son comestibles el receptáculo floral o corazón, las hojas y los tallos. Oxford Scientific Films/Ralph A. Lewin Los pétalos de los flósculos están soldados en la base y forman una corola tubular. Las anteras (piezas florales que producen el polen) están también soldadas en un tubo a través del cual se prolonga el estilo (parte femenina de la flor). Las anteras depositan el polen en el tubo y el estilo se alarga, lo empuja hacia arriba y lo pone al alcance de los insectos polinizadores o lo expone al viento para que lo dispersen. Los estigmas (las estructuras encargadas de recibir el polen) ocupan dos ramificaciones del labio del estilo, que se separan después del alargamiento; de este modo se evita la auto polinización, aunque en algunos casos las ramillas estigmáticas se curvan hacia atrás y penetran en el tubo polínico que forman las anteras. El pistilo (la pieza femenina de la flor) tiene un único ovario y mantiene en su ápice las demás piezas florales. Una vez fecundado, madura en un fruto de cáscara leñosa llamado cápsula que encierra una única semilla. Aunque los capítulos de las compuestas son muy similares, ciertas variaciones de su estructura, en particular de la corola, determinan una diversidad considerable. El capítulo más sencillo es el discoidal, formado por flósculos de corola tubular, con estambres y pistilos funcionales. El cardo, el eupatorio y el agérato tienen capítulos formados sólo por flósculos. El segundo tipo de capítulo tiene un botón o disco central de flósculos rodeado por una hilera externa de lígulas. La corola de estas lígulas es tubular en la base, pero se aplana y alarga a medida que crece hacia afuera. Las lígulas suelen ser pistiladas (con pistilos funcionales y anteras no funcionales) o estériles. Pertenecen a este tipo especies tan conocidas como el girasol, la margarita o las del género Rudbeckia. Un tercer tipo de capítulo es el ligulado, formado exclusivamente por lígulas provistas de pistilos y estambres funcionales. Son ligulados los capítulos del diente de león y de la achicoria. Hay también algunos otros tipos de capítulo. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Clasificación científica: las plantas con flores compuestas constituyen la familia de las Compuestas (Compositae), del orden Asterales. La familia se denomina también Asteráceas (Asteraceae). Gramíneas, Mijo El mijo, que comprende varias especies de la familia de las Gramíneas, es un alimento básico en extensas zonas de Asia y África occidental. Medra en suelos más pobres que muchos otros cereales y la estación de maduración es relativamente corta (60 a 80 días). Oxford Scientific Films/Ian Moar Nombre común de una extensa familia de plantas con flor, la más importante del mundo desde los puntos de vista económico y ecológico. La familia contiene unos 635 géneros y 9.000 especies, y es la cuarta más extensa después de Fabáceas, Orquidáceas y Compuestas. A esta familia también se la conoce con el nombre de Poáceas. Planta de arroz Hay miles de variedades de arroz, pero todas pertenecen a la familia de las Gramíneas. Casi todas las especies exigen un suelo muy húmedo durante gran parte de la estación de crecimiento. El arroz se cultiva en Asia, África, América del Sur, Estados Unidos, Europa meridional y otras regiones del mundo. Oxford Scientific Films . MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Bambú El nombre común bambú se atribuye a unos 45 géneros de plantas vivaces de apariencia arbórea. Donde más abundan es en el Sureste asiático, donde encuentran cientos de aplicaciones prácticas, como construcción, decoración, fabricación de papel y alimento. Los tallos, llamados cañas, están formados por secciones huecas o entrenudos interrumpidas a intervalos regulares por nudos, que dan al conjunto aspecto articulado. Photo Researchers, Inc./Bill Bachmann Cebada madura La cebada es uno de los cereales más importantes del mundo. Cultivada desde los tiempos bíblicos, se utiliza para el consumo humano, como forraje para el ganado y en la elaboración de maltas para cerveza y otras bebidas. Oxford Scientific Films/G.A. Maclean La agricultura era la base de la economía para las distintas culturas prehispánicas. El maíz, el frijol y el chile eran los tres productos básicos, aunque el primero fue el más importante. Hoy, el maíz se cultiva en la mayoría de los países americanos. Oxford Scientific Films/G.A. Maclean Maíz MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica IMPORTANCIA DE LAS GRAMINEAS Trigo El trigo se cultiva en todas las regiones templadas del mundo desde la prehistoria. Se destina sobre todo a la producción de harina, pero también para elaborar bebidas alcohólicas, como forraje y hasta como sucedáneo del café. Rusia, China y Estados Unidos son los primeros productores mundiales. Oxford Scientific Films/John McCammon Todos los cereales cultivados del mundo son gramíneas; por tanto, la importancia económica de la familia es enorme. La producción mundial de cereales en el año 2000 fue de unos 2.057 millones de toneladas y las especies más cultivadas fueron el arroz, el maíz, el trigo, la cebada y el sorgo. El bienestar de la humanidad depende de estas pocas especies de gramíneas, por lo que una deficiencia, incluso pequeña, de la cosecha de cualquiera de ellas puede provocar hambruna e inestabilidad económica en zonas muy amplias. Además, la familia aporta casi todo el azúcar del mundo (véase Caña de azúcar). El bambú, otro miembro de la familia, sirve como material de construcción y como fuente de alimento, y se usa también en la fabricación de papel. La citronella, usada en perfumería y como repelente de insectos, es una esencia destilada de las hojas de ciertas gramíneas. Las gramíneas son la principal fuente de alimentación de los animales herbívoros domésticos y salvajes, que pastan en praderas y comen heno y forraje cosechados en prados. La superficie de suelo dedicada a estos cultivos es mayor que la reservada al conjunto de todas las demás especies cultivadas. Otra aplicación de las gramíneas de considerable importancia económica en muchas partes del mundo es la plantación de céspedes. Las gramíneas perennes son apropiadas para este fin, porque no pierden los meristemos basales (los puntos de crecimiento) durante la siega. El llamado pasto bravo, por ejemplo, es originario de Argentina, Bolivia y Chile. En condiciones especiales de suelo o de exposición poco apropiadas para las especies más comunes se emplean otras mezclas. Así, en regiones poco lluviosas, se prefiere usar Buchloe dactyloides. En ocasiones se recurre a anuales para establecer céspedes en poco tiempo; pero presentan el inconveniente de que suelen persistir en competencia con las gramíneas vivaces y causan un efecto desagradable a la vista. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Evolución del trigo cultivado Cultivado como alimento desde hace más de 9.000 años, el trigo ha sufrido muchos cambios. Un antepasado probable de todos los trigos cultivados es el carraón silvestre, de grano pequeño y tallo largo y quebradizo. Tipifica las especies más antiguas, como el carraón cultivado, que aún se usa como forraje, o los tipos escaña o escanda silvestres y cultivados, de grano más grueso; éstos se cultivaron mucho en las antiguas civilizaciones griega y romana, y son muy parecidos a los trigos modernos de la derecha de la imagen. La resistencia y el grano más grueso de las variedades espelta, todavía muy cultivadas en Europa, aumentaron mucho el rendimiento. Nuevas mejoras dieron lugar al trigo duro, utilizado para fabricar pasta alimenticia, y al trigo de panificación, rico en gluten, que da lugar a una masa elástica y ligera. Dorling Kindersley DISTRIBUCION Y TAMAÑO Las gramíneas son las plantas con flor de más amplia distribución del mundo; ocupan desde zonas situadas muy por encima del círculo polar ártico hasta la Antártida, pasando por las regiones templadas y los trópicos. Esta enorme cobertura geográfica es paralela a la amplitud ecológica y del intervalo de tamaños. Las gramíneas abundan sobre todo en hábitat abiertos, como praderas, tundras, estepas, sabanas y páramos, pero también hay muchas especies forestales, sobre todo en los trópicos. Algunas están adaptadas a hábitat de aguas saladas y dulces, estancadas y corrientes; otras flotan en la superficie del agua y no están unidas al suelo. También hay gramíneas en los desiertos. En cuanto al tamaño, oscila entre el de los gigantescos bambúes tropicales, de más de 100 m de altura, y el de las especies anuales de Agrostis, de pocos centímetros. Algunas gramíneas carecen de hojas, mientras que las de otras llegan a medir 5 m de longitud. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica CARACTERISTICAS GENERALES Las gramíneas presentan una estructura vegetativa bastante uniforme, y tienen características distintivas de este grupo. Las raíces principales suelen ser fibrosas; las secundarias o adventicias brotan en muchos casos de los nudos de los tallos, como ocurre en el maíz. Los tallos son por lo general herbáceos (gramíneas de césped) o huecos (bambú), pero hay excepciones, como los tallos medulares del maíz y los leñosos de algunos bambúes. Las hojas, que nacen en los nudos de los tallos, se disponen en dos filas y constan de dos partes: vaina y limbo. La vaina, una característica peculiar de las gramíneas, envuelve el pecíolo y sujeta la zona situada justo por encima de cada uno de los nudos; esta zona necesita soporte, pues está formada por un tejido de crecimiento blando llamado meristemo. El tallo de las gramíneas no crece en longitud por el ápice, como en casi todas las demás plantas, sino en cada uno de los nudos. Otra característica distintiva de las gramíneas es la lígula, una breve prolongación vellosa o membranosa que se inserta en el punto de unión de la vaina y el limbo foliares. La función de la lígula sigue siendo desconocida, pero quizá sirva para evitar que la humedad penetre en la zona comprendida entre el tallo y la vaina. El limbo foliar es típicamente largo y estrecho, con nervios paralelos, aunque presenta grandes variaciones de forma y tamaño. También tiene un área meristemática, situada en la base, por encima de la unión con la vaina; el crecimiento se produce en esta zona y no en el ápice, al contrario de lo común en casi todas las demás plantas. Por tanto, incluso si se corta el extremo superior de la hoja, el limbo puede continuar creciendo. Esta peculiaridad, combinada con la presencia de tejido meristemático en los nudos de los tallos y el hecho de que las gramíneas se ramifiquen cerca del suelo, permite a estas plantas soportar los rigores de muchos medios naturales y artificiales inaccesibles a otras especies vegetales. El valor de las gramíneas como plantas de césped deriva también de estas características, pues siguen creciendo después de segarlas. Además, las gramíneas soportan incendios, pasto y tránsito, y ahora dominan grandes extensiones afectadas por estos fenómenos MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica FRUTOS Bruce Coleman, Inc./J.C. Carton Fresa La fresa es uno de los frutos más utilizados en todo el mundo para la elaboración de pasteles y mermeladas. De color rojo intenso, la fresa contiene gran cantidad de vitamina C, azúcares y otras sustancias que favorecen su delicioso sabor. Papaya El árbol de la papaya es originario de las regiones tropicales del continente americano. Los ejemplares naturales no llegan a 2 metros de altura, pero los cultivados alcanzan casi 8 metros. También el fruto alcanza un tamaño a veces enorme, y llega a pesar 9 kilogramos. Fruto, en las plantas con flor, conjunto formado por el ovario maduro y todas las demás piezas de la flor inseparables de él. En sentido botánico, se llama fruto sólo al ovario maduro. En términos coloquiales, la palabra suele usarse sólo para describir los frutos suculentos y comestibles de las plantas leñosas, los de matas y arbustos, como el tomate o el melón, y algunos otros más pequeños, como la fresa o el arándano. En condiciones naturales, el fruto suele formarse una vez que ha tenido lugar la fecundación del óvulo, pero en muchas plantas, casi siempre variedades cultivadas, como los cítricos sin pepitas, la uva, el banano y el pepino, el fruto madura sin necesidad de fecundación; este fenómeno se llama partenocarpia. En cualquier caso, la maduración del ovario provoca el marchitamiento de los estigmas y las anteras y el agrandamiento del propio ovario (o de los ovarios, si la flor tiene más de uno). Los óvulos del interior de los ovarios fecundados se desarrollan y forman las semillas. En las variedades partenocárpicas éstas no se desarrollan, y los óvulos mantienen el tamaño original. La principal función del fruto es proteger las semillas durante su desarrollo; en muchas plantas también favorecen su dispersión. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Lección 15. EXTRUCTURA INTERNA Y EXTERNA DEL FRUTO Flor y fruto En términos estrictos, el fruto de una planta es el ovario maduro y engrosado. El grano de polen (gameto masculino, transportado desde la antera de una flor al estigma de otra, generalmente por un insecto) germina en el estigma, crece a lo largo del estilo y penetra en el óvulo, donde puede fecundarlo. Si lo fecunda, el óvulo se transforma en semilla y el receptáculo que protege el ovario se ensancha y forma la carne o pulpa del fruto. © Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos. Al madurar, las paredes del ovario se desarrollan y forman el pericarpio, constituido por tres capas. La más externa o epicarpio suele ser una simple película epidérmica. El grosor de la capa media o mesocarpio y de la interna o endocarpio es muy variable, pero dentro de un mismo tipo de fruto, una de las capas puede ser gruesa y las otras delgadas. En los frutos carnosos, la pulpa suele corresponder al mesocarpio, como ocurre en el melocotón (durazno) y la uva. La semilla o las semillas, dispuestas dentro del pericarpio, constituyen en ciertos casos la totalidad de la porción comestible del fruto. Así, en el coco, la cáscara dura exterior es el pericarpio, y la parte comestible interior, es la semilla. En los casos típicos, el fruto se limita al ovario maduro, como ocurre en la vaina del guisante (chícharo); en cambio, la manzana incluye ovario y receptáculo —el conjunto de las demás piezas florales soldadas—; la fresa es en realidad una infrutescencia formada por diminutos frutos individuales dispuestos sobre un receptáculo carnoso; en la piña tropical el fruto lo forma el desarrollo de la inflorescencia completa. Véase . TIPOS DE FRUTOS Los frutos se clasifican atendiendo a varias características, la más importante de las cuales es el número de ovarios. Un fruto simple es un ovario simple desarrollado a partir del pistilo de una sola flor, que puede ser simple o compuesta. Un fruto múltiple o policárpico está formado por numerosos ovarios unidos a un mismo receptáculo; los frutos complejos resultan de la coalescencia de los ovarios de una inflorescencia completa. Los frutos simples se subdividen a su vez en secos y carnosos. En un fruto simple, las paredes del ovario son suculentas al principio de la maduración pero, en los frutos secos, pierden casi toda la humedad conforme avanza su desarrollo, mientras que en los carnosos aumenta de tamaño y retiene aún más agua. Los frutos secos que se abren o parten al madurar se llaman dehiscentes, e indehiscentes los que no se abren. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica La vaina o legumbre es un fruto seco dehiscente característico de las leguminosas. La vaina propiamente dicha es el pericarpio, y el contenido (judías o frijoles, guisantes o chícharos) son las semillas. La dehiscencia se produce a lo largo de las dos suturas de los bordes; las semillas se insertan en la ventral. Algunas leguminosas forman vainas indehiscentes que, en la madurez, no se abren, sino que se parten de forma transversal; esta clase de fruto se llama lomento. El folículo de las peonías y de las plantas de la familia de las Asclepiadáceas tiene dos suturas, como las legumbres, pero se abre sólo a lo largo de una de ellas. La cápsula está formada por varios carpelos soldados; si se abre por el centro de cada uno de ellos, como ocurre en la familia de las Liliáceas, se habla de dehiscencia loculicida; si se abre a lo largo de las líneas de soldadura de los carpelos, como en la azalea (azalia), se llama dehiscencia septicidad. Las cápsulas de la amapola presentan dehiscencia foraminal, pues se produce a partir de unos poros. Las cápsulas del llantén se abren a lo largo de una línea circular horizontal que delimita una especie de tapadera superior; esta clase de dehiscencia se llama circuncisa. La silicua, característica de la familia de las Crucíferas, es un fruto seco de dos cámaras que se abre a lo largo de otras tantas suturas y deja las semillas expuestas, unidas a una delgada división membranosa. Casi todas las silicuas son al menos tan largas como anchas; las más anchas que largas, como la del albarraz, suelen llamarse silículas. Melón cantalupo Este tipo de melón se caracteriza por la cáscara reticular y la pulpa jugosa de color rosado. Se cultivan muchas otras variedades de melón. Oxford Scientific Films Casi todos los frutos indehiscentes se desarrollan a partir de ovarios con una sola semilla; es decir, son frutos monospermos. El pericarpio está en estos frutos tan unido a la semilla que el fruto completo adquiere el aspecto de semilla. La cariopsis o grano verdadero, característica de la familia de las Gramíneas, es poco más que una semilla envuelta en un delgado pericarpio membranoso inseparable de aquélla. El aquenio, que es el tipo de fruto que forma el grano del alforfón (véase Poligonáceas), se considera a veces una semilla desnuda, pues el delgado pericarpio es separable. La sámara, fruto característico de olmos, arces (véase Aceráceas) y fresnos, tiene una excrecencia en forma de ala que brota de la pared del ovario y favorece la dispersión por el viento. El fruto típico de la familia de las Apiáceas o Umbelíferas es el esquizocarpo; es policárpico, a diferencia de otros frutos secos indehiscentes, pero cuando madura se parte en porciones monocarpelares (es decir, con una sola semilla cada una). La nuez es el fruto representativo de robles, castaños y avellanos; se trata de un fruto monocárpico con un pericarpio muy duro. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Oxford Scientific Films Piña tropical Los pueblos indígenas de América del Sur cultivaban esta bromeliácea por su fruto suculento. Hoy, la planta se cultiva casi exclusivamente en regiones tropicales y subtropicales. Manzanas El manzano se cultiva mucho en todas las regiones templadas por su fruto jugoso comestible. Hay numerosas variedades obtenidas por selección a partir de formas silvestres. Todos los frutos carnosos son indehiscentes, y las partes pulposas quedan unidas a las semillas durante la dispersión. La baya verdadera, tipificada por el tomate (jitomate), el arándano y la grosella, forma semillas que se dispersan junto con el mesocarpio carnoso y el endocarpio. El exocarpio es una piel delgada. Muchos frutos, como la fresa y la frambuesa, se describen incorrectamente como bayas. Hesperidio y pepónide son dos tipos especiales de bayas que incluyen numerosos frutos de importancia comercial. Todos los cítricos, incluidas naranjas, limones y pomelos (toronjas), son hesperidios; se caracterizan por la presencia de una cáscara coriácea, resultado de la maduración de exocarpio y mesocarpio, que envuelve los segmentos jugosos del endocarpio. El pepónide es el fruto característico de la familia de las Cucurbitáceas, que comprende pepinos, calabazas, melones y sandías. La cáscara externa se forma a partir del receptáculo que envuelve el mesocarpio. En el último de los frutos carnosos, llamado pomo o poma, el pericarpio comprende el corazón y la parte interna carnosa; son ejemplos de pomo la manzana, la pera y el membrillo; el resto de la porción carnosa del fruto es un tejido derivado de la fusión de las otras piezas florales y el ovario. La drupa es el fruto con hueso propio de plantas como el ciruelo, el cerezo, el olivo, el melocotonero o duraznero o el almendro (la almendra comestible, que a veces se describe de forma incorrecta como fruto en nuez, es el hueso seco de una drupa). La semilla, única, está encerrada por un endocarpio leñoso duro; la porción carnosa es el mesocarpio. Las drupas pequeñas que forman parte de ciertos frutos compuestos suelen llamarse drupéolas. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Tipos de frutos Semillas Es la estructura típica de diseminación. Posee una cubierta seminal o episperma, comúnmente dura y resistente; encierra un embrión con uno o dos cotiledones. Este es una planta en miniatura en estado de vida latente que ya tiene representados los tres órganos de una planta adulta: la radícula o raíz embrional, el hipocótilo o tallo y los cotiledones o primeras hojas. Dado que al germinar, el embrión todavía no puede realizar fotosíntesis la semilla posee un tejido nutritivo de reserva: el endosperma. Si las semillas poseen endosperma se llaman albuminadas (Ej. maíz, ricino). Si las sustancias de reserva son consumidas y reservadas en los cotiledones la semilla es exalbuminada (poroto). Las semillas germinan, y luego el embrión desarrolla en la próxima generación esporofítica. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Al germinar los cotiledones pueden: Salir al exterior y fotosintetizar: germinación epigea Quedar en el interior de la semilla cediendo sus reservas o pasándolas del endosperma al embrión: germinación hipogea. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica UNIDAD II CAPITULO 4 Estudio de los diversos grupos de plantas, fuentes para la generación de valor agregado. BOTÁNICA SISTEMATICA LECCION 16 D I V E R S I D AD D E P L AN T A S Y S E R E S N E C E S I D AD D E L A C L AS I F I C AC I Ó N VIVOS Y LA La evolución ha producido una gran diversidad de organismos sobre la tierra, algunos datos aparecen reflejados en esta tabla Strasburger (1994) Stace (1989) angiospermas 240.000 gimnospermas 800 Groombridge (1992) espermatofitos 240.000 pteridófitos 10.000 embriófitos espermatofitos 250.000 240.000 briófitos 24.000 23.000 algas 33.000 23.000 líquenes 20.000 16.500 hongos 100.000 120.000 bacterias 1.700+2.000 3.000 9.000 (+virus) protozoos 23.000 30.000 40.000 1.000.000 1.150.000 50.000 45.000 40.000 70.000 invertebrados vertebrados Anualmente se describen unas 2000 nuevas especies de plantas con flores y se calcula que pueden sobrepasar el medio millón. Sólo es posible, por tanto, conocer una pequeña fracción del total, pero si son agrupadas (clasificadas) en grandes unidades uno puede asignar a estos grupos una planta desconocida. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica S I S T E M ÁT I C A El aumento del conocimiento sobre los seres vivos llevó a una primera conclusión de que estos poseían una serie de características peculiares y otras en común por las que se podían identificar y agrupar en categorías. La Sistemática es la parte de la Biología cuyo objetivo es crear sistemas de clasificación que expresen de la mejor manera posible los diversos grados de similitud entre los organismos vivos. Partes de la Sistemática son la Clasificación, la Taxonomía y la Nomenclatura. Leccion 17 Familias La nomenclatura botánica... Para la nomenclatura botánica sirven palabras latinas o latinizadas; la nomenclatura fundada por Linneo se llama binaria o binomial porque cada especie se nombra con dos palabras, la primera para designar el género y la segunda para la especie. Así, por ejemplo, en el género Viola distinguimos al pensamiento como Viola tricolor y a la violeta de los jardines como Viola odorata. Para precisar más se añade la autoridad, es decir, el nombre del botánico que primero describió la planta con tal nombre. Para ello se acostumbra usar abreviaturas y así, por ejemplo, L. significa Linneo, DC. De Candolle, Willd. Willdenow, Rehb. Reichenbach, etc. La nomenclatura de Linneo se llama binaria o binomial, porque cada especie se nombra con dos palabras, la primera para designar el género y la segunda para la especie. Los sinónimos... Puede ocurrir que una especie vegetal hayan descrito diversos autores con diferente nombre, por ejemplo, a causa de incluirla en diferente género, o por la Los nombres diferencia de opinión sobre si constituye una especie independiente o no. diferentes Los nombres diferentes dados a una misma especie de plantas son sus dados a una sinónimos. Para disminuir algo la complicación de los sinónimos, el misma Congreso de 1868 en París acordó unas reglas internacionales, especie de estableciendo el derecho de prioridad. Respecto de los nombres más plantas son antiguos no se ha de ir más allá de 1753, en que apareció la primera sus edición de la Especies plantarum de Linneo con la nomenclatura binaria. sinónimos. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Para los nombres genéricos vale 1752 como punto de partida. Los acuerdos de París no hicieron desaparecer todas las dudas, sin embargo, se observó que siguiendo con rigor las reglas acordadas habrían de desaparecer muchos nombres de largo tiempo arraigados, con lo cual se dificultaba la inteligencia recíproca y se originaba nueva confusión. Por esto se reunió un nuevo Congreso internacional de botánicos en 1905 en Viena con objeto de solventar El Reino Vegetal... En la actualidad los principales criterios que se siguen en la clasificación del mundo vegetal, son las características de la estructura interna de las plantas y de sus ciclos biológicos. El taxón inferior del Reino Vegetal es la especie; en la especie se agrupan plantas con una estructura genéticamente similar, y que mediante su cruzamiento El taxón inferior pueden producir individuos viables y fértiles. del reino Una agrupación de especies que presentan análo Una vegetal es la agrupación de gas características constituye el género; a su vez, los especie. especies que géneros se reúnen en familias en base a la existencia de algunas diferencias estructurales; por su parte, un presentan conjunto de familias relacionadas entre sí se agrupan Los géneros se análogas reunen en características en un orden; igualmente, varios órdenes constituyen familias en base constituye el las clases; éstas se integran en divisiones, y a la existencia finalmente todo el conjunto forma el reino vegetal. género. de algunas diferencias estructurales. SISTEMA DEL REINO VEGETAL Pincha en las denominaciones para abrir los artículos relacionados. SUBREINO DIVISIÓN FICOFITOS (algas superiores o verdaderas) SUBDIVISIÓN CLASE Clorofíceas - Feofíceas Rodofíceas Oomicetos TALÓFITAS (no vasculares) MICOFITOS (hongos) Ficomicetes - Ascomicetes Basidiomicetes Liquenofitos (líquenes) PROTOCORMOFITOS (intermedios entre talófitos y cormófitos) BRIOFITOS - PTERIDOFITOS - Hepáticas Musgos Licopodofitas Equisetadas Filicadas (helechos) Ginkcoineas CORMOFITOS (Vasculares) ESPERMATOFITOS (Con semillas) GIMNOSPERMAS Cicadinas Gnetinas ANGIOSPERMAS -Ver el cuadro inferior- MODULO DE BOTANICA ECONOMICA Coníferas Dicotiledóneas Monocotiledóneas UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica CUADRO DE ÓRDENES Y FAMILIAS DE ANGIOSPERMAS MÁS REPRESENTATIVAS Basado en las clasificaciones taxonómicas de J. Cronquist y Engler. DICOTOLIDÓNEAS CORIPÉTALAS Salicales Fagales Junglandales Salicáceas Betuláceas Fagáceas (Cupulíferas) Juglandáceas Urticáceas MONOCLAMÍDEAS Urticales Ulmáceas Moráceas Cannabáceas Cactales Cactáceas Euforbiales Euforbiáceas Cariofilales Laureales Cariofiláceas Quenopodiáceas Lauráceas Rosáceas Rosales Saxifragáceas Leguminosas (Papilónáceas) Mirtales Bixales DIALIPÉTALAS Timeleáceas, Mirtáceas, Rizoforáceas, etc. Cistáceas Cucurbitáceas Tiliales Tiliáceas Ramnales (Celastrales) Ramnáceas, vitáceas Ranales Magnoliales Roedales (Papaverales) Umbeliales Magnoliáceas Papaveráceas Crucíferas Umbelíferas, Araliáceas, cornáceas DICOTOLIDÓNEAS SIMPÉTALAS O GAMOPÉTALAS Ericales Ericáceas, Piroláceas y Empetráceas Loganiales (Gentianales) Oleáceas... Asteriales o compuestas Amplio orden con familias que agrupan miles de especies hortícolas, ornamentales, etc. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Solanales, polemoniales o tubifloras Comprende numerosas familias Escrofulariales Escrofulariáceas... Labiadas Lamiales Borragináceas MONOCOTILEDÓNEAS Liliales, Arales, Amarilidales, Palmales, Zingiberales, Orquidales, Ciperales, Graminales LECC 18 C L AS I F I C AR Y C L AS I F I C AC I Ó N Clasificar es la acción que realiza la ciencia o estudio de la Clasificación, es la ordenación de plantas (u otras entidades) en grupos de tamaño creciente, dispuestos de una manera jerárquica (sistema o jerarquía de niveles o categorías). I DENT IFICACIÓN O DET ERMINACIÓN Consiste en reconocer una planta o ser vivo ya clasificado, es decir la aplicación de un nombre conocido a un espécimen. Es importante no confundir este término con el de clasificar. Las clasificaciones son sistemas para almacenar y transmitir información sobre los seres vivos y hacer posibles predicciones y generalizaciones. En las clasificaciones se crean grupos donde se reúnen los organismos con el mayor número posible de caracteres en común, esto es posible por que todos los organismos están relacionados entre sí en mayor o menor grado por vías evolutivas descendentes. El primer sistema de clasificación de las características de los que se usan hoy en día fue el propuesto por Linneo en 1753, cuando publicó su Especies Plantarum. Cabe señalar que no fue sino a partir de la aceptación de la Teoría de la Evolución propuesta por Darwin, cuando se empezó a pensar que la clasificación biológica debe reflejar la filogenia de los organismos. Hoy en día las reglas para dar forma a los sistemas de clasificación y para nombrar a los taxones están escritas en el Código Internacional de Nomenclatura Botánica, al que los sistemas de clasificación deben atenerse. Organización de los sistemas de clasificación Los sistemas de clasificación tienen forma de dendogramas, cada nodo del dendograma se corresponde con un taxón (agrupación de organismos emparentados). A cada taxón se le asigna una categoría taxonómica. LECCIÓN 19. T AXONOMÍ A Es la parte de la Sistemática que proporciona los principios (reglas) y procedimientos para realizar una clasificación, ya que siguiendo diferentes principios podemos obtener diferentes clasificaciones. El término taxonomía fue acuñado por DE CANDOLLE en 1813, en el herbario de Génova (taxonomía), para referirse a la teoría de la clasificación de las plantas. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica La taxonomia es un tipo de nomenclatura que comenzó a utilizarse gracias al naturalista Carl Von Linné allá por mediados de 1700. Cada taxón o grupo taxonómico recibe un nombre (científico) en latín. Esto es lo que lo vuelve un método universal de clasificación de los animales. Los taxones supraespecíficos (clase, orden, familia, género) tienen un solo nombre, pero los taxones de la categoría especie se designan con dos nombres y por eso se denomina a este sistema de clasificacion "nomenclatura binominal". La nomenclatura binominal fue inventada por Linneo y designa a cada especie con dos nombres en latin. El primero (siempre en mayúscula) indica el género. El segundo (en minúscula) el de la especie. Fuente http://www.geocities.com/tatinicali/8.taxonomia.html http://www.scribd.com/doc/20274/Taxonomia-y-clasificacion-botanicas complemento. NO MENCLAT URA Es la parte de la Sistemática que crea nombres para designar a las plantas o grupos de plantas (taxones). La creación de los nombres está regulada por un conjunto de normas reunidas en el Código Internacional de Nomenclatura Botánica. DESCRI PCIÓN Y DI AGNO SIS La descripción de una planta o grupo de plantas (taxones) consiste en una serie de frases de sus características, de manera que constituyan una definición de un taxón. Los caracteres que contribuyen a una descripción taxonómica son conocidos como los caracteres taxonómicos o sistemáticos. La diagnosis es una descripción reducida que cubre sólo los caracteres diagnóstico, que son los necesarios para distinguir un taxón de otros taxones relacionados. L A EST RU CT UR A T AX O NÓ MI CA. LA JE RA RQ UÍ A T AX O NÓ MI C A Los principios taxonómicos aplicados en la actualidad a las plantas ordenan a éstas en un sistema jerarquizado: la jerarquía taxonómica. Los diferentes niveles de la jerarquía taxonómica se denominan categorías taxonómicas (rangos taxonómicos), los grupos de organismos en sí constituyen las unidades taxonómicas o taxones. Si se consideran grupos taxonómicos en general, independientemente del rango, se utiliza el término taxón (plural taxones o taxa). Un taxón se define como un grupo taxonómico de cualquier categoría o rango. Las categorías taxonómicos más importantes son: especie, género, familia, clase, división o phylum y reino. Pero el Código Internacional de Nomenclatura Botánica reconoce doce: reino, división, clase, orden, familia, tribu, género, sección, serie, especie, variedad y forma; y este número puede ser doblado designando subcategorías con el prefijo sub-. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Excepcionalmente se pueden considerar súper categorías con el prefijo súper- (ejemplo: superorden) CATEGORÍAS TAXONÓMICAS Regnum reino Genus género Divisio división Subgenus subgénero Classis clase Sectio sección Subclasis subclase Subsectio subsección Ordo orden Series serie Subordo suborden Subseries subserie Familia familia Species especie Subfamilia subfamilia Subspecies subespecie Tribus tribu Subtribus subtribu Varietas variedad Subvarietas subvariedad Forma forma De acuerdo con Engler, en su libro Syllabus der Pflanzenfamilien (1924), los grupos principales de plantas son reino Plantae I. divisio Schizophyta II. divisio Phytosarcodina III. divisio Flagellatae IV. divisio Dinoflagellatae V. divisio Bacillariophyta VI. divisio Conjugatae VII. divisio Chlorophyceae VIII. divisio Charophyta IX. divisio Phaeophyceae X. divisio Rhodophyceae XI. divisio Eumycetes XII. divisio Embryophyta asiphonogama 1 subdivisio Bryophyta 2 subdivisio Pteridophyta XIII. divisio Embryophyta siphonogama 1 subdivisio Gymnospermae 2 subdivisio Angiospermae 1 classis Monocotyledoneae 2 classis Dicotyledoneae Enciclopedia wikipedia. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica La especie es la categoría taxonómica fundamental. De manera simple podemos definir la especie como un conjunto de organismos que: poseen un importante número de caracteres en común (comparten un patrimonio genético) son ínter fértiles (forman poblaciones) y que en condiciones naturales no intercambian dichos caracteres con el resto de los organismos (aislamiento reproductivo). Las especies poseen también caracteres en común que sirven para agruparlas en géneros. Los géneros se pueden agrupar en familias y así sucesivamente. Esta ordenación de grupos dentro de grupos de forma creciente constituye pues un sistema jerárquico o jerarquía de clasificación. Las categorías taxonómicas básicas fueron desarrolladas por LINNEO, las cuales estaban basadas en conceptos de relación desarrollados por los griegos, en particular, ARISTÓTELES, su principio de "división lógica" mantenía que cualquier grupo de objetos podría ser dividido en subgrupos basados en un criterio simple denominado "fundamentum divisonis". LINNEO aplicó las categorías taxonómicas a todas las plantas conocidas en su época, unas 7700 especies. El éxito del sistema jerárquico radica más en la naturaleza del conocimiento humano, ya que prácticamente todos los productos del hombre y sus asociaciones están estructurados de manera jerárquica. La jerarquía taxonómica debe reflejar la divergencia filogenético, pero existen dificultades que se oponen a este fin: Los fenómenos de convergencia producen semejanzas externas al compartir un modo de vida (caso de las plantas parásitas), o un tipo de reproducción (la polinización en algunas familias, como las familias Asclepiadaceae y Orchidaceae). La constancia hereditaria de los caracteres diferenciales a menudo sólo puede comprobarse en cultivos experimentales. Las cesuras morfológicas sólo pueden reconocerse si se dispone de material suficiente. Las relaciones filogenéticas reticuladas no se pueden representar en un sistema jerárquico, por ejemplo las que se originan por hibridación. LECCION 20 . TIPOS DE CLASIFICACI ONES El principio que mueve toda clasificación es el mismo: los caracteres que poseen en común (comparten) las unidades a clasificar. Respecto a las plantas existe una evolución de los criterios taxonómicos y se pueden establecer varios tipos de Taxonomía: 1. Taxonomía popular: fue la primera taxonomía aplicada a las plantas, atendía fundamentalmente a principios útiles (alimento, medicina, veneno, etc.), siendo las clasificaciones obtenidas relativas sólo a un pequeño número de plantas existentes. 2. Taxonomía científica: aparece por la necesidad de identificar, nombrar, clasificar y comunicar el conocimiento acerca de la gran cantidad de plantas existentes. Los resultados han sido diferentes sistemas de clasificación: MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica o a) Sistemas artificiales: en los que se elegían arbitrariamente unos determinados caracteres como principales. Por ejemplo la forma de desarrollo, el número de piezas florales, etc. Su ventaja era la de poseer un alto valor predictivo. o o El sistema artificial más conocido fue el creado por LINNEO en 1735, Sistema Natura, donde se separan 23 clases de plantas con flores (Phanerogamia) de acuerdo con: la disposición de los sexos de las flores y el número, concrescencia, inserción y relación de longitud de los estambres. Se añadía además una clase vigésimo cuarta de plantas sin flores (Cryptogamia) que incluía los helechos, musgos, algas, hongos, además de algunas plantas con flores difíciles de reconocer (Ficus, Lemna), así mismo incluyó los corales y las esponjas. b) Sistemas naturales o formales: seguían los mismos principios anteriores pero consideraban un mayor número de caracteres. Se lograron mejorías pero los grupos obtenidos correspondían más a niveles de organización que a grupos de descendencia. o o Los más importantes son los de A. L. DE JUSSIEU (1718), A. P. DE CANDOLLE (1819), ST. ENDLICHER (1836), G. BENTHAM & I. D. HOOKER (1862-1883), etc. Los sistemas de clasificación artificial y formal obtenían clasificaciones fenéticas: clasificaciones empíricas que expresan relaciones entre los organismos en términos de similaridad de propiedades o caracteres pero sin tener en cuenta como llegaron a poseerlos. Cualquier tipo de datos es útil, excepto los evolutivos. c) Sistemas filogenéticos: aparecieron tras la publicación por DARWIN (1959) de El origen de las especies (la teoría de la evolución). Las plantas pueden ordenarse según distintos principios, pero debido al parentesco filogenético aparece ya como dado un principio de ordenación jerárquico e independiente del observador. Son sistemas naturales que presentan el máximo contenido de información. o o La clasificaciones (aproximaciones) más importantes han sido las de: A. EICHLER (1883), A. ENGLER, R. von WETTSTEIN (1901-1908), el último de los cuales es el primer sistema realmente filogenético. d) Sistemas sintéticos: actualmente se intenta valorar las estirpes naturales apoyándose en la base de datos más amplia posible (citogenética, microanatomía, fotoquímica, etc.) y reconstruyendo su formación, aunque siempre existe cierto subjetivismo. Tal acumulo de datos, proporcionados por las nuevas técnicas de investigación, son a veces difíciles de manejar si no se recurren a técnicas tales como la Taxonomía Numérica. CAPITULO 5 Grupos naturales de las plantas Leccion 21 LAS PLANTAS INFERIORES Y SUPERIORES MODULO DE BOTANICA ECONOMICA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Contenido didáctico del curso Botánica Económica Las plantas terrestres proceden de antecesores de las actuales Las plantas algas verdes, las cuales consiguieron abandonar el medio acuático y terrestres colonizar el medio terrestre. La evolución siguió dos líneas, una de proceden de constitución más simple denominados briofitos (musgos y antecesores de las hepáticas), en donde se carece de tejidos conductores; la otra línea actuales algas desembocó en estructuras complejas denominadas cormofitas o verdes, las cuales plantas superiores, que presentan tejidos vasculares, raíces, tallo y consiguieron abandonar el hojas. Estas características estructurales de las plantas superiores, medio acuático y les permitió adaptarse y responder más adecuadamente a las colonizar el medio condiciones cambiantes del nuevo medio terrestre colonizado. terrestre. A pesar de que los grupos que tradicionalmente se consideraban algas se engloban en la actualidad dentro de los protistas, resulta más práctico adscribir al Reino Vegetal a todos aquellos grupos de algas en los que domina la pluricelularidad, como es el caso de las denominadas algas superiores o verdaderas (clorofitas, feofitas y rodofitas); por ello no tendremos en cuenta en nuestro estudio a los ficofitos unicelulares, centrándonos preferentemente en el conocimiento de los pluricelulares. LECCION 22 Las plantas talófitas Las plantas talofitas son vegetales cuya estructura histológica y morfológica corresponden al talo, es decir a su cuerpo u órgano vegetativo, compuesto de una masa celular indiferenciada que carece de fibras y de vasos (en algunos casos pueden presentar unas células centrales que permiten la conducción del agua), y en la cual no es posible distinguir entre raíz, hojas y tallo. Por su forma, el talo puede ser Liquen antártico; se integra filamentoso, laminar, macizo, etc., aspecto que en los vegetales con depende de que su crecimiento se produzca en una características talófitas. Está dirección, en dos o en tres perpendiculares. En los constituido por la simbiosis de casos de máxima complicación puede tener un aspecto un hongo y una alga; algunos autores consideran los parecido al cormo de las plantas superiores. El cuerpo de las talófitas está compuesto de una masa celular indiferenciada que carece de fibras y de vasos. liquenofitos como un independiente de micofitos. MODULO DE BOTANICA ECONOMICA grupo los U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Las plantas talofitas reúnen vegetales autótrofos (como las algas) o bien heterótrofos (como los hongos); incluyen también a los líquenes. Las talofitas pueden ser unicelulares o pluricelulares. Se diferencian de los cormofitas, principalmente, porque sus células están poco diferenciadas y no existen en ellas verdaderos órganos conductores, aunque, en los casos de talos más complejos, pueden existir unas células centrales, algo más permeables y diferenciadas, para la conducción del agua. Algunos talófitos poseen una estructura que refleja, en un nivel inferior, la apariencia de cormo, como sucede en algunas algas rodofíceas y feofíceas. Presentan un órgano, el cauloide, que, a modo de tallo, sirve de sostén al vegetal. También poseen órganos de sostén o rizoides que cumplen alguna de las funciones de la raíz y órganos laminares fotosintéticos o filoides con apariencia, pero no con estructura, de hojas. Los musgos son plantas no vasculares (briofitos), con características protocormofitas (intermedias entre talófitos y cormofitos) Las plantas protocormofitas (briofitos) Las Los protocormofitos son plantas no vasculares (briofitos), carentes de protocormofitas vasos conductores de savia, con una organización intermedia entre las son plantas talofitas y las cormofitas. Son plantas criptógamas, es decir, carentes de criptógamas, es flores. Se caracterizan por poseer clorofila y por su alternancia de decir, carentes generaciones, en la que las dos fases (gametofito y esporófito) de flores. permanecen íntimamente unidas. Se las conoce también por el nombre de muscíneas y agrupa a las hepáticas y a los musgos. Las plantas cormofitas... Para muchos autores las plantas cormofitas y protocormofitas constituyen el verdadero Reino Vegetal (se excluyen de él a determinadas talofitas, como las algas). Se trata de organismos pluricelulares adaptados a la vida terrestre desde el Devónico, muchos de los cuales todavía mantienen su ciclo vital en el medio acuático. Todas las plantas vasculares excepto los licopodios derivan de Rhynia. Para muchos autores las plantas cormofitas y protocormofitas constituyen el verdadero Reino Vegetal. Las cormofitas El término cormofito se utiliza para referirse a vegetales pluricelulares son plantas altamente diferenciados. Sus células están agrupadas en tejidos. El vasculares que cormo se refiere a un nivel de organización que presenta raíz, tallo y se independizaron del medio acuático hace más de ECONOMICA 73 MODULO BOTANICA cuatrocientos millones de años. U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” hojas, en los cuales está diferenciado su cuerpo vegetativo. Son los vegetales superiores, adaptados a la vida terrestre. Las cormofitas son plantas vasculares, traqueófitas o rizofitas, que se independizaron del medio acuático hace más de cuatrocientos millones de años, derivando de sus antepasados las algas verdes. En su adaptación al medio terrestre sufrieron importantes trasformaciones estructurales, tales como el desarrollo de raíces que les permitieron fijarse al suelo, y tallo para sustentar las hojas y los órganos reproductores, el cual está dotado además de un sistema de tejidos conductores de la savia para transportar y sintetizar los nutrientes (xilema y floema). Actualmente el grupo dominante y más perfeccionado es el de los Espermatofitos (con semillas). En su adaptación al Las plantas vasculares pueden presentar diversas formas biológicas, con modos de vida acuáticos (de agua dulce o marina) y terrestres, y medio terrestre con estructura desde herbácea a leñosa, perennes o anuales. sufrieron importantes cambios estructurales, tales como el desarrollo de raíces que les permitieron fijarse al suelo, y tallo para sustentar las hojas. Las espermatofitas... Las espermatofitas Son las plantas provistas de semillas. Se trata de la división son la división del del reino vegetal que constituye la flora dominante en la reino vegetal que actualidad. Poseen un elevado grado de organización, con constituye la flora tallo, hojas y raíz, y un sistema vascular muy desarrollado. El dominante en la actualidad. esporófito domina sobre el gametofito que es muy reducido. El nombre hace referencia a la presencia de semillas en todos estos vegetales que, además, siempre tienen flores (fanerógamas). Comprende dos grupos: gimnospermas y angiospermas o antófitos. Las gimnospermas... Las gimnospermas son plantas espermatófitas, es decir con semillas. Presentan carpelos no diferenciados en ovario, estilo y estigma, y cuyos óvulos y semillas no se forman en cavidades cerradas. Sus flores son siempre unisexuales y son plantas leñosas de porte variado, árboles o arbustos. Comprenden cuatro clases con representantes vivos en la actualidad: cicadinas, ginkgoinas, gnetinas y coníferas; y tres clases con representantes fósiles: las pteridospermas, las bennettiatales y las cordaitales. Las angiospermas o antofitos... MODULO BOTANICA ECONOMICA 74 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L Las angiospermas son de la flora actual el grupo dominante y el más diversificado. “ U N A D ” Al igual que las gimnospermas, son plantas espermatófitas, también llamadas angiospermatofitos o magnoliofitos; son las vulgarmente llamadas plantas con flores, que constituían, junto a Gnetofitos y Gimnospermas, las antiguas Fanerógamas. Las angiospermas son de la flora actual el grupo dominante y el más diversificado, en cuanto a adaptaciones y biotipos. Se diferencia de las gimnospermas por tres características: los carpelos o escamas ovulíferas envuelven a los óvulos en su totalidad, transformándose en fruto y semillas tras la fecundación; los órganos reproductores pueden ser bisexuales agrupados en flores típicas, y presentar hojas florales estériles (periantio) dedicadas sólo a la protección de la verdadera flor; realizan una doble fecundación, con desarrollo de un tejido alimenticio que rodea el embrión llamado endosperma. Las angiospermas comprenden plantas herbáceas anuales y perennes; arbustos y árboles; trepadoras, epifitas, parásitas y saprofitas; acuáticas y terrestres. Presentan hojas bien desarrolladas, con función fotosintética, adaptadas en forma y estructura a las condiciones del hábitat. Dicotolidóneas y monocotiledóneas... Las plantas angiospermas se las divide en dos grandes grupos con características de clase: dicotiledóneas y monocotiledóneas: Dicotolidóneas... Angiosperma dicotolidónea, Las dicotiledóneas presentan semillas comprendida en el orden con dos hojas embrionarias rosales. (cotiledones). Sus tallos pueden crecer en espesor gracias a la actividad del cambium. La raíz es pivotante (eje principal más engrosado y con larga vida). Las flores, según las familias, son pentámeras o tetrámeras. Teniendo en cuenta la estructura del periantio se las clasifica en: 1) monoclamídeas o apétalas, 2) dialipétalas y 3) simpétalas o gamopétalas. Las hojas suelen ser pecioladas y tienen la nerviación de tipo reticular. Por lo que respecta a su organización interna presentan los vasos conductores abiertos y dispuestos en círculo, lo que las diferencia de las monocotiledóneas. Las dicotiledóneas incluyen a la mayoría de las plantas superiores actuales aunque las monocotiledóneas son más evolucionadas. Las dicotolidóneas presentan semillas con dos hojas embrionarias (cotiledones) Monocotiledóneas... MODULO BOTANICA ECONOMICA 75 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Las Por su parte, las plantas monocotiledóneas poseen embriones con un monocotiledóneas único cotiledón. Su raíz principal es de corta duración, haces poseen embriones conductores dispersos por la sección transversal del tallo, carentes con un único de cámbium funcional (no hay crecimiento secundario en grosor) y cotiledón. predominio de las especies herbáceas poco ramificadas. Evolutivamente aparecieron en el Cretácico, habiendo derivado las Monocotiledóneas de las Dicotiledóneas por pérdida de un cotiledón. Tradicionalmente, las algas formaban un grupo sistemático que ha perdido precisión conforme se iba progresando en el conocimiento de los organismos que incluía. El término alga se aplicaba a todos los vegetales unicelulares, cenobiales y talófitos que viven en aguas dulces o marinas, y que estaban provistos de pigmentos de asimilación (euglenofíceas, crisofíceas, pirrofíceas, xantofíceas, etc.). En la actualidad las algas se engloban dentro de los protistas. Para el estudio de los ficofitos nos referiremos preferentemente a El término alga se aquellos en que domina la pluricelularidad, es decir, las aplicaba a todos los denominadas algas superiore vegetales unicelulares, s o verdaderas, las algas verdes, pardas y rojas cenobiales y talófitos (clorofíceas, feofíceas y rodofíceas). que viven en aguas dulces o marinas, y que estaban provistos de pigmentos de asimilación. Clorofíceas... Se trata de las auténticas algas verdes. Son las más abundantes en formas y adaptaciones. Abarcan desde formas unicelulares flageladas microscópicas, hasta especies muy desarrolladas que presentan una organización muy compleja, incluso con aspectos muy semejantes a los de las plantas superiores. Las más simples son unicelulares, microscópicas; las más desarrolladas son pluricelulares, con talos filamentosos ramificados o de aspecto laminar, y que alcanzan hasta un metro de longitud. El 90% de estos vegetales se encuentran en hábitat acuáticos, pero también aparecen sobre las rocas, suelos húmedos, troncos, e incluso la nieve y el hielo. Existen también algunas especies en simbiosis con protozoos, celentéreos (hidras) o formando líquenes. El 90% de estos vegetales se encuentran en hábitat's acuáticos, pero también aparecen sobre las rocas, suelos húmedos, troncos, e incluso la nieve y el hielo. cuanto a especies, Las clorofíceas o algas verdes, son las más abundantes en cuanto especies, formas y adaptaciones. Son siempre de color verde por su contenido en clorofila; los pigmentos que contienen varían según la especie, pero suelen ser: clorofila a y b, carotenos, luteína, y otros pigmentos que pueden estar enmascarados, como el hematocromo, que forma en alguna especie manchas rojas sobre la nieve. Como sustancia de reserva almacenan almidón o sustancias relacionadas en los pirenoides Se reproducen asexualmente por esporas (la mayoría) o fragmentación del alo (la forma más primitiva). Existen especies que no tienen flagelos (aplanosporas) o que poseen dos flagelos (zoosporas). La reproducción sexual se realiza mediante la unión de los gametos, que pueden ser iguales (isogamia) o distintos (oogamia, heterogamia). Existen formas haploides puras que sufren meiosis inmediatamente después de que se ha formado el cigoto, dando lugar a esporofitos haploides; y también plantas MODULO BOTANICA ECONOMICA 76 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” diploides en las que se produce la meiosis antes de la formación de los gametos. Muchas clases manifiestan alternancia de generaciones, otras no la manifiestan nunca, y también se presentan alternancia de fases nucleares de individuos o generaciones haploides y diploides. De los diez órdenes que existen (o clases según el autor), podemos destacar las: Volvocales, Ulotricales, Conjugales, Clorococales, Sifonales, Sifonocladales y Carales. Volvocales... Las Ulotricales más simples están representadas por filamentos simples o ramificado, incluso laminares. Destacan las algas comestibles conocidas como lechugas de mar, del género Ulva, cuyo talo laminar puede llegar al metro de longitud; otras muchas algas filamentosas que podemos encontrar en fuentes y estanques, pertenecen al género Ulothrix. Conjugales... Las Conjugales son organismos haploides que se producen por la germinación de un cigoto perdurante que sufre meiosis. Se trata de algas de agua dulce, unicelulares, filamentosas o constituidos por filamentos sin ramificar y sin fijación al sustrato. Las filamentosas pueden encontrarse en aguas estancadas formando masas denominadas ovas o babas. Destacan el género Spirogyra, con sus cloroplastos muy patentes en forma de zig-zag en número de dos a doce; el Zygnema, con dos cloroplastos en forma de estrella; y el Mongeotia, que presenta uno en forma de barril. Sifonales... Las Sifonales son organismos de agua salada de hasta medio metro de longitud, que presentan una sola célula denominada cenocito (en forma de tubo), pero que contiene numerosos núcleos y cloroplastos. Algunas de ellas son comestibles. El género Caulerpa posee raíces ficticias o rizoides cuya única misión es la fijación, así como unas extensión filoides (en forma de hoja); el Codium bursa presenta talos huecos y esféricos, o con cilindros ramificados. Clorococales... Se utilizan para Las Clorococales son organismos unicelulares o coloniales pero la alimentación ausentes de flagelos; se cultivan para la alimentación y como y como materia prima para materia prima para extraer determinadas vitaminas, tales como la extraer K o la C, así como grasas y esteroles. Las más conocidas son las vitaminas K, C; clorelas (zooclorelas si viven en el interior de animales acuáticos); grasas, el color verde de la hidra de los estanques está causado por este esteroles... organismo. MODULO BOTANICA ECONOMICA 77 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Sifonocladales... Las Sifonocladales como la acetabularia, son unicelulares al principio y más tarde cenocítica. Alcanza hasta los 15 cm. de altura en forma de margarita. Contribuye a la formación de depósitos calizos marinos al quedar sus talos recubiertos de sales calcáreas. Carales o Carofíceas... Las carales o Carofíceas, son algas bentónicas de aguas dulces, que se las confunde con plantas fanerógamas acuáticas por la forma del talo parecido a un equiseto. Se trata de organismos haploides. Son muy frágiles cuando se secan debido a la cal que impregna sus talos. Algunas especies son fétidas, como la Chara foetida, que pueden transferir a aquellos peces que se alimentan de ellas. Feofíceas las llamadas algas pardas. Todas ellas son marinas (raramente se encuentran en aguas dulces) de aguas frías y poco profundas de la zona intermareal. No presentan formas unicelulares; son filamentosas, laminares o foliares. Excepcionalmente son bentónicas, como las de los sargazos. Pueden desarrollar una gran envergadura, diferenciando órganos externos asimilados a hojas (filoides o frondes), tallos (estípite o cauloide) y raíces (rizoides). Suelen concentrarse en grandes masas que pueden quedar al aire cuando bajan las mareas. El color pardo se debe a un pigmento denominado carotenoide ficoxantina, que se encuentra presente en sus cromoplastos, el cual apaga o enmascara el color verde de la clorofila (clorofilas a y c); dando lugar a gamas de colores marrones, verdes oliva, negro, etc. El almidón de reserva, del que carecen, está sustituido por un polisacárido llamado laminaría. Destacan las Crecen a partir de células apicales, al igual que ocurre en las clases cormofitas; la mayoría presentan clara alternancia de generaciones. Laminariales, Muchos de las clases (u órdenes) de feofítos son los principales con especies representantes vegetales en los mares fríos. que pueden alcanzar más de Destacan las clases Laminariales, con Muchas especies de 100 metros de especies que pueden alcanzar más de 100 algas pardas tienen longitud. metros de longitud (como las de los interés comercial para la producción de yodo y géneros Macrocystis y Nereocystis), y que poseen vesículas que le permiten flotar (típicas en aguas del otras sustancias, de aplicación en farmacia, Océano Pacífico); y Fucales, a las que pertenecen los fucos y perfumería, cosmética, sargazos, propios de aguas cálidas, en las que suelen frotar alimentación, y otras libremente; pueden formar verdaderas praderas verdes sobre la de carácter industrial. superficie marina, ejemplo del mar de los Sargazos. Muchas especies de algas pardas tienen interés comercial para la producción de yodo y otras sustancias, ejemplo de diversas especies de laminarias y fucos, de las que se extrae el ácido algínico y los alginatos derivados, de aplicación en farmacia, perfumería, cosmética y conservas, así como en la fabricación de determinados materiales aislantes, resinas, papel, fotografía, etc. También son apreciadas como alimento, ejemplo de la Alaria esculenta en Escocia e Irlanda, así como otras muchas en el sureste Asiático y Japón; como harinas de forraje para componer piensos avícolas y como fertilizantes para enriquecer en nitrógeno la mezcla de los estiércoles. MODULO BOTANICA ECONOMICA 78 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Rodofíceas Las rodofitas son las llamadas algas rojas. Constituyen el grupo morfológicamente más desarrollado y complicado estructuralmente, aunque algo menos evolucionado que las feofíceas. Son las algas que alcanzan mayor profundidad marina, preferentemente cálidos o templados, que pueden llegar a los 130 metros en el Mediterráneo, y no más de 30 metros en aguas más turbias del Atlántico. En general viven libres o fijos a rocas y moluscos, y más raramente como parásitos. El carbonato cálcico que se acumula en los talos de las algas coralinas (especies de mares tropicales), da lugar a la formación de arrecifes coralinos. Existen algunos representantes de El carbonato Alga roja bentónica cálcico que se estas algas que son unicelulares, pero (rodofícea) en general son pluricelulares, acumula en los filamentosas ramificadas y talos de las algas coralinas diferenciadas por un pie que está constituido por un disco basal que se une al sustrato, así como un filamento erecto. Tienen un color que varía (especies de entre el rosa y violeta, pasando por rojos intensos. El rojo es recibido de mares tropicales), da la ficoeritrina, consistente en un pigmento rojo que presenta en los lugar a la rodoplastos, el cual apaga o enmascara el color verde de la clorofila a. formación de También poseen ficocianina (azulado). La fotosíntesis forma en ellas un arrecifes polisacárido especial, almidón de las florideas. coralinos. Destacan los géneros Scinaia, Chondrus, Corallina, Algunas Gelidium, Lomentaria, Gracillaria y Delesseria. rodofíceas son Algunas de ellas son utilizadas en el sureste Asiático, Japón e islas del utilizadas en el Pacífico como alimento humano. sureste asiático, Industrialmente se utilizan los géneros Gelidium, Japón e islas del Se utilizan Gracillaria y Gigartina, para la obtención del agar y Pacífico como industrialmente el carrageno, consistentes en polisacáridos alimento para la humano. similares a la gelatina, soluble sólo en agua caliente obtención del a más de 35º C. Estos productos sirven además agar y el como complementos en la fabricación de mermeladas, jarabes, cremas, carrageno. mayonesas, etc., con objeto de potenciar la cremosidad del alimento. También se utilizan en la industria de cosmética y farmacéutica, para la fabricación de jabones, lociones, cremas, pastas dentífricas, o simplemente como excipiente. MODULO BOTANICA ECONOMICA 79 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Micofitos u hongos Los hongos son organismos que presentan características intermedias entre los animales y vegetales. Son unicelulares o pluricelulares con estructura de talo. Su nutrición es heterótrofa, es decir, no se nutren realizando la fotosíntesis (carecen de clorofila). Al igual que en los animales, su reserva energética es el glucógeno. Sus células, salvo en los grupos inferiores, no suelen estar desnudas, sino recubiertas por una membrana que suele ser de un polisacárido, la quitina. Estas células se agrupan en talos filamentosos llamados hifas, cuyo Los hongos tienen conjunto constituye el micelio, que penetra en el sustrato. La una gran reproducción es de tipo vegetal sexual (por conjugación de hifas de importancia sexos opuestos) o asexual (por medio de esporas). Al igual que ecológica, pues ocurre con las plantas superiores pueden existir individuos actúan como masculinos y femeninos, que morfológicamente pueden ser iguales descomponedores o no; aunque se pueden dar hifas masculinas y femeninas dentro junto a las del mismo cuerpo vegetativo, en lo que se denomina monoecia. bacterias. También pueden multiplicarse por descomposición del micelio en células aisladas denominadas conidios. La forma de vida de los hongos es saprofita, parásita o simbiótica. Tienen una gran importancia ecológica, pues actúan como descomponedores junto a las bacterias, por ejemplo descomponiendo la madera o formando asociaciones simbióticas con otros vegetales, e incluso animales como los termes, proporcionándoles determinadas sustancias que no pueden producir por sí mismos. Tienen utilidad en la industria alimentaría y farmacéutica. Los micófitas se clasifican en las clases Oomicetos, Ficomicetos, Ascomicetos, Basidiomicetos y líquenes (algunos autores incluyen los líquenes en una división independiente, al tratarse de la unión simbiótica de un alga y un hongo). Oomicetos... Destacan los Se trata de los denominados mohos de agua, que se encuentran géneros abundantemente en aguas dulces. Son saprofitos y en algún caso Plasmopara parásitos de peces y plantas superiores. Destacan los géneros viticola, Plasmopara vitícolas, conocida como el mildiu de la vid; procede de conocida como América de donde llegó a finales del siglo XIX, consiguiendo el mildiu de la desarrollarse por Europa en forma de temidas plagas; Phytophtora vid. cambivora, que ataca y mata los árboles produciendo el llamado mal de la tinta del castaño; y el Saprolegnia, que vive como parásito de crustáceos, peces y moluscos. Ficomicetos... Lo mismo viven Son mohos u hongos terrestres constituidos por hifas, tanto haploides sobre materia microscópicas y uninucleadas, como plurinucleadas y ramificadas. Son animal, vegetal normalmente acuáticos, saprofitos y/o parásitos, por lo que viven sobre o en materia animal, vegetal o en descomposición, o parasitando a insectos descomposición. y plantas. Se multiplican asexualmente por esporas flageladas, y sexualmente tras la conjugación de hifas de sexualidad opuesta, que dan como resultado la formación de zigosporas. Algunos grupos presentan alternancia de generaciones. Destaca el orden Tigomicetales que se encuentra adaptado a la vida terrestre, en el que se incluye a los Mucorales, conocidos por crecer sobre compotas, mermeladas, frutos, etc.; y también por el moho blanco del pan (Mucor mucedo) y moho negro (Rhizopus stolonifer). MODULO BOTANICA ECONOMICA 80 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Ascomicetos... Los ascomicetos son el grupo mas numeroso en especies de hongos. A él pertenecen las conocidas levaduras, así como determinadas especies de hongos filamentosos de los que se obtienen los antibióticos. Se reproducen de forma sexual por A este grupo ascosporas, denominadas así porque pertenecen las sus micelios desarrollados están conocidas levaduras, formados por hifas dicarióticas así como determinadas ascógenas, es decir, se forman dentro Espora asexual de especies de hongos de estructuras llamadas ascas en el un ascomiceto filamentosos de los extremo de hifas ramificadas. También que se obtienen los se pueden reproducir asexualmente, como en el caso del antibióticos. Penicillium y Aspergillus, mediante conidios, consistentes en conjuntos de esporas que se forman por gemación en el extremo de las hifas. Destacan sobre todo el orden Sacaromicetales y Plectascales: Sacaromicetales... Las Sacaromicetales integra el grupo más importante, las levaduras. Son capaces de fermentar glúcidos en ausencia de oxígeno para producir alcohol etílico, mientras que en presencia de oxígeno oxidan los azúcares en CO2. Algunos de los más importantes son Sacharomyces minor (levadura del pan); Sacharomyces cerevisiae (levadura de la cerveza); Sacharomyces ellipsoideus (levadura del vino). Plectascales... Los Plectascales agrupan a mohos (saprofitos en general) y Penicillum glaucum, típico algunos parásitos como los géneros Aspergillus y Penicillium, de los cítricos, como las naranjas. éste último muy conocido por ser el género de donde el Dr. Alexander Fleming extrajo los hongos para la preparación de la penicilina. También se utilizan los penicillium en procesos de maduración de quesos, tales como roquefort, cabrales, camembert, etc. Basidiomicetos... MODULO BOTANICA ECONOMICA 81 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Los basidiomicetos son los hongos más evolucionados. A este grupo pertenecen las denominadas setas (orden agaricales), así como los carbones de los cereales, royas, y otros que causan enfermedades en los vegetales. La denominación basidiomicetes se refiere a que poseen unos basidios Los en el extremo de las hifas, donde se forman las esporas de origen basidiomicetos sexual, siendo ésta la forma usual de reproducción, y cuyo ciclo es son los hongos básicamente igual al de los ascomicetes; la reproducción asexual se da más en basidiomicetos menos evolucionados. evolucionados. A este grupo Se desarrollan de forma variable según se trate de hongos parásitos o pertenecen, saprofitos. Suelen ser saprofitos sobre materias orgánicas o suelos entre otros, las ricos en humus; y parásitos cuando se establecen sobre plantas denominadas superiores. Aunque pueden desarrollarse como parásitos de plantas setas. acuáticas, existen muy pocas especies. Los órdenes más destacables de basidiomicetos son: Uredinales, Ustilaginales, Auriculariales y Agaricales. Uredinales... Son las royas (llamadas así por el color rojizo de la lesión que producen) agrupan a parásitos de determinados vegetales, a los que pueden causar graves daños. La más conocida es la que se manifiesta en el trigo (Puccinia graminis). Ustilaginales... Son las cenizas, tizones y carbones; abarcan a varios centenares de especies de hongos, huéspedes de las plantas superiores a los que suelen generar malformaciones. Atacan especialmente a las gramíneas. La infección se presenta en forma de unas masas de esporas con aspecto de hollín o polvo negro que terminan por asfixiar a la planta. Los más conocidos son los que atacan a los cereales, como el carbón del maíz (Ustilago maydis) o del trigo (Ustilago tritici). Tizón del maíz Auriculariales... Son hongos gelatinosos, saprófitos de la madera, sobre la que se adhieren y concluyen pudriéndola. Destacan las tremelas (Tremella encephala y Tremella mesenterica) y la oreja de judas (Auricularia auricula Judae). MODULO BOTANICA ECONOMICA 82 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Agaricales... Se trata de las típicas setas; integra tanto a especies comestibles como venenosas. Son saprofitos sobre suelos o madera; en algunos casos son parásitos o constituyen micorrizas (asociación del hongo con las raíces de plantas superiores). En el caso de las micorrizas, éstas se Especies comestibles son suelen observar en las coníferas, fagáceas, salicáceas, orquidáceas y las del género ericáceas. Esta asociación puede ser denominado boleto, y otras de externa (ectótrofa) si se unen íntimamente en la zona superficial de la raíz, o interna alto valor (endótrofa), si las hifas de los hongos gastronómico, como el níscalo o penetran en el interior de las células. Amanita muscaria rovellón, seta de Especies comestibles son las del género (papamoscas) cardo, champiñón, denominado boleto (ejemplo del boleto etc. edulis) y otras de alto valor gastronómico, como el el niscalo o rovellón (Lactarius deliciosus), la verdadera oronja o amanita de los césares (Amanita cesárea), la seta de cardo y chopo (Pleurotus eryngii y Pleurotus ostreatus), o el tan conocido champiñón (Psaliota campestris). Pero existen gran cantidad de especies que, si no son venenosas, no gozan de interés alguno en alimentación. Algunas especies son muy peligrosas por su toxicidad, ejemplo del boleto de Satanás (Boleto satanas); pero otras pueden incluso causar la muerte, como algunas pertenecientes al género Amanita: ejemplo de la vulgarmente llamada matamoscas (Amanita muscaria); la pantera (Amanita pantherina); la oronja o cicuta verde (Amanita phalloides); la oronja o cicuta blanca (Amanita verna); y la cicuta fétida (Amanita virosa). Líquenes... Muchos autores agrupan a los líquenes independientemente en los El liquen es una denominados Micoficofitos, dado que unidad se trata de un hongo que vive en morfológica y simbiosis con un alga, formando una fisiológica fruto unidad morfológica y fisiológica. de la unión Gracias a esa simbiosis, ambos simbiótica de un pueden ocupar espacios donde no hongo y un alga. existen condiciones para que puedan sobrevivir independientemente (ausencia de agua, materia orgánica, etc). El alga, que suele ser una cianofícea o Liquen antártico clorofícea (géneros Nostoc, Pleurococcus o Trebouxia), está adaptada a bajas intensidades de luz, siendo la encargada de realizar la fotosíntesis. Por su parte, en el hongo (principalmente de ascomicetos), las hifas fúngicas absorben el agua y las sales minerales que cede el alga. Se desarrollan fácilmente sobre rocas o cortezas de los árboles (ejemplo del liquen amarillo de muchos árboles denominado Xanthoria parietina). El metabolismo de ambos organismos hongo y alga, Los líquenes pueden resistir producen sustancias que no podrían sintetizar por temperaturas extremas y separado, y que en algunos casos sirven para la sustratos inhóspitos, y por producción de antibióticos, o como elementos nutritivos. esa razón son los primeros Los líquenes pueden resistir temperaturas extremas y en colonizar los desiertos sustratos inhóspitos, y por esa razón son los primeros en helados. MODULO BOTANICA ECONOMICA 83 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” colonizar los desiertos helados; son sin embargo de lento desarrollo en comparación con otros organismos talosos. Briofitos Los briofitos, a diferencia de los hongos, son plantas verdes autótrofas. Se Los briofitos trata de los primeros vegetales "puente" entre la vida acuática y terrestre. son los Se clasifican en dos grandes clases: Hepáticas y Musgos. Se trata de primeros pequeñas plantas adaptados a hábitat húmedos; aunque pueden presentar vegetales estructura talosa, se encuentran en general diferenciadas externamente en "puente" enre tallitos y hojitas, fijándose al suelo mediante estructuras rizoides que en la vida ocasiones son capaces de absorber agua. acuática y terrestre. Los periodos de desecación los mantienen Permanecen vegetativos durante vegetativos, sea cubriendo superficies rocosas, troncos, paredes, tejados, etc., reviviendo después cuando las periodos secos, condiciones de humedad les favorece. Dado que los briofitos cubriendo troncos, paredes, tejados, etc., almacenan agua entre sus hojas, otros vegetales pueden aprovecharla; por este motivo suelen ser los primeros reviviendo después cuando las condiciones organismos que se instalan sobre el sustrato y superficies rocosas, aportando de esta forma materia orgánica para de humedad les favorece. contribuir a mantener las siguientes sucesiones vegetales. Se pueden reproducir sexual o asexualmente. La sexual se realiza mediante la unión de dos gametos (ovocélula y espermatozoide), siempre en un medio húmedo, en el interior del arquegonio (gametangio femenino). La reproducción asexual se realiza mediante fragmentación del gametofito, o por gemación del protonema. También se pueden formar nuevos individuos a partir de los llamados propagulos, consistentes en unos ramitos especialidados que pueden existir en los musgos. Los briofitos presentan una clara alternancia de generaciones, con un esporofito diploide y un gametofito verde y haploide (el protonema). Los musgos son generalmente los primeros organismos que se instalan sobre el sustrato y superficies rocosas. El protonema del musgo, consistente en filamentos verdes creciendo muy ramificados en sentido vertical, y conteniendo gran cantidad de cloroplastos, representa ese tapiz verdoso que podemos observar sobre las rocas o lugares húmedos. El protonema del musgo, consistente en filamentos verdes creciendo muy ramificados en sentido vertical, representa ese tapiz verdoso que podemos observar sobre las rocas o lugares húmedos. El gametofito de los musgos, que es siempre foliáceo, y en posición erecta o tumbada, puede llegar a alcanzar el medio metro de longitud. Un grupo muy importante de musgos MODULO BOTANICA ECONOMICA 84 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” formadores de turba, son los denominados esfagnos, característicos de turberas y zonas pantanosas ácidas. Por su parte, las hepáticas, presentan una aparato vegetativo aplanado (gametofito), en aquellas que son rastreras como las hepáticas talosas; o folioso, con hojitas dispuestas dorsiventralmente, como en las hepáticas foliosas. Las estructuras que asemejan raíces, consisten en rizoides no ramificados. Pteridofitos Los pteridofitos son cormófitos, en los cuales existe xilema y floema, que transportan tanto la savia bruta como elaborada en el órgano vegetativo (esporofito) que tiene también la función de reproducción vegetativa. No producen semilla, formándose los gametofitos a partir de esporas haploides independientes del esporofito. Comprenden las clases: Licopodios, Equisetos y Filicados o helechos. MODULO BOTANICA ECONOMICA 85 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Equisetos y licopodios... Los equisetos, o colas de caballo, son plantas que proceden de antepasados muy difundidos durante el paleozoico que poseían portes arbóreos, y que se encontraban integrados en los bosques carboníferos. Desarrollan formas herbáceas, siendo en la actualidad el Equisetum el único género existente. Presentan tallos anuales que crecen a partir de un longevo, extenso y profundo rizoma. Externamente presenta una estructura con una serie de nudos y entrenudos muy evidentes; de los nudos salen hojas pequeñas y fotosintéticas, de los que a su vez surgen tallos que pueden ramificar. La epidermis es áspero y cortante al tacto debido a los depósitos de sílice que contiene. Algunas especies destacables son el Equisetum ramosissimum y Equisetum arvense (se le reconocen Los equisetos, o colas de caballo, propiedades medicinales). son plantas que proceden de antepasados muy difundidos durante Equisetum arvense el paleozoico que poseían portes arbóreos, y que se encontraban integrados en los Por su parte, los licopodios son pequeñas plantas herbáceas; según bosques la especie pueden ser acuáticas, anfibias o terrestres. Son carboníferos. igualmente descendientes de especies (lepidodendros) que cubrían los bosques carboníferos durante el paleozoico; algunas especies son verdaderas reliquias del Terciario. Habitan en climas tanto fríos como tropicales, incluso desérticos. Algunas especies muy extendidas son: Licopodium clavatum y Isoetes velata. Los licopodios, al igual que los equisetos, proceden de antepasados del paleozoico; algunas especies son verdaderas reliquias del Terciario. MODULO BOTANICA ECONOMICA 86 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Helechos... Se trata de los pteridofitos más abundantes. Algunos autores los consideran una clase simple dentro de los Pterofitinas o Pteropsida, junto a Gimnospermas y Angiospermas. En zonas tropicales pueden desarrollar formas arbóreas de hasta 25 metros del altura, presentado aspecto de palmeras. Eran las denominadas antiguamente criptógamasvasculares, debido a su carencia de flores. Tuvieron su origen en el Devónico, siendo dominantes en los bosques del carbonífero. Son plantas perennes, ya que los rizomas desarrollan raíces adventicias de donde salen los frondes cada año. En zonas tropicales pueden desarrollar formas arbóreas de hasta 25 metros de altura, presentando aspecto de palmeras. Helecho común (Pteridium aquilinum) Los helechos presentan las hojas (frondes) erguidas, simples o compuestas. Habitualmente, las frondes están divididas o hendidas, y compuestas por foliolos independientes (pinnas), las cuales pueden estar a su vez divididas una o más veces (pinnulas), como ocurre en el helecho común. Algunos grupos de helechos tienen la facultad de alimentarse mediante unos protalos subterráneos no fotosintéticos, en simbiosis con hongos. Típicamente habitan lugares frescos, húmedos y umbrosos. Los Leptosporangiados son la subclase más representativa Helecho macho de los helechos; éstos incluyen el helecho común (Pteridium (Dryopteris filix-mas) aquilinum); helecho macho (Dryopteris filix-mas); helecho real (Osmunda regalis); polipodio común (Polypodium vulgare), etc. Determinados helechos, como el macho y común, se le reconocen propiedades medicinales. Algunos helechos tienen la facultad de alimentarse mediante uns protalos subterráneos no fotosintéticos, en simbiosis con hongos. MODULO BOTANICA ECONOMICA 87 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Leccion 23 Gimnospermas Las gimnospermas son plantas espermatófitas (con semillas), que presentan los carpelos no diferenciados en ovario, estilo y estigma. Al contrario de las angiospermas, los óvulos y semillas no se forman en cavidades cerradas. Son plantas leñosas de porte variado, árboles o arbustos. Comprenden las clases Ginkgoineas, Coníferas, Cicadinas y gnetinas. Coníferas... Son típicas plantas cormofitas, leñosas y muy ramificadas. Abundaban en el jurásico y cretácico formando tupidos bosques. Los órdenes Cordaitales y Muchas Coniferales comprenden a especies fósiles y actuales, que tuvieron su especies de máximo desarrollo en el Mesozoico; algunos de ellos llegaban a los 30 coníferas ya metros de altura. han Muchas especies ya han desaparecido o reducido, pero se conservan desaparecido, otras como los pinos, de amplia distribución en la actualidad. En general pero se se trata de árboles longevos, de gran porte, con hojas simples (trofofilos), conservan numerosas, relativamente pequeñas y en su mayoría con forma acicular otras, como los pinos, de (cedros, pinos, enebros...) o escamosas (cipreses, tuyas o secuoyas). Salvo alguna excepción que presenta hojas caducifolias, éstas son amplia distribución normalmente perennes. en la actualidad. Aunque las características de las flores varían según los grupos, éstas carecen de periantio, siendo siempre unisexuales. Normalmente, las flores son monoicas, es decir, masculinas y femeninas situadas en la misma planta, aunque también se da el caso de flores dioicas (situadas en plantas independientes), como sucede por ejemplo en los enebros. En las formas más evolucionadas las flores femeninas (megasporangios) son muy reducidas, y están soldados por brácteas ovulíferas (escamas seminíferas) en los conos o estróbilos de las piñas. Según la especie, la semilla posee un ala para permitir la dispersión por el viento. Por su parte, las flores masculinas (microsporangios) se agrupan en unos conos que incluyen numerosas hojas polínicas o microsporófilos, El polen contenido en los sacos polínicos poseen en ocasiones dos vesículas de aire, con objeto de facilitar la polinización anemógama (mediante el viento). Entre la polinización y la verdadera fecundación puede transcurrir más de un año. Las familias de las coníferas se dividen en: Pináceas, Cupresáceas,Taxodiáceas, Araucariáceas, Podocarpáceas, Taxáceas y Cefalotaxáceas. MODULO BOTANICA ECONOMICA 88 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Ginkgofitos... La clase Ginkgoíneas presenta una única especie, la Ginkgo biloba, un verdadero fósil viviente que representa actualmente a un buen número de fósiles con origen en el Pérmico. Ginkgo procede del chino, y después también del japonés, que significa "albaricoque de plata" (gin=plata, kgo=albaricoque); Biloba (del latín bi=doble y loba=lóbulos) significa bilobado, en referencia a que la hoja, que es en forma de abanico, tiene un corte en el medio mostrando dos lóbulos. La única especie actual es un verdadero fósil viviente que representa a un buen número de fósiles con origen en el Pérmico. Ginkgo biloba Se trata un árbol dioico (con flores femeninas y masculinas situadas en plantas independientes). Las hojas son caducas, en forma de abanico y con nerviación dicotómica. En esta especie, al igual que en las coníferas, el polen se produce en unos conos o estróbilos. La fecundación tiene lugar tras recibir los estróbilos femeninos el polen disperso de forma anemógama (mediante el viento). La semilla se presenta desnuda (no dentro de un fruto); tiene aplicaciones medicinales en determinados países asiáticos. El Ginkgo puede ser la planta gimnosperma más antigua. El Ginkgo puede ser la planta de semillas más antigua y es, por esto, visto por algunos como una de las maravillas del mundo. La historia humana parece insignificante cuando se compara con la genealogía de este árbol que, ahora, permanece en los jardines y a lo largo de las calles de las ciudades creadas por el hombre que apareció millones de años después. Un ejemplar de Ginkgo pueden vivir más de 3000 años. El Ginkgo biloba chino sobrevivió esencialmente en el tiempo sin variaciones. El material de hoja fosilizada del pérmico es notablemente similar al actual Ginkgo biloba, por eso Darwin lo llamó un fósil viviente en 1859. Probablemente se trate de la planta viviente con semillas más antigua, por eso es visto por muchos amantes de la naturaleza como una de las maravillas del mundo. Pensemos por un momento, que esta planta fue en un tiempo muy remoto una especie dominante en el mundo, y hoy en día, entre todos los miles de vegetales que pueblan la Tierra, el Ginkgo es un precioso eslabón (el único de su género) entre nuestro presente y ese pasado que se remonta a cientos de millones de años. MODULO BOTANICA ECONOMICA 89 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Actualmente, el Ginkgo, con sus brazos fuertes y ramificados, y sus curiosas hojas caprichosamente modeladas, distingue y dignifica con su presencia muchos espacios humanos; vías y jardines de nuestras ciudades acogen sus ramas y demuestran con su longevidad que la historia humana es insignificante, si la comparamos con la genealogía de este árbol singular. Desde esta visión, el paleobotánico Sir Albert Seward, en 1938, expresaba la grandeza de este árbol: "Apela al alma histórica: lo vemos como un emblema de la inmutabilidad, una herencia de mundos demasiado remotos para que nuestra inteligencia humana comprenda, un árbol que tiene en su custodia los secretos del inconmensurable pasado." Un Ginkgo bombardeado símbolo de paz... A finales de la II Guerra Mundial, el 6 de agosto de 1945, una bomba atómica fue lanzada sobre la ciudad japonesa de Hiroshima. Las plantas y árboles en varios kilómetros alrededor del epicentro de la explosión quedaron calcinados. En septiembre de 1945 se realizó un examen del área, y un Ginkgo que se encontraba situado junto a un templo, distante alrededor de 1 km del centro de la explosión, había brotado y renacido de sus cenizas. Tras la Guerra, en el momento de reconstruir el templo el espacio disponible era menor, así que consideraron si debían cortar el árbol o trasplantarlo. Decidieron conservarlo en su lugar, y ajustar la construcción del templo a aquél. Actualmente, el templo dispone los peldaños en el frente, pero salvando el Ginkgo por ambos lados izquierdo y derecho, protegiendo el árbol dentro de una forma de U. En el lugar existen grabados en recuerdo de aquel terrible acontecimiento: "No más Hiroshima", así como plegarias de las gentes en favor de la paz. Hoy en día se conocen dos árboles Ginkgo que sufrieron el bombardeo, y que permanecen vivos todavía; el otro se en encuentra en el jardín Syukkeien, en la ciudad de Hiroshima. Estos acontecimientos le han aportado al Ginkgo un valor místico, considerado como un árbol sagrado, allí permanecerá como un símbolo portador de paz y esperanza. Cicadinas.... Las cicas son plantas de las regiones húmedas o desérticas (tropicales y subtropicales). Se trata, junto con los Ginkgofitos, de auténticos fósiles vivientes del Paleozoico y Mesozoicos; muchas de las formas ya han desaparecido, comprendiendo en la actualidad pocos géneros representativos. MODULO BOTANICA ECONOMICA 90 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L Salvo alguna especie que puede ser venenosa, existen una variedad de ellas que sirven como fuente de nutrientes, y en jardinería como plantas ornamentales. “ U N A D ” También se denominan Prespermafitas, pues son un eslabón entre los helechos y las espermafitas. Tienen parecido con los helechos arborescentes o palmeras. Poseen flores sencillas y carentes de periantio, que incluso después de caer la flor continúan creciendo sus ejes florales. Al igual que en las coníferas, las flores se agrupan en conos o estróbilos (piñas), recubiertas de escamas que se separan para permitir la polinización, la cual se realiza normalmente por el viento (anemógama). Los ginostróbilos (órganos reproductores femeninos) se encuentran siempre en plantas separadas de los androstróbilos (órganos reproductores masculinos portadores del polen), por ello estas plantas son dioicas. Salvo alguna especie que puede ser venenosa, existe una variedad de ellas que sirven como fuente de nutrientes, y en jardinería como plantas ornamentales. Gnetinas... El género La clase Gnetinas comprende plantas muy semejantes en aspecto a las Ephedra es muy angiospermas o antofitos; árboles o arbustos de diversas regiones, conocido por su incluso desérticas (como la Welwitschia del Kalahari), pero utilidad en preferentemente tropicales o lluviosas. Tienen normalmente flores farmacología, sencillas, con escasos estambres y un primordio seminal, aunque de donde se presentan periantio. En algunos casos son hermafroditas. Son extrae la consideradas un punto intermedio entre las Coníferas y las efedrina. Angiospermas. Solo sobreviven los géneros Gnetun, Ephedra y Welwitschia. La Ephedra es muy conocida por su utilidad en farmacología, pues de ella se extrae un alcaloide, la efedrina. Leccion 24 Angiospermas dicotiledóneas Las dicotolidóneas son el grupo de vegetales más diversificado y con Las mayor número de especies. Se caracterizan principalmente por dicotolidóneas desarrollar dos cotiledones en el embrión. Aunque existen numerosas son el grupo especies herbáceas, predominan las que presentan características de vegetales arbóreas. Si realizamos un corte transversal del tallo, podemos observar más los típicos haces vasculares dispuestos concéntricamente. Las hojas (que diversificado y no suelen ser compuestas), están unidas al tallo por un pecíolo y con mayor número de presentan generalmente nervadura reticulada. Las flores están especies. compuestas por cáliz y corola, y en general con verticilos tetrámeros, pentámeros, e incluso dímeros y trímeros. Atendiendo a la característica del periantio (pétalos y sépalos), se distinguen dos subclases: Coripétalas, cuando presentan perianto (sencillo o doble) con pétalos libres; y Simpétalas o Gamopétalas, cuando toda la corola muestra los pétalos más o menos soldados. A su vez, las coripétalas se dividen en Monoclamídeas cuando el periantio es sencillo o no existe; y Dialipétalas cuando el periantio es doble. MODULO BOTANICA ECONOMICA 91 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” CORIPÉTALAS MONOCLAMÍDEAS... Las coripétalas monoclamídeas poseen una sola envoltura floral (en general sin corola) o carecen de periantio. Las flores son unixesuales habitualmente, con fecuendación anemógama y entomógama. Destacan los órdenes Salicales, Fagales, Juglandales, Urticales, Cactales, Euforbiales, Cariofilales y Quenopodiales. Salicales... Comprende una sola familia, las salicáceas. Son árboles y arbustos de hojas sencillas, alternas y caducas; flores en amento y fruto capsular con muchas semillas sin albumen. Pertenecen a esta familia dos únicos géneros Populus (álamos o chopos) y Salix (sauces). Fagales... Se trata de un orden que algunos autores lo engloban como familia de las Fagáceas dentro del orden Urticales. Comprende árboles o arbustos de hojas simples, provistas de estipulas caducas, flores generalmente unisexuales apétalas agrupadas en inflorescencias (amentos); monoicas; y fruto en nuez. Comprende las familias betuláceas y fagáceas o cupulíferas. Betuláceas... Aliso (Alnus glutinosa) Son árboles o arbustos de hojas alternas, flores monoicas en amento, y fruto seco indehiscente. Todos de hojas caducas. Ejemplo del avellano, abedul o aliso (Alnus glutinosa) Fagáceas o cupulíferas... Son árboles o arbustos de hojas caducas o persistentes alternas, como la encina, haya o castaño. Las flores son unisexuales y poco vistosas, las masculinas se disponen en amentos, mientras que las femeninas son solitarias y pequeñas. El fruto (glande) que es seco e indehiscente, tipo nuez, está parcialmente rodeado por una cúpula (de ahí el sobrenombre de cupulíferas) y contiene una sola semilla. En el caso del castaño, consiste entre uno y tres frutos envueltos y recubiertos por una superficie globosa y de púas rígidas. Por su parte, el haya presenta los frutos o hayucos agrupados en dos o tres, en una cúpula erizada que se abre en cuatro valvas. Es una familia importante que incluye unas 400 especies, presentes en los países templados en ambos hemisferios. Los géneros más importantes son Fagus, Quercus y Castanea, propios del hemisferio norte, mientras que Nothofagus es exclusivo del hemisferio austral. Juglandales... Comprende una sola familia, las juglandáceas. Son árboles caducifolios leñosos, de flores monoicas, unisexuales apétalas, hojas pinnatocompuestas y espaciadas, y fruto en nuez rodeado de una especie de cúpula; son ricas en aceites. Pertenecen a esta familia los géneros Juglans (como el Juglans regia o nogal) y Carya. MODULO BOTANICA ECONOMICA 92 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Urticales... Son plantas leñosas o herbáceas con flores poco aparentes, aisladas o reunidas en inflorescencias, normalmente unisexuales. Las plantas pueden ser monoicas o dioicas. La morfología del fruto es muy variada, generalmente una drupa. Comprende las familias urticáceas, ulmáceas, moráceas y cannabáceas. Urticáceas... Son plantas herbáceas de hojas sencillas, como las ortigas, que están provistas de pelos que segregan un jugo urticante. Poseen flores pequeñas, generalmente unisexuales, y fruto en nuez o drupa. Pertenecen a esta familia los géneros Urtica y Parietaria. Ulmáceas Son árboles o arbustos de ramas alternas; hojas caducas, simples, nervudas y aserradas; flores pequeñas en hacecillos y fruto en núcula o en drupa. Pertenece a esta familia el género Ulmus (olmo). MODULO BOTANICA ECONOMICA 93 Ortiga mayor (Urtica dioica) U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Moráceas... Son generalmente árboles o arbustos laticíferos, leñosas y caducifolios; de flores Un árbol de unisexuales, en ocasiones con las las cubiertas florales carnosas y fruto en moráceas aquenio, o bien en una serie de pequeñas muy antiguo drupas que forman un fruto llamado y conocido sorosis, como la morera (Morus alba) es la cuyas infrutescencias son las moras, y higuera. muy conocidas por que sus hojas son el alimento de los gusanos de seda Otro árbol de las moráceas muy antiguo y conocido es la higuera (Ficus carica. Posee savia láctea, hojas grandes y lobuladas e infrutescencias de siconos piriformes (los higos). Al igual que la morera, posee una sustancia, el látex, que se extrae para fines industriales (Ficus elástica). Cáñamo (Cánnabis sativa) Cannabáceas... Algunos autores consideran a esta familia comprendida en la más Una de las amplia de las moráceas. Abarca plantas herbáceas que, a diferencia variedades del de las moráceas, no presentan látex. Son vivaces, ricas en cáñamo (cáñamo principios amargos y alcaloides, con flores pentámeras. Reúne dos indio) proporciona especies de gran importancia económica debido a su utilización la marihuana. industrial, como son el lúpulo y el cáñamo, una de cuyas variedades (cáñamo indio) proporciona la marihuana. MODULO BOTANICA ECONOMICA 94 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Cactales... Agrupa la familia de las cactáceas. Plantas suculentas o crasas, xerófitas, de tallo carnoso, casi todas de la América tropical; perennes, cuyas hojas atrofiadas suelen estar transformadas en espinas. Tiene flores hermafroditas, generalmente grandes, sentadas y colocadas en la axila de un grupo de espinas, y fruto en baya. Son los cactos y nopales. Son conocidos los higos chumbos (comestibles), fruto de las chumberas (Opuntia ficuscárica). Euforbiales... Incluye la familia de las Euforbiáceas. Plantas leñosas y herbáceas, dioicas y monoicas, de flores unisexualesde; con jugos acres o venenosos y generalmente lechosos. Los frutos son secos con tres cavidades o cocas. Pertenecen a esta familia los géneros Euphorbia; Flor de Pascua (Pinsetia); Ricino (Ricinus communis), utilizado medicinalmente por su aceite purgante; árbol del caucho (Hevea brashensis), del que se obtiene esa sustancia; o la Manihot utilissima, de cuyas raíces se extrae la mandioca, y de ésta la tapioca. Incluye el ricino, utilizado medicinalmente por su aceite purgante. Ricino (Ricinus communis) Cariofiliales... Destacan dos familias: Las Cariofiláceas y las Quenopodiáceas. MODULO BOTANICA ECONOMICA 95 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Cariofiláceas... Son plantas o matas, de tallos nudosos articulados, hojas opuestas, enteras, estrechas y sencillas, flores hermafroditas regulares, normalmente en inflorescencias cimosas, y fruto capsular. Abundan las especies: Dianthus caryophyllus (Clavel) y Paronychia argentea (Sanguinaria). Quenopodiáceas... Algunos autores la sitúan en el orden Quenopodiales. Son plantas herbáceas o fruticosas; muy pocas son leñosas. Posee El clavel es una hojas alternas u opuestas, con flores cariofilácea típica unisexuales o hermafroditas generalmente en inflorescencias, y fruto monospermo con pericarpio y de consistencia muy variada. Pertenecen géneros como Beta y Chenopodium. En esta familia aparecen plantas de ambientes nitrófilos o salinos. Hay especies comestibles, como las espinacas, acelgas, remolacha azucarera, etc. Hay en esta familia especies comestibles, como las espinacas, acelgas, remolacha azucarera... CORIPÉTALAS DIALIPÉTALAS... Las plantas Dialipétalas tienen la característica de que los pétalos no están unidos entre sí; el periantio está diferenciado en cáliz y corola, formado normalmente por dos verticilos: uno exterior verde o sépalos, y otro interior coloreado o pétalos (siempre libres). Las flores son hermafroditas. Destacan los órdenes Laureales, Rosales, Mirtales, Bixales, Tiliales, Magnoliales, Ramnales, Ranales, Roedales y Umelales. Laureales... Son árboles y arbustos perennifolios, de hojas coriáceas y aromáticas en todas sus partes. Las flores son hermafroditas y en algunos casos unisexuales; se presentan en umbelas o panojas. Los frutos son bayas o drupas. La especie Pertenecen a la familia de las Lauráceas los géneros Laurus, Persea, Ocotea y Cryptocarya. En su más conocida parénquima llevan un aceite esencial; el alcanfor, por ejemplo, es una de las sustancias que se obtiene del de las laureáceas leño de la Cinnamomum camphora. es el laurel. La especie más conocida es el laurel común (Laurus nobilis), que alcanza hasta ocho metros de altura, de Laurel (Laurus ramas levantadas, hojas coriáceas, persistentes y lanceoladas de nobilis) color verde oscuro, brillantes por el haz y pálidas por su envés. Las flores son blanco verdosas en grupillos axilares, y el fruto en baya ovoidea y negruzca. Las hojas son muy aromáticas, se usan como condimento y en farmacología. La madera es dura y flexible. El laurel estaba consagrado a Apolo, que era el MODULO BOTANICA ECONOMICA 96 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” símbolo de la victoria, por ello se coronaba con la rama de laurel a los poetas y a guerreros victoriosos. Los antiguos creían también que esta planta comunicaba el don de la profecía. Rosales... Se trata de un amplísimo orden de plantas herbáceas, arbustivas, arbóreas y algunas lianas. Presentan hojas simples, compuestas, con estipulas o sin ellas, flores hermafroditas y zigomorfas. Los frutos son de varias estructuras y no faltan los falsos frutos o frutos múltiples. Destacan las familias de las Rosáceas, Saxifragáceas y Leguminosas. Rosáceas... Son árboles, arbustos y hierbas, de hojas sencillas y alternas con estipulas, flores hermafroditas con cinco grandes pétalos, completas y actinomorfas. El fruto es de diversas formas (aquenios, folículos, drupas...) con semillas sin albumen. Pertenecen a esta familia los géneros Rosa, Fragaria, Pirus y Prunus. Destacan las especies: Rosa canina (escaramujo o rosal silvestre), Rubus ulmifolius (zarza o zarzamora), Rubus idaeus (frambueso), Pyrus communis (peral común), Malus doméstica (manzano), Cydonia oblonga(membrillero), Eriobotrya japónica (níspero), Prunus pérsica (melocotonero), otra variedad de Rosa, perteneciente a la Prunus persica (nectarina), Prunus armeniaca familia de las rosáceas. (albaricoquero), Prunus spinosa (endrino), Prunus doméstica (ciruelo), Prunus avium (cerezo), Prunus cerasus (guindo), Crataegus monogyna (espino albar o majuelo), Amigdalus communis (almendro), Fragaria vesca y Fragaria chilensis (fresal y fresón). Saxifrágaceas... Una especie Son plantas herbáceas o leñosas, matas o arbustos, de hojas representativa de (suculentas o crasas) alternas u opuestas, flores hermafroditas en las saxifragáceas inflorescencias o aisladas, de cinco pétalos y fruta en cápsula o es el grosellero. baya. Un género representativo es Ribes (groselleros). Otros géneros de esta familia son: Saxifraga, Sedum y Parnassia. Leguminosas o papilonáceas... Las leguminosas son muy estimadas en los cultivos rotativos, ya que sus raíces suelen formar simbiosis con una bacteria que fija el nitrógeno atmosférico. MODULO BOTANICA ECONOMICA 97 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Deben su nombre a que muestran la flor papilonada y el fruto en vaina o legumbre. Según los autores, esta familia se integra en el orden Leguminales. Se trata de uno de los grupos de plantas más extendidos por todo el mundo y muy importantes por su interés, no sólo alimenticio, sino también industrial y farmacéutico. Se distinguen plantas herbáceas anuales, arbustivas y arbóreas de hojas habitualmente compuestas y con estipulas. Las flores son hermafroditas en racimos o umbelas, con corola papilionácea (amariposada). Son muy estimadas en los cultivos rotativos, ya que sus raíces suelen formar simbiosis con la bacteria Rhizobium leguminosarum, que tiene la propiedad de fijar en la tierra el nitrógeno atmosférico. Guisante (Pisum sativus) Entre las leguminosas con formas herbáceas, y con mayor interés alimenticio, destacan: guisantes (Pisum sativus), garbanzos (Cicer arietinum), judías o alubias (Phaseolus vulgaris), habas (Vicia faba), lentejas (Lens culinaris), cacahuete o maní (Arachis hypogea), tréboles (Trifolium), alfalfa (Medicago sativa), regaliz (Glycyrrhiza glabra), y altramuz (Lupinus). Entre las formas arbustivas y arbóreas destacan: las retamas, como la retama común (Retama sphaerocarpa), retama de olor o gayomba (Spartium junceum), y retama negra (Cytisus scoparius); tojo (Ulex europaeus), piorno serrano (Cytisus purgans), aulaga (Genista scorpius), espantalobos (Colutea arborescens), falsa acacia (Robinia pseudoacacia), acacia de tres espinas (Gleditsia triacanthos), algarrobo (Ceratonia siliqua), árbol del amor (Cercis siliquastrum), y sófora (Sophora japónica). Mirtales... Retama común (Retama sphaerocarpa) Una especie muy conocida arbustos y árboles de hojas sencillas sin estipulas, flores hermafroditas casi siempre actinomorfas y de estructura tetrámera, con fruto en baya o cápsula. Pertenecen a este orden las familias timeleáceas, eleagnáceas, litráceas, rizoforáceas, combretáceas, orden es el Eucaliptus. mirtáceas, punicáceas, melastomáceas, enoteráceas y halorragáceas. Especies muy conocidas son por ejemplo el mirto o arrayán, y el eucaliptos (Eucaliptus globulus), ambas pertenecientes a la familia de las mirtáceas. Eucalipto (Eucaliptus globulus) Bixales... Incluye a numerosas familias, entre las que destacan las Cistáceas y las Cucurbitáceas. Cistáceas... MODULO BOTANICA ECONOMICA 98 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Familia de plantas (antes englobadas en el orden Parietales), con flores hermafroditas, actinomorfas o asimétricas y frutos en cápsula. Las cistáceas son, en su mayoría, pequeñas matas leñosas o arbustos, raramente hierbas, con hojas generalmente opuestas y estrechas. Pertenecen a esta familia los géneros Cistus, Halimium y Helianthemum. Típicos de determinadas regiones mediterráneas como España, son los jarales, consistentes en matorrales que sustituyen los bosques esclerófilos, tales como las jaras y jaguarzos, ejemplo de la jara pringosa (Cistus ladaniferus) o estepa (cistus laurifolius). Cucurbitáceas... También se las considera dentro del orden Cucurbitales. Agrupa plantas generalmente monoicas, rastreras o trepadoras por zarcillos, de hojas sencillas, flores unisexuales de cinco pétalos y fruto en pepónide (semejante a una baya grande). Pertenecen a esta familia los géneros Cucurbita, Cucumis, Lutta, etc. Por su fruto, se aprecian algunas especies hortícolas, como las sandias (Citrullus vulgaris), melones (Cucumin melo), calabazas y calabacines (Cucúrbita pepo), pepino (Cucumin sativus), etc. Algunas cucurbitáceas comestibles son las sandías, calabazas, calabacines y pepinos. Calabacín (Cucúrbita pepo) LAngiospermas dicotiledóneas Tiliales... Según los autores se encuadra también en el orden Malvales. La familia de las tiliáceas agrupa árboles o arbustos, raramente plantas herbáceas, de hojas alternas con nervios muy evidentes; estipulas dentadas y caedizas; flores axilares que poseen sustancias mucilaginosas, y fruto en cápsula. El género más representativo de esta familia es Tilia, que comprende a los tilos; árboles de flores hermafroditas, hojas acorazonadas y un fruto indehiscente llamado carcérulo. Con las flores y brácteas se realiza una conocida infusión llamada tila (sedante y relajante del sistema nervioso). La especie más representativa de las tiliales es el tilo. Ramanales o celastrales... MODULO BOTANICA ECONOMICA 99 Tilo (Tilia platyphyllos) U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Son plantas generalmente leñosas; árboles o arbustos, y en ocasiones trepadoras, con hojas simples o compuestas y flores hermafroditas o unisexuales dispuestas en racimos. La especie Los frutos suelen ser cápsulas, drupas o bayas. Comprende las familias ramnáceas y vitáceas. Al género Rhamnus más importante, pertenecen especies tan conocidas como los antigua y espinos y el arraclán, consistentes en árboles famosa del o arbustos, de hojas simples, con estipulas o aguijones, flores solitarias, en racimo o en género rhamnus es corimbo y fruto capsular o drupáceo. Pero la especie más importante, antigua y famosa es la vid. la vid (Vitis vinífera), de cuyos frutos se obtiene el vino y el mosto Uvas, fruto de la vid (Vitis vinífera), la especie más famosa de la familia de las ramnáceas. Ranales... MODULO BOTANICA ECONOMICA 100 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Son plantas arborescentes o herbáceas, un poco leñosos, trepadores en algunos casos, e incluso adaptadas a la vida acuática; de periantios de vivos colores y flores hermafroditas provistas de nectarios. Los frutos son variados: baya, aquenio, folículo, etc. En la familia de las ranunculáceas se encuentra una de las especies más llamativas, el acónito (Aconitum napellus), planta extremadamente venenosa por los alcaloides tóxicos que posee (aconitina); es mortal con dosis de entre 1 y 4 miligramos, pero útil en farmacología como analgésico. Las especies acuáticas más típicas son los nenúfares, como el blanco (Nimphaea alba) o el amarillo (Nuphar luteum), así como la Victoria regia, de grandes hojas circulares y propia del Amazonas. Una de las especies más llamativa de las ranunculáceas es el acónito, muy peligrosa por los alcaloides tóxicos que osee. Acónito (Aconitum napellus), planta extremadamente venenosa, perteneciente a la familia de las ranunculáceas. Magnoliales... Para algunos autores son una familia del orden Ranales. Las magnoliáceas son árboles de América del Norte y Asia tropical, de hojas sencillas perennes o caducas, flores grandes, regulares y solitarias y fruto en folículo múltiple (piña, cápsula, baya, etc.). Pertenecen a esta familia los géneros Magnolia, Michelia e Illicium. Las especies más conocidas son los magnolios (Magnolia) y el Tulipero de Virginia (Liriodendrom tulipífera), muy utilizada ornamentalmente. Adormidera (Papaver somniferum) Rhoedales o papaverales... MODULO BOTANICA ECONOMICA 101 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Dos de las familias más importantes de este orden son las Papaveráceas y las Crucíferas. Papaveráceas... Son plantas generalmente herbáceas o sufruticosas, de hojas alternas Una especie más o menos divididas, flores hermafroditas y regulares, y fruto capsular apreciada en con abundantes semillas menudas, oleaginosas. Muchas de ellas poseen farmacología látex. Pertenecen a esta familia los géneros es la adormidera, Papaver y Sanguinaria. Aunque suelen de la que se ser plantas que abundan en los cultivos extrae opio, y como malas hierbas, o de éste la espontáneamente en las escombreras o morfina y bordes de caminos, existen especies codeína. apreciadas en farmacología, como la adormidera o amapola blanca (Papaver somniferum); de ella se extrae el opio, consistente en un látex del que se obtiene morfina y codeína. Crucíferas... Son plantas generalmente herbáceas, de hojas enteras alternas, flores hermafroditas y actinomorfas en racimo, de corola cruciforme y fruto en cápsula (silicua o silícula). Pertenecen a esta familia los géneros Alyssum, Brassica, Rhaphanus. Algunas especies significativas tienen utilidad medicinal, como la bolsa o zurrón de pastor (Capsella bursa-pastoris), la popularmente conocida como anteojos (Biscutela auriculata). Otras especies de esta familia son Bolsa o zurrón de pastor muy conocidas por su interés (Capsella bursa-pastoris) hortícola y culinario, como todas las especies del género Brassica, ejemplo de las coles, coliflor, nabo, repollo, etc.; el rábano (Raphanus sativus), o la mostaza blanca (Sinapis alba). Especies muy conocidas de esta familia son las coles, coliflor, nabo, repollo, rábano, mostaza blanca, etc. Umbelales o umbelifloras... MODULO BOTANICA ECONOMICA 102 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Se trata de plantas herbáceas en su mayoría, aunque hay especies leñosas. Tienen flores pequeñas, hermafroditas (raramente unisexuales), por lo común de simetría variada, agrupadas en inflorescencias (umbelas). Las araliáceas y cornáceas son familias de este orden, pero la más representativa son las umbelíferas: éstas poseen hojas muy divididas con pecíolo envainador, flores blancas o amarillentas en umbela y fruto compuesto de dos aquenios. Suelen ser hierbas de tallo nudoso. Pertenecen a esta familia los géneros Una especie muy activa es la Daucus, Apium y Cicuta. Además de cicuta mayor, malas hiervas de cultivos, existen especies de interés alimenticio que en para condimentar) y pequeñas dosis (también causa la muerte farmacológico, algunas con alcaloides en pocas horas muy activos como la cicuta mayor por parálisis y (Conium maculatum), muy conocida axfisia. desde la antigüedad, y que con pequeñas dosis causa la muerte en pocas horas por parálisis y asfixia. Ejemplo de especies hortícola son: apio (Apium Cicuta mayor (Conium graveolens), zanahoria (Daucus carotta), perejil maculatum); posee alcaloides (Petroselinum hortense), hinojo (Foeniculum vulgare), anís muy activos que pueden (Pimpinella anisum), cilantro (Coriandrum sativum), causar la muerte. comino (Cominum cyminum), eneldo (Anethum graveolens), etc. SIMPÉTALAS O GAMOPÉTALAS... Todas las Simpétalas incluyen plantas cuyos pétalos están soldados lateralmente, en mayor o menor medida. Los órdenes más destacados son: Ericales, Loganiales, Asterales, Solanales, Escrofulariales y Lamiales. Ericales... Son plantas arbustivas, herbáceas y arbóreas, con hojas de morfología variada, flores hermafroditas (pentámeras o tetrámeras); el polen está reunido en tétrades. Las flores son hermafroditas y los frutos cápsulas o bayas. Agrupa a las familias piroláceas, ericáceas y empetráceas. Algunos géneros representativos Algunas especies muy de las ericáceas son: Erica, conocidas son Arbutus, Azalea y Rhododendron. el arándano, Algunas especies muy conocidas madroño y los son el arándano (Vaccinum myrtillus), que tiene bayas brezos. comestibles y posee propiedades medicinales; el madroño (Arbutus unedo) cuyos frutos también son comestibles; y los brezos, como el brezo blanco (Erica arbórea) cuyas raíces son apreciadas en ebanistería. MODULO BOTANICA ECONOMICA 103 Arándano (Vaccinum myrtillus). U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Loganiales o gentianales... El olivo es la Este orden abarca plantas herbáceas, arbustos y árboles. Las Oleáceas especie más (para algunos autores orden Oleales) es la familia más importante. conocida por su Tiene hojas opuestas, flores actinomorfas o cigomorfas, hermafroditas, fruto, las agrupadas en cabezuelas o espigas, y fruto en baya o drupa. La aceitunas. especie Olea europaea (olivo) y Olea europaea en su variedad oleaster (olivo silvestre o acebuche), son las más conocidas por su fruto, las aceitunas. Otras especies utilizadas como ornamentales son el jazmín (Jasminum officinale) y los lilos (Srynga vulgaris). Asterales o compuestas... Se trata de un orden muy amplio y repartido. Se caracterizan por poseer flores hermafroditas, unisexuales o estériles, actinomorfas o zigomorfas, agrupadas en cabezuelas. El fruto es un aquenio (cipsela). En general, son plantas herbáceas, que a menudo presentan vasos latíferos y almacenan inulina. Muchas de las compuestas tienen valor hortícola o alimenticio, ejemplo de las especies comestibles: lechuga (Lactuca sativa), escarola (Cichorium endivia), endivia (Cichorium endivia en su variedad foliosum), alcachofa (Cynara scolimus), girasol (Helianthus annus) de donde se aprovechan los frutos (pipas) para su consumo tostados, o industrialmente para la producción de aceites. En este orden hay Existen especies aromáticas y medicinales, ejemplo de la especies Manzanilla común (Matricaria manzanilla común (Matricaria aromáticas y chamomilla) chamomilla); estragón medicinales, como las manzanillas, (Artemisia dracúnculus); árnica estragón, arnica, (Arnica montana); otras especies de árnica son utilizadas como ornamentales, ejemplo de los géneros Dahlia, Anthemis, Caléndula, etc. Senecio, o Bellis (las populares margaritas). Se incluyen también los cardos más conocidos: cardo santo (Cnicus benedictus), cardo borriquero (Onopordon acanthium), cardo de María (Silybum marianum), etc. MODULO BOTANICA ECONOMICA 104 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Solanales, polemoniales o tubifloras... Es un orden que abarca numerosas familias. Son plantas herbáceas o arbustivas, con la característica de que sus flores poseen un tubo basal acampanado mas o menos desarrollado (de ahí su denominación de tubifloras), con frutos en forma de baya o cápsula con numerosas semillas menudas. Especies hortícola y mundialmente populares son: la Belladona (Atropa belladona). patata (Solanum tuberosum), tomate (Solanum lycopersicum), berenjena (solanum melongena), y variadas especies del género Cápsicum, como los pimientos, guindillas, etc. Otras especies tóxicas por sus contenidos Este orden, en alcaloides, pero de interés medicinal, además de especies tóxicas son el beleño negro (Hiosciamus niger), autumnalis), y medicinales, mandrágora (Mandragora posee una muy belladona (Atropa belladona), estramonio difundida en el (Datura stramonium), etc. Una especie muy difundida en todo el mundo es el mundo, el tabaco (Nicotiana tabacum). tabaco. Existen especies hortícolas muy famosas en todo el mundo, como la patata, tomate, berenjena, pimiento, etc. Escrofulariales... Según los autores, englobables también en el orden Tubifloras. Son plantas herbáceas en su mayoría, de hojas alternas u opuestas, con flores cigomorfas hermafroditas en racimo o espiga (solitarias o en inflorescencias) y fruto en cápsula dehiscente. De la familia escrofulariácea destacan los géneros Celsia, Verbascum y Escrophularia. Algunas especies muy conocidas y también por su interés medicinal son las verónicas, el gordolobo (Verbascum thapsus), o el digital (Digitalis purpúrea) que posee un glucósido (la digitalina) útil como cardiotónico. MODULO BOTANICA ECONOMICA 105 Digital (Digitalis purpúrea) U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Lamiales... Según los autores, englobables también en el orden Tubifloras. Destacan las familias de las Labiadas y Borragináceas. Labiadas... Deben su nombre a la forma de su corola o cáliz, divididos en dos partes desiguales en forma de labios. Son plantas herbáceas anuales, matas o arbustos, de hojas opuestas, flores hermafroditas y fruto compuesto de cuatro núculas o Menta (Menta piperita) aquenios (tetraquenio). Esta familia agrupa plantas aromáticas y medicinales muy conocidas como el orégano (Origanum vulgare), romero (Rosmarinus officinalis), albahaca (Ocimum basilicum), ajedrea (Satreja hortensis), melisa (Melisa officinalis), menta o hierbabuena (Menta piperita), poleo (M. pulegium), salvia (Salvia officinalis), mejorana (Thymus mastichina), cantueso (Lavandula pedunculata), y las famosas lavandas (Lavanda latifolia y Lavanda vera). Esta familia agrupa plantas aromáticas y medicinales muy conocidas, como el orégano, menta, romero, etc., así como las famosas lavandas. Borragináceas... Para algunos autores forma un orden independiente: las borraginales. La familia comprende unas 1.500 especies muy repartidas por todo el mundo. Son hierbas anuales o vivaces, a veces leñosas, cubiertas de recios pelos más o menos ásperas al tacto. Flores generalmente actinomorfas o pentámeras, hermafroditas en inflorescencias, frutos en drupa normalmente compuesto de cuatro núculas; en su mayoría poseen espinas o ganchos para facilitar la dispersión mediante los animales. Especies muy conocidas son la borraja (Borago officinalis), consuelda (Symphytum officinale), o la viborera (Echium vulgare). Borraja (Borago officinalis) Leccion 25 Angiospermas monocotiledóneas Las monocotiledóneas proceden de las dicotiledóneas, independizándose de éstas tras una evolución que se inició hace mucho tiempo. Se clasifican modernamente en la subclase Lílidas. Son plantas en su mayoría herbáceas, típicas del medio acuático o zonas pantanosas, aunque incluye también especies terrestres. Se diferencian principalmente de las dicotolidóneas en que la semilla posee un único cotiledón; otra característica son los haces vasculares, que no están distribuidos en el tallo mediante una posición determinada, como ocurre en las dicotolidóneas, sino que están esparcidos por el parénquima de forma un tanto aleatoria. Poseen hojas carentes de pecíolo que están insertadas en el tallo mediante una vaina. Las únicas estructuras ramificadas de estas plantas son las flores, trímeras y con nectarios situados entre las paredes carpelares. Destacan ocho órdenes: Liliales, Arales, Amarilidales, Palmales, Zingiberales, Orquidales, Ciperales y Graminales. MODULO BOTANICA ECONOMICA 106 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Liliales... Existen especies ornamentales y comestibles muy conocidas, como el aloe, tulipan, cebolla, ajo, espárrago... Son plantas antes denominadas Lilifloras. Se trata de plantas generalmente herbáceas, en ocasiones con raíces bulbáceas o rizomas y tallos trepadores. Flores mayormente hermafroditas, flores terminales aisladas o en inflorescencias, y fruto en cápsula o baya. De la familia de las liliáceas podemos citar los géneros Colchicum, Asphodelus, Smilax y Vertrum. Entre las especies más conocidas las hay ornamentales y también comestibles, ejemplo: aloe (Aloe vulgaris, Aloe succotrina...), cólchico (Colcicum autumnale), tulipán (Tulipa generiana), jacinto (Hyacinthus orientalis), azucena (Lilium candidum), cebolla (Allium cepa), ajo (Allium sativum), espárrago (Asparagus officinalis), etc. Aloe (Aloe succotrina) Arales... Son plantas herbáceas, tuberculosas o con rizomas tuberosas. Son epifitas (viven con el soporte de otra planta) o acuáticas flotantes. Las flores son hermafroditas o unisexuales, presentadas en espádices (una inflorescencia típica). El fruto es una baya. Pertenecen a este grupo las lentejas de agua (Lemna), calas (Calla) y los aros (Arum). Ajo (Allium sativum) Amarilidales... Son plantas herbáceas o sufruticosas, que pueden presentar bulbos o no. Las flores son hermafroditas y con frutos en cápsula. Especies muy conocidas son los nardos (Polianthes tuberosa), o la flor de lis (Amarilis formosissima). MODULO BOTANICA ECONOMICA 107 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Palmales... Son plantas arbustivas, arbóreas o lianas, dioicas o monoicas, de grandes hojas divididas, pinnadas o palmeadas. El pecíolo de la vaina deja cicatriz en el tallo cuando cae la hoja. Las flores son unisexuales, y en ocasiones hermafroditas, dispuestas en racimo o espádice. El fruto es una baya, drupa o nuez. A la familia de las palmáceas pertenecen entre otros los géneros Phoenix, Chamaerops y Areca. Algunas especies conocidas son: Cocos nucifera (el fruto es el coco) y Phoenix canariensis (Palma de Canarias). Una especie muy conocida es cocos nucifera, cuyo fruto es el coco Zingiberales... Son plantas herbáceas pero de gran porte, incluso arbóreas en ocasiones; flores zigomorfas, hermafroditas o unisexuales. El fruto es por lo general capsular o en baya. Una especie mundialmente famosa es el plátano o banano (Musa paradisiaca). Una especie mudialmente famosa es el plátano. Orquidales... El orden Orquidales agrupa el mayor número de especies de todas las Angiospermas. Son las famosas orquídeas de gran interés ornamental; plantas herbáceas terrestres o epifitas (con soporte de otra planta), con hojas envolventes o escamas, flores zigomorfas hermafroditas e irregulares; el eje floral sufre una torsión de 180º, pasando la parte superior de la flor a ocupar la posición inferior o viceversa; una de las piezas del perigonio, llamada labelo, está conformada de una manera singular y generalmente es más desarrollada que las restantes. Se polinizan mediante los insectos. Los frutos son en cápsula y algunas veces en baya o caja. De la familia orquidácea destacan los géneros Cattleya, Laelia, Cymbidium, Cypripedium y Paphiopedilium. Plátano o banano (Musa paradisiaca) Este orden agrupa el mayor número de especies de todas las angiospermas. Son las famosas orquídeas de gran interés ornamental. Ciperales... Son plantas herbáceas, rizomatosas, normalmente originarias de zonas húmedas. Se caracterizan por sus flores unisexuales o hermafroditas, con periantio rudimentario o nulo y agrupadas en inflorescencias; el fruto en núcula o nuez. Comprende una sola familia, las ciperáceas. Algunas especies de este grupo son: el papiro (Cyperus papyrus), la chufa (Cyperus sculentus), o el junco común (Scirpus holoschoenus). MODULO BOTANICA ECONOMICA 108 Papiro (Cyperus papyrus) U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Graminales... Son plantas herbáceas o arbóreas, de tallos nudosos y generalmente huecos, con frecuencia rizomatosas. Tienen pequeñas flores hermafroditas o unisexuales, dispuestas en espiguillas reunidas en espigas, racimo o panículas (panojas). Su fruto es una cariópside y su semilla es rica en albumen. Reúne a un conjunto de especies (algunas de ellas cubren las pampas, sabanas o estepas) importantísimas en la alimentación humana, o animal (como la familia gramíneas). Son muy conocidas las especies: trigo (Triticum sativum), centeno (Secale cereale), cebada (Hordeum vulgare), arroz (Oryza sativa), maíz (Zea mays), caña de azúcar (Sacharum officinarum), avena (Avena sativa), alpiste (Phalaris canariensis), mijo Cebada (Hordeum vulgare (Panicum milliaceum), bambú (Bambusa arundinacea); también existen especies con frutos tóxicos, como la cizaña (Lolium temulentum). Agrupa una buena parte de especies importantes en la alimentación humana, como los cereales más conocidos. CAPITULO 6 Clasificación taxonómica especies más comunes de la vegetación Colombiana La forma más elemental de agrupar las hortalizas y, al mismo tiempo, quizás una de las más importantes, es la clasificación taxonómica de los individuos. La taxonomía es una ciencia que agrupa ordenadamente a los organismos vivos de acuerdo a lo que se presume son sus relaciones naturales, partiendo de sus propiedades más generales a las más específicas. Los criterios de clasificación que se utilizan están basados en las características anatómicas, morfológicas, citológicas, fisiológicas, genéticas y otras de los organismos, dando origen a diferentes grupos o taxones de características más o menos similares. La identificación de una especie resultante de la clasificación taxonómica es expresada en latín, idioma que permite su aplicación y entendimiento universal. Las ventajas que presenta el conocer la clasificación e identificación taxonómica de las hortalizas son varias y, aunque pueden parecer obvias, merecen destacarse: a) la clasificación en los diferentes taxones, desde el más general hacia el más específico, va señalando características comunes de relevancia general que cada vez se van haciendo más puntuales y significativas, b) la clasificación taxonómica de una especie, con su denominación de género y especie en latín, permite a todo el mundo identificar inequívocamente al organismo que se está aludiendo. Por ejemplo, lo que para los argentinos es una chaucha, para los españoles es una judía verde, para los colombianos es un fríjol, para los peruanos es una vainita, etc., se identifica taxonómicamente como Phaseolus vulgaris, después de lo cual los chilenos sabrán, sin duda, que todos se están refiriendo a nuestra conocida hortaliza poroto verde. La variación en nombres vulgares es tan amplia para algunas especies dentro del idioma español que dificulta el entendimiento entre hispanohablantes. Obviamente, la confusión se hace caótica MODULO BOTANICA ECONOMICA 109 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” al usar nombres vulgares en distintos idiomas. El mismo poroto verde se conoce como snap bean o string bean (inglés), Grünebohne (alemán), haricot fin (francés), fagiolino (italiano), etc., c) en general, mientras más cercana es la relación taxonómica entre las especies, las características biológicas se hacen más parecidas, lo que normalmente se traduce en respuestas productivas también similares. Por ejemplo, ajo (A. sativum), cebolla (A. cepa) y puerro (A. ampeloprasum var. porrum) son especies que pertenecen al género Allium que, aparte de similares características de estructura, olor, sabor, etc., tienen labores y problemas productivos semejantes. Conociendo estas características, aunque no se tenga conocimiento del cebollino japonés (A. fistulosum), que pertenece al mismo género, se pueden estimar aspectos, requerimientos o situaciones similares para esta especie. SUBDIVISION: ANGIOSPERMAE A. Clase: Monocotyledoneae 1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. Familia: Alliaceae (Amaryllidaceae) Allium ampeloprasum L. var. ampeloprasum Millán Allium ampeloprasum L. var. porrum J. Gay Allium cepa L. var. aggregatum G. Don Allium cepa L. var. cepa Allium fistulosum L. 1.6. 1.7. Allium sativum L. Allium schoenoprasum L. ajo chilote puerro chalota cebolla cebollino japonés ajo ciboulette 2. 2.1. Familia: Liliaceae Asparagus officinalis L. espárrago 3. 3.1. 3.2. Familia: Poaceae (Gramineae) Zea mays L. var. indentata Körn. Zea mays L. var. saccharata Körn. 1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. B. Clase: Dicotyledoneae Familia: Apiaceae (Umbelliferae) Anethum graveolens L. Apium graveolens L. var. dulce (Mill.) Pers. Apium graveolens L. var. rapaceum (Mill.) Gaudin Coriandrum sativum L. Daucus carota L. var. sativus (Hoffm.) Arcangeli Foeniculum vulgare Miller Pastinaca sativa L. Petroselinum sativum Hoffm. 2. 2.1. 2.2. Familia: Asteraceae (Compositae) Cichorium endivia L. Cichorium intybus L. 2.3. 2.4. Cynara cardunculus L. Cynara scolymus L. MODULO BOTANICA ECONOMICA 110 choclo maíz dulce eneldo apio apio-papa cilantro zanahoria hinojo pastinaca perejil achicoria endivia, radicchio cardo penquero alcachofa U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” 2.5. 2.6. 2.7. Helianthus tuberosus L. Lactuca sativa L. var. acephala Dill. Lactuca sativa L. var. capitata (L.) Janchen 2.8. 2.9. 2.10. 2.11. 2.12. Lactuca sativa L. var. crispa L. Lactuca sativa L. var. longifolia (Lam.) Janchen Scorzonera hispanica L. Taraxacum officinale Wigg. Tragopogon porrifolius L. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. Familia: Brassicaceae (Cruciferae) Armoracia rusticana Gäertner, Meyer et Scherbius Brassica napus L. var. napobrassica (L.) Rchb. Brassica oleracea L. var. acephala DC. Brassica oleracea L. var. botrytis L. Brassica oleracea L. var. capitata L. Brassica oleracea L. var. gemmifera Zenker 3.7. 3.8. 3.9. 3.10. 3.11. Brassica oleracea L. var. gongylodes L. Brassica oleracea L. var. italica Plenck Brassica rapa L. var. rapa Raphanus sativus L. Rorippa nasturtium-aquaticum (L.) Hayek raíz picante rutabaga col berza coliflor repollo repollito de Bruselas colirrábano brócoli nabo rábano berro de agua 4. 4.1. Familia: Capparidaceae Capparis spinosa L. alcaparra 5. 5.1. 5.2. 5.3. Familia: Chenopodiaceae Beta vulgaris L. var. cicla L. Beta vulgaris L. var. crassa (Alef.) J. Helm Spinacia oleracea L. acelga betarraga espinaca 6. 6.1. Familia: Convolvulaceae Ipomoea batatas (L.) Lam. camote 7. 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 7.6. 7.7. 7.8. 7.9. 7.10. 7.11. Familia: Cucurbitaceae Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. et Nakai Cucumis melo L. var. cantalupensis Naud. Cucumis melo L. var. inodorus Naud. Cucumis melo L. var. reticulatus Naud. Cucumis sativus L. Cucurbita pepo L. Cucurbita maxima Duch. ex Lam. Cucurbita moschata Duch. ex Poiret Cucurbita mixta Pang. Luffa cylindrica (L.) Roem. Sechium edule (Jacq.) Sw. sandía melón cantalupo melón inodoro melón reticulado pepino zapallito italiano zapallo calabaza zapallo lufa chayote 8. 8.1. 8.2. 8.3. 8.4. Familia: Fabaceae (Papilionaceae) Glycine max (L.) Merr. Phaseolus coccineus L. Phaseolus lunatus L. Phaseolus vulgaris L. MODULO BOTANICA ECONOMICA 111 topinambur lechuga de corte lechuga milanesa lechuga escarola lechuga costina escorzonera diente de león salsifí poroto soya poroto pallar poroto lima porotos granado y verde U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” 8.5. 8.6. 8.7. Pisum sativum L. var. macrocarpon Ser. Pisum sativum L. var. sativum Vicia faba L. comelotodo arveja haba 9. 9.1. Familia: Malvaceae Abelmoschus esculentus (L.) Moench okra 10. 10.1. Familia: Polygonaceae Rheum rhabarbarum L. ruibarbo 11. 11.1. 11.2. 11.3. 11.4. 11.5. 11.6. Familia: Solanaceae Capsicum annuum L. Capsicum frutescens L. Lycopersicon esculentum Mill. Solanum melongena L. Solanum muricatum Aiton Solanum tuberosum L. ají, pimiento ají tomate berenjena pepino dulce papa 12. 12.1. Familia: Valerianaceae Valerianella locusta (L.) Laterr. canónigo CAPITULO 6 La clasificación de los organismos. . LECCION 26 La taxonomía es la ciencia que trata de los principios de la clasificación de los seres vivos. El criterio actual aceptado como base de la taxonomía es el que refleja la filogenia de los seres vivos y que tiene en cuenta la comparación de los caracteres morfológicos, anatómicos, citogenéticas, etc. La taxonomía clásica es la universalmente aceptada: agrupa La taxonomía clásica es la los seres vivos en función de determinadas características universalmente aceptada: comunes y hereditarias; así, considera cinco grandes grupos agrupa los seres vivos en llamados taxones a los que da la categoría de reino función de determinadas (mónera, protistas, hongos, plantas o vegetales y animales); características comunes y cada reino se divide en fila, filum en singular (que equivale a hereditarias. división en el caso de las plantas); los taxones básicos que siguen en orden decreciente son: clase, orden, familia, género y especie, admitiéndose otras categorías intermedias (subclase, superorden, etc.). La botánica descriptiva o sistemática... La botánica descriptiva o sistemática, tiene por objeto la descripción científica y nomenclatura de las especies vegetales y su ordenación en un sistema. Por especie se entiende en Botánica el conjunto de individuos, que concuerdan en todos sus caracteres esenciales y no se pueden separar más por los no esenciales, que los descendientes de un mismo individuo. Todas aquellas especies, diferentes entre sí, que en los órganos de reproducción (flor y fruto o esporas y esporangios), o en otras relaciones morfológicas importantes concuerdan en lo esencial, hasta el punto de poder derivarse por alteración de algunas cualidades en el transcurso de las generaciones de una forma primitiva común, se reúnen en un género. MODULO BOTANICA ECONOMICA 112 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Las diferentes visiones de la agrupación sistemática... La agrupación sistemática de las plantas puede emprenderse conforme a diferentes puntos de vista y proponiéndose diversos fines. Cada sistema construido según las Para determinar leyes de la lógica, corresponde a la necesidad del espíritu humano de una planta clasificar, para alcanzar una inspección del conjunto. También para determinar una planta, es decir, para hallar un lugar en el sistema y con ello puede servir todo asegurarse de su nombre genérico y específico, Cada sistema puede servir todo sistema construido sobre base sistema construido según las lógica construido sobre base lógica. En realidad, se han ideado muchos sistemas, y leyes de la lógica, corresponde a la necesidad del espíritu humano de clasificar, para alcanzar una inspección del conjunto. para la determinación de las plantas se han elaborado en forma de claves analíticas. De estos sistemas o clasificaciones, las artificiales (llamadas sistemas en sentido estricto) utilizan caracteres arbitrariamente elegidos para la distinción de las divisiones y subdivisiones. Las naturales (llamadas también métodos) parten del supuesto de que las plantas vivientes en la actualidad, se han derivado por evolución en diferentes direcciones de origen en comunes y así han de estar en relación de parentesco. Este parentesco debe llevarse a expresión en la agrupación metódica de la clasificación llamada natural. Para descubrir el grado de parentesco natural la paleontología del Reino vegetal no da puntos de apoyo esenciales por la escasez y los vacíos del material utilizable. Lección 27. Especie es considerada por el Código Internacional de Nomenclatura como la categoría taxonómica básica. Hasta avanzado el S. XIX se consideraba a la especie como "grupos de individuos con características morfológicas propias que se diferencian de otros grupos próximos", en lo que se reconoce como especie morfológica. Linneo concibió a la especie como inmutable y expresó que "hay tantas especies como formas distintas fueron creadas al principio". Luego de Darwin y Mendel es claro que esta teoría fijista no se ajusta... y que las especies pueden variar con el tiempo. El problema aparece cuando se consideran organismos que dependen casi exclusivamente de la reproducción asexual, como los procariotas y protistas, o cuando existen poblaciones que se solapan entre si y presentan cierto grado de reproducción entre ellas. Para esto se desarrolló el concepto evolutivo de especie, MODULO BOTANICA ECONOMICA 113 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” que incluye, además de las actuales, a todas las poblaciones anteriores que sucesivamente dieron origen a una especie determinada actual. El concepto de especie biológica se define como el conjunto de poblaciones formadas por individuos que tienen el potencial para cruzarse entre ellos y producir descendencia fértil, y que se encuentran aislados de otros grupos próximos; esta definición también es conocida como especie sexual. En Biología se denomina especie (del latín species) a cada uno de los grupos en que se dividen los géneros. Una especie es la limitación de lo genérico en un ámbito morfológicamente concreto. Se compone de individuos que, además de los caracteres genéricos, tienen en común otros caracteres por los cuales se asemejan entre sí y pueden ser distinguidos de individuos pertenecientes a las demás especies. Desde el punto de vista estrictamente sistemático o de la taxonomía, es la jerarquía comprendida entre el género (o el subgénero, si existiese) y la variedad (o, en su caso, la subespecie). Determinación de los límites La determinación de los límites de una especie es puramente subjetiva y, por tanto, expuesta a las modalidades de la interpretación personal. Algunos conceptos usuales son antiquísimos, muy anteriores al establecimiento científico de esta categoría sistemática. Por el contrario, existen otros de límites muy vagos, en los cuales los sistemáticos están en completo desacuerdo. Si las especies fueran inmutables, se podría definir fácilmente cada una de ellas diciendo que es el conjunto de individuos (que fueron, que son y que, de no extinguirse, serán) de caracteres cualitativamente idénticos. Una entidad así determinada no es realmente una especie, sino lo que usualmente se llama una línea pura o un clon. La tradición aristotélica establecía que los géneros se dividen en especies pero que la especie, a su vez, puede convertirse en género con respecto a las subdivisiones secundarias. Las especies tienen y se clasifican por la capacidad de reproducción de éstas, lo que permite la duración en el paso del tiempo de una especie. Esto suele ser muy importante para aquellas especies que están en peligro de extinción. Lección 28 Conceptos de especie Especie biológica (de Dobzhansky, 1935 y Mayr, 1942). Según este concepto, especie es un grupo (o población) natural de individuos que pueden cruzarse entre sí, pero que están aislados reproductivamente de otros grupos afines. Éste es el concepto más ampliamente aceptado y de mayor consenso, al menos entre los zoólogos. El asumir una especie como biológica, implica evolutivamente asumir que es una población reproductivamente aislada, por lo que constituye un linaje evolutivo separado y que es reforzado por una serie de barreras que pueden ser de carácter geográfico o biológico. La especie biológica es libre de seguir su propio curso en respuesta a los procesos genéticos e influencias ambientales que causan los cambios evolutivos. La connotación del concepto lo hace inaplicable a organismos fósiles, aunque lo mejor que se puede hacer en este caso es determinar si los vacíos morfológicos entre especimenes son tan grandes o más grandes que aquellos existentes entre especies vivientes que están reproductivamente aisladas. MODULO BOTANICA ECONOMICA 114 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Este concepto tiene limitaciones respecto a organismos que se reproducen asexualmente (por apomixia: tipo de partenogénesis) algunas especies de rotíferos (organismos microscópicos), moluscos, artrópodos, vertebrados (algunos peces y lagartijas del género Cnemidophorus) y algunas plantas vasculares. Existen también muchos casos de hibridación en los que se produce descendencia fértil y que permanecen como unidades genéticas y evolutivas independientes. Este caso se da fundamentalmente en plantas vasculares en las que la hibridación es común. Para darnos una idea que pasaría si el concepto de especie biológica fuese aplicado a estos casos, debemos indicar que cada individuo debería ser considerado como especie biológica separada La diversidad de la vida El botánico sueco, Linneus, intentó clasificar todas las especies conocidas en su tiempo (1753) en categorías inmutables. Muchas de esas categorías todavía se usan en biología actual. La clasificación jerárquica Linneana se basaba en la premisa que las especies eran la menor unidad, y que cada especie (o taxón) estaba comprendida dentro de una categoría superior o género. Los nombres científicos de plantas y animales se escriben con estas dos palabras: género y especie, Linneus también denominó a este concepto nomenclatura binomial, y eligió el latín, en ese entonces el lenguaje de los "hombres cultos" en todo el mundo, para escribirla, con el objeto de asegurar que todos los científicos entendieran la nomenclatura. Actualmente se sigue utilizando el latín por ser una lengua muerta. Ejemplo de la clasificación taxonómica del ser humano: Reino: Animal | Phylum: Cordados | Clase: Mamíferos | Orden: Primates Familia: Hominidae Género: Homo especie: sapiens Lección 29. Reinos y Dominios Desde la época de Aristóteles los organismos vivos se reunían en solo dos reinos: Animal y Plantas. Dada la ambigüedad de algunos organismos unicelulares, Ernst Haeckel (S. XIX) creó el tercer reino Protista, para incluir aquellos organismos unicelulares con aspectos intermedios entre plantas y animales. MODULO BOTANICA ECONOMICA 115 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” El cuarto reino establecido es Monera, que abarca bacterias y algas verdeazuladas, la característica principal de este reino es la presencia de células procariotas: sin núcleo celular definido ni organelas. Los organismos de los reinos Animal, Planta y Protistas están formados por células eucariotas, es decir con núcleo rodeado por membranas y orgánulos celulares. R. H. Whittaker en 1969 separó a todos los hongos de las plantas en el quinto reino: Fingí, poseen células eucarióticas, tienen núcleos y paredes celulares pero carecen de pigmentos fotosintéticos. En 1978 Whittaker y Margulis conservaron estos mismos 5 reinos pero incluyeron a las algas en las Protistas, denominándolo Protoctista La mayoría de los biólogos actuales reconocen estos cinco reinos: Moneras, Protistos, Hongos, Plantas y Animales, que se basan en la organización celular, complejidad estructural y modo de nutrición. En 1977 Carl Woese propuso una categoría superior a reino: DOMINIO, reconociendo tres linajes evolutivos; ARCHEA, BACTERIA y EUKARYA. Las características para separar estos dominios son el tipo de célula, compuestos que forman la membrana y estructura del ARN. Bajo el microscopio todas las bacterias aparecen similares, además la escasez de fósiles ha dificultado el establecimiento de las relaciones evolutivas entre ambos grupos. La evidencia presentada por la biología molecular sugiere que los primitivos procariotas se separaron en dos grupos muy temprano en el desarrollo de la vida en la tierra, los descendientes de estas dos líneas son las Eubacterias y las Arqueo bacterias consideradas el sexto Reino. DOMINIOS: Caracteres que los definen BACTERIA ARCHEA EUKARYA Células procariotas eucariotas Núcleo con no SI Membranas lipídicas enlazados por ester, enlazados por éster, enlaces eter, ramificado no ramificados no ramificados organelas no SI ribosomas 70S 80S . El Reino Plantae El reino Plantae incluye los musgos, helechos, coníferas y plantas con flores, en una variedad que supera las 250.000 especies, siendo el segundo grupo luego de los artrópodos en el reino animal. Se consideran derivados de las algas. La principal característica del reino es la presencia de clorofila, con la cual capturan la luz, produciendo compuestos carbonados, por esta característica son autótrofos. Otras caracteristicas de este reino: Todos son eucariota multicelulares Poseen paredes celulares constituidas principalmente por celulosa Nutrición: mediante la fotosíntesis que se realiza por medio de la clorofila de los cloroplastos, existen algunos ejemplos de plantas parcial o totalmente heterótrofas MODULO BOTANICA ECONOMICA 116 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Reproducción sexual con alternancia de generaciones: esporofito diploide y gametofito haploide. Las plantas tienen generaciones alternas: individuos diploides (2n) llamados esporofitos que alternan con individuos (o grupos de células producidas por sucesivas mitosis) haploides (n) llamados gametofitos. Todas las plantas presentan alternancia de generaciones, en la cual una fase diploide (esporofito) incluye al embrión, y una fase haploide (gametofito) que produce los gametos por mitosis. El cigoto 2n producido por la fecundación origina el esporofito, dominante en la mayoría de los vegetales, es la planta verde en la cual se diferencian células que luego de sufrir meiosis dan células haploides (esporas), que después de varias mitosis (conformando una generación) forman un gametofito haploide multicelular, éste normalmente es dependiente y parásito del esporofito y produce las gametas por mitosis, reiniciando el ciclo. Otra contribución de las plantas es la formación de los ambientes. Solamente las regiones árticas y las profundidades oceánicas carecen de plantas, el resto de los ambientes terrestres, desde los desiertos a las tundras y los bosques o praderas fueron producidos y moldeados por las plantas.* Reino Fungi Los hongos son organismos eucariotas, que producen esporas, no tienen clorofila, con nutrición por absorción, generalmente con reproducción sexual y asexual; el cuerpo consiste generalmente de filamentos ramificados con pared celular quitinosa. Constituyen uno de los grupos de organismos más importantes para la vida del hombre, ya que son los responsables de gran parte de la descomposición de la materia orgánica aumentando su disponibilidad en el suelo; pueden ser comestibles, venenosos o psicotrópicos; muchos son patógenos; otros, producen ciertas MODULO BOTANICA ECONOMICA 117 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” sustancias beneficiosas o intervienen en procesos de elaboración de algunos comestibles. Generalidades de los Hongos Aunque se ha fragmentado bastante, aún la mayoría de las especies pertenecen al reino Hongos y muy probablemente los grupos que han quedado incluidos sean poli filéticos. Aún así, tienen características comunes de organización, nutrición, fisiología y reproducción. Los integrantes del grupo son generalmente filamentosos, aunque hay unicelulares. El tipo unicelular es típico de las levaduras. Pero algunos hongos, especialmente algunos patógenos de animales, pueden existir tanto como filamentosos o como unicelulares. Estos filamentos vegetativos de los hongos son denominados hifas y el conjunto de hifas se llama micelio. Corte longitudinal de basidiocarpo Generalmente todo el cuerpo de un hongo está basado en filamentos uniseriados, ramificados. En la mayoría de los casos, ese cuerpo se diferencia en una parte vegetativa que absorbe nutrientes, y una parte reproductiva. Principalmente en hongos superiores (Ascomyceta y Basidiomycota) la parte recolectada del hongo no es mas que el órgano de reproducción del hongo, llamado carpóforo. El verdadero cuerpo del hongo, o cuerpo vegetativo, está escondido, formado por una red de filamentos microscópicos inmersa en el substrato, llamada micelio. Una característica importante entre grupos de hongos, usada como un importante escalón evolutivo, es la presencia o ausencia de paredes transversales en las hifas llamadas septos. En ciertos grupos de hongos, considerados mas primitivos, generalmente no se observan septos, solo en la base de los órganos reproductores o para separar porciones viejas de las hifas. En estas formas no septadas, las hifas contienen numerosos núcleos en una masa común de citoplasma, por lo que se denominan cenocíticas. Generalidades acerca de los Líquenes MODULO BOTANICA ECONOMICA 118 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” La palabra líquen deriva del latín lichen, término que se introdujo en tiempos de Teofrasto. La Asociación Internacional de Liquenología (IAL) define a éste grupo de organismos como "una asociación estable de un hongo y un simbionte fotosintético del que resulta un talo estable con una estructura específica". Desde el punto de vista de la taxonomía, los líquenes no constituyen un grupo natural sino biológico; y se los clasifica dentro del reino FUNGI. En efecto, los líquenes son hongos (en su mayoría Ascomycetes), que se asocian con algas (Cloroficeas y Cianoficeas). En ésta asociación los hongos, denominados micobiontes, son los encargados de conformar generalmente la estructura talina o cuerpo vegetativo del líquen, y las algas o fotobiontes, los constituyentes fotosintetizadores. Esta asociación simbiótica es de carácter excepcional en la naturaleza, ya que entre otras se distingue por la particularidad de sus componentes para reconocerse mutuamente e interactuar en la biosíntesis de sustancias exclusivas a la simbiosis. Existen interpretaciones sobre esta asociación muy particulares, como la de Theler, liquenológo sueco, contemporáneo, que considera que un liquén no es un organismo, sino que se trata de "pequeños ecosistemas donde las algas producen y los hongos consumen". estructuras reproductivas asexuales pueden ser: simbióticas, generalmente son porciones pequeñas del talo o estructuras que se originan sobre él, repitiendo el patrón simbiótico. De acuerdo a las características que presentan se clasifican en: soralios, soredios, isidios, pseudoisidios, lóbulos, bulbillos, entre los más comunes. La efectividad de éstas formas de reproducción asexual está asegurada porque se separan algas e hifas del hongo. Muchos grupos de líquenes presentan en sus fructificaciones sexuales productoras de esporas, algunas regiones con algas, éstas se dispersan junto con las esporas, son considerados evolucionados aposimbióticas, originadas por el hongo como ocurre con las esporas asexuales como conidios que se producen en diferentes coniodiomas como son los picnidios, campilidios, esporodoquios, hifóforos; u originadas por las algas, que no son las más comunes, pero se conocen estados flagelados y hormogonios. Todas ellas constituyen buenos caractéres específicos. Las estructuras reproductivas sexuales: esta forma de reproducción es la misma que presentan los hongos no liquenizados. En los Ascoliquenes el ascocarpo está compuesto de hifas ascógenas e hifas haploides sobre la base del ascogonio, las hifas y las ascas se desarrollan de hifas ascógenas. El himenio está formado por ascas y paráfisis estériles. Hábitat Los líquenes pueden colonizar los más diversos sustratos, aproximadamente el 8% del total de la superficie terrestre está ocupada por líquenes, como vegetación MODULO BOTANICA ECONOMICA 119 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” dominante. Han sido hallados sobre plásticos y vidrios. Presentan una gran resistencia a factores ambientales adversos o extremos, como frio, calor o desecación. De acuerdo al sustrato donde se encuentran se denominan: Cortícolas: que crecen sobre la corteza de los árboles. Usnea sp. Líquenes cortícolas Saxícolas: que crecen sobre rocas. Considerando aqui las especies: Endolíticas. Terrícolas: ubicados directamente sobre la tierra. Muscícolas: encontrados sobre musgos. Humícolas: hallados sobre hojas muertas. Liquenícolas: hallados sobre otros líquenes, en este caso se denominan parasimbiontes. Foliícolas: encontrados sobre hojas vivas: Reino Protista (Protoctista) Es el primero de los reinos eucariotas, los organismos aquí agrupados (y todos los eucariotas...) poseen núcleo verdadero y organelas, lo cual implica una compartimentalización y la dedicación de áreas específicas a funciones también específicas. Los protistas se definen como aquellos organismos eucariotas que no son animales ni plantas ni hongos. La palabra PROTISTA remitía a organismos unicelulares, sin embargo en este reino se incluyen las grandes algas marinas como Macricystes (100 m de long.) por lo que fue rebautizado como Reino PROTOCTISTA, , lo cierto es que en la práctica este término no es muy usado. Es el reino que mayor diversidad presenta: desde unicelulares microscópicos de 1 MODULO BOTANICA ECONOMICA 120 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” µm de diámetro como la pequeña alga verde Micromonas, hasta las grandes algas marinas; incluye autótrofos fotosintéticos, heterótrofos, parásitos, saprofogos (ingieren organismos muertos); pueden estar desnudos o cubiertos con paredes. A deferencia de los otros 3 reinos eucariotas, no existe factores morfológicos o fisiológicos que unifiquen a los Protistas como un grupo natural. En este grupo se encuentran las algas, euglenoides, ciliados, protozoarios, y flagelados. Su importancia estriba, entre otras, en ser el "grupo de origen" de los tres Reinos restantes: Plantas, Animales, y Hongos. La imagen de una diatomea (Protistas) es originaria de: http://WWW.bgsu.edu/departments/biology/algae/index.html. Lección 30 DOMINIO BACTERIA Reino Monera Es el reino más primitivo, agrupa a organismos procariotas que carecen de un núcleo rodeado por membranas y de organelas. Incluye a todas las bacterias (técnicamente las eubacterias) y las cianobacterias (llamadas anteriormente algas verdeazuladas) que son las formas más abundantes de este reino. Las bacterias (del griego bakterion = bastón) son organismos unicelulares que se reproducen por fisión binaria. Su tamaño es del orden de los micrones e implica una relación superficie volumen muy alta: aproximadamente 100.000. Las Bacterias se encuentran prácticamente en todos lo ambientes de la Tierra, desde las profundas fosas oceánicas o el interior de rocas sólidas hasta las camisas refrigerantes de los reactores nucleares, ni que decir del resto de los hábitats. La mayoría de ellas son capaces de una existencia independiente pero existen especies como Chlamydia y Rickettsia que son organismos intracelulares obligados. Se encontraron estructuras semejantes a las bacterias en un meteorito marciano con una antigüedad de 3.000 millones de años (el llamado ALH84001, encontrado en la Antártida). De confirmarse la naturaleza de estas investigaciones, y si la descripción de lo encontrado correspondiera realmente a restos fósiles, sería de presumir la existencia simultánea de vida bacteriana en Marte y la Tierra (¿en ese entonces?). Hasta el momento, la naturaleza celular de estas estructura no ha sido establecida. Para una ampliación de este tema que se relaciona con el origen de la vida en la Tierra consultar este enlace. MODULO BOTANICA ECONOMICA 121 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” El Reino taxonómico Monera comprende, entre otras, a las eubacterias (las bacterias "verdaderas" y las cianobacterias, o bacterias fotosintetizadoras). Los organismos de este grupo no poseen organelas rodeadas por membranas (como las formas superiores de vida) y se conocen como procariotas. Procesos bioquímicos que en eucariotas ocurren normalmente en los cloroplastos o mitocondrias, tienen lugar en la membrana citoplasmática El cromosoma bacteriano esta constituido por ADN circular que se ubica en la región denominada nucleoide Distribuidos en el citoplasma bacteriano se encuentran pequeños lazos de ADN conocidos como plásmidos Los genes bacterianos se encuentran organizados en un sistema conocido como operón Su pequeño tamaño, velocidad de reproducción (Escherichia coli se reproduce por fisión binaria cada 15 o 20 minutos), y la "ocupación" de diversos hábitats y modos de existencia hacen de Moneras el Reino más abundante y diversificado sobre la Tierra. Una manera de clasificar las bacterias es subdividirlas de acuerdo a la forma en que adquieren su energía en: Son autótrofas, y obtienen energía de la oxidación de compuestos Quimiosintetizadoras inorgánicos como el amonio, los nitritos (a nitratos) o los sulfuros (a sulfatos). Foto sintetizadoras Convierten la energía lumínica en energía almacenada en carbohidratos. El grupo mas importante es el de las cianobacterias. Probablemente las primitivas cianobacterias formaron el oxígeno que se liberó en la primitiva atmósfera terrestre. Poseen clorofila a y también el pigmento azul ficocianina y el rojo ficoeritrina. Heterotrófas Los miembros de este grupo obtienen su energía de materia orgánica elaborada por otros organismos. Podemos señalar dos grandes grupos: las saprofitas y las simbióticas. Las saprofitas se alimentan de materia muerta o en descomposición siendo por lo tanto importantes recicladores de nutrientes. Muchas de las que entablan relaciones simbióticas lo hacen en forma mutualística y colaboran con su huésped, ejemplo de ellos son las bacterias que en la vaca y otros rumiantes convierten la celulosa en glucosa asimilable por el animal. Otras entablan una relación parasitaria y se constituyen en patógenas para su huésped produciendo enfermedades tales como la fiebre reumática, cólera, gonorrea, sífilis. La patogenicidad puede derivar de causas tales como destrucción celular, liberación de toxinas o la misma reacción del cuerpo a la bacteria infectante. Las infecciones bacterianas pueden ser controladas, entre otros, por tratamiento con antibióticos. Los antibióticos son productos que interfieren en algún punto del procesos de división de las bacterias, MODULO BOTANICA ECONOMICA 122 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” son producidos por microorganismos tales como los hongos, que compiten con las bacterias por los recursos disponibles. Sin embargo el extendido uso de los mismos impuso una presión evolutiva de una intensidad antes inexistente que llevo, por el proceso de selección natural, a la expansión de cepas resistentes a los antibióticos. Esto en muchos casos lleva a frecuentes cambios de tratamiento de las enfermedades y a la necesidad de nuevos desarrollo de antibióticos. Las Arqueobacterias El grupo más antiguo, las arqueobacterias, constituyen un fascinante grupo de organismos y por sus especiales características se considera que conforman un Dominio separado: Archaea. Si bien lucen como bacterias poseen características bioquímicas y genéticas que las alejan de ellas. Por ejemplo: no poseen paredes celulares con peptidoglicanos poseen secuencias únicas en su ARN algunas de ellas poseen esteroles en su membrana celular (una característica de eucariotas), poseen lípidos de membrana diferentes tanto de las bacterias como de los eucariotas (incluyendo enlaces éter en lugar de enlaces ester). Células de Sulfolobus acidocaldarius adheridas a un cristal de sulfuro, observadas con microscopia de fluorescencia Corte de Sulfolobus acidocaldarius observado con microscopio electrónico de transmisión(85.000 X) Imágenes obtenidas de Hipertextos del area de biología UNNE. Hoy se encuentran restringidas (bueno lo de restringidas, si se lee mas adelante , ya no parece un termino aplicable) a hábitats marginales como fuentes termales, depósitos profundos de petróleo caliente, fumarolas marinas, lagos salinosos (incluso en el mar Muerto...). Por habitar ambientes "extremos",se las conocen también con el nombre de extremófilas MODULO BOTANICA ECONOMICA 123 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” . Existen tres tipos de arqueobacterias: 1. Metanogénicas: (generadoras de metano), crecen en condiciones anaeróbicas oxidando el hidrógeno. Para ello utilizan el CO 2 como oxidante, en el proceso lo reducen a metano (CH4). Las metanogénicas usan ácidos orgánicos simples como el acetato para sintetizar sus componentes celulares. Estos ácidos orgánicos son producidos por otras bacterias anaeróbicas como producto final de la descomposición de la celulosa u otros polímeros. Por lo tanto las metanogénicas son abundantes donde existe materia orgánica y condiciones de anaerobiosis (por ej. rumen de las vacas) 2. Halófilas: desarrollan en ambientes salinos. Requieren una concentración de al menos 10% de cloruro de sodio para su crecimiento 3. Termófilas : desarrollan a temperaturas de 80oC y pH extremadamente bajos. Se considera que las condiciones de crecimiento semejan a las existentes en los primeros tiempos de la historia de la Tierra por ello a estos organismos se los denominó arqueobacterias (del griego arkhaios = antiguo). TERCERA UNIDAD GENETICA Y EMBRIOLOGIA Embriología: Es la rama de la biología que se encarga de estudiar el desarrollo de un organismo a partir de un óvulo fecundado, explicando los procesos y medios en que se desarrolla un ser vivo junto con la genética, siendo la embriología un aspecto importante de la genética del desarrollo. Embrión: Organismo en vías de desarrollo, a partir del huevo fecundado hasta la realización de una forma capaz de vida autónoma y activa. Fecundación: Unión de las células sexuales masculina y femenina ( dos gametos) cada una de las células con exactamente la mitad de cromosomas del padre y la otra mitad de la madre, emparejados en 23 pares de cromosomas, uno del padre con cada uno de la madre, de la cual se origina un huevo o cigoto cuyo desarrollo da lugar a un nuevo organismo. Teoría de la epigénesis: Proponía que las estructuras de un organismo se desarrollan mediante una complicada elaboración estructural a partir de una materia informe, en lugar de MODULO BOTANICA ECONOMICA 124 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” hacerlo por crecimiento de una entidad preformada. Esta teoría sería reafirmada en el s. XVIII por Caspar Friedrich Wolf al observar al microscopio embriones de plantas y ver que los componentes de un organismo nuevo no están prefigurados sino que se forma a partir de materia indiferenciada. Hacia mitades del siglo XIX, fue cuando el concepto de epigénesis tuvo amplia aceptación por los biólogos, como resultado de cuidadosos estudios llevados a cabo por numerosos científicos que demostraron que las porciones del cuerpo solamente se formaban durante el desarrollo embrionario. Por supuesto, el concepto general de epigénesis constituye el punto de vista que se ha establecido y aceptado en la actualidad. Teoría del Preformismo: Esta teoría era una de los principales conceptos del desarrollo embrionario de los siglos XVII y XVIII que planteaba que en el espermatozoide estaba presente un cuerpo diminuto (homúnculo) perfectamente bien constituido del organismo. Según esta idea, el desarrollo embrionario consiste simplemente en un aumento en el tamaño de las partes preformadas del adulto. La principal diferencia de opinión si el cuerpo diminuto preformado estaba en el espermatozoide o en el óvulo. Luego, con el avance de la tecnología se determinó que lo que había dentro del espermatozoide no era un hombrecillo sino que una estructura llamada acrosoma que contiene enzimas, quienes ayudan en la fecundación. CAPITULO 7 LECCION 31 GENETICA La Herencia, perspectiva histórica Durante gran parte de la historia de la humanidad las personas desconocían los detalles científicos de la concepción y de como trabajaba la herencia. Por cierto los niños eran concebidos y por cierto se veía que existía una semejanza entre padres e hijos, pero los mecanismos no eran conocidos. Los filósofos griegos tenían varias ideas: Teofrasto (371-287 a.C.) comprendía la diferencia entre las flores masculinas y femeninas, decía que "los machos debían ser llevados a las hembras" dado que los machos "hacían madurar y persistir" a las flores hembras; Hipócrates (460?377? a.C.) especuló, que las "semillas" se producían en diferentes partes del cuerpo y se transmitían a los hijos al momento de la concepción, y Aristóteles pensó que el semen masculino y el semen femenino (así se llamaba al flujo menstrual) se mezclaban en la concepción, algunos pensaban que ni siquiera este tipo de mezclas eran necesarias, las formas "simples" (gusano, moscas...) nacían por generación espontánea. MODULO BOTANICA ECONOMICA 125 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Durante los 1700s, Antón van Leeuwenhoek (1632-1723, para los no holandeses lii-uen-huuk seria una pronunciación bastante aceptable; sus aportes y los de otros pioneros pueden leerse en una magnífica novelización) descubre "animálculos" en el esperma humano y de otros animales. Algunos de los que miraban por los primeros microscopios soñaron ver un "pequeño hombrecito" (homúnculo) dentro de cada espermatozoide. Sostuvieron que la única contribución de la hembra para la próxima generación era proveer el ambiente para su desarrollo. En oposición la escuela de los ovistas creía que el futuro hombre estaba en el óvulo, y que el espermatozoide solo lo estimulaba, creían también que había huevos para hembras y para machos. La pangénesis sostenía la idea que machos y hembras forman "pangenes" en cada órgano. Estos "pangenes" se movían a través de la sangre a los genitales y luego a los recién nacidos. El concepto, originado en los griegos influenció a la biología hasta hace solo unos 100 años. Los términos "sangre azul", "consanguíneo", "hermano de sangre", "mezcla de sangre", "sangre gitana" y otros similares surgen de estos conceptos. Francis Galton, un primo de Charles Darwin, desecho experimentalmente la pangénesis. Las teoría de la mezcla ("Blending theories") suplantó a la de los espermistas y ovistas durante el siglo 19. La mezcla de óvulos y espermatozoides daban como resultado la progenie que era una "mezcla" ("blend") de las características de los padres. Las células sexuales se conocían colectivamente como gametos. De acuerdo con la teoría de la mezcla, cuando un animal de color negro se cruzaba con uno blanco la progenie debía ser gris y, a menudo, este no era el resultado. La teoría de la mezcla obviaba, entre otras, explicar el salto de generación de algunas características. Charles Darwin en su teoría de la evolución, se vio forzado a reconocer que la mezcla no era un factor (o al menos no el factor principal) y sugirió que la ciencia, en la mitad de los 1800s, no tenía la respuesta correcta al problema. La respuesta vino de un contemporáneo, Gregor Mendel, si bien Darwin nunca conoció el trabajo de Mendel. Conceptos básicos de la genética. Resulta útil recordar algunos conceptos previos para comprender los experimentos de Mendel, aunque este monje no haya tenido conocimiento de los genes o los cromosomas... Meiosis: división celular que origina 4 células con la mitad de la dotación cromosómica de la célula orginal (haploides). Los cromosomas homólogos se separan y cada célula (gameta) recibe uno de los homólogos del par. Carácter: característica observable y transmitida por los genes, ejemplo: color de las flores Fenotipo : propiedades observables del genotipo y en el cual contribuye el medio ambiente. MODULO BOTANICA ECONOMICA 126 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Cromosomas Homólogos: cromosomas que se aparean durante la meiosis. Poseen igual longitud, posición del centrómero y comparten los mismos genes. Excepción : cromosomas X e Y que no comparten las características anteriores pero sí se consideran homólogos por aparearse en la meiosis. Gen (del griego genos= nacimiento) son segmentos específicos de ADN (cromosoma) responsable de un determinado carácter; son la unidad funcional de la herencia. El botánico danés Wilhelm Johannsen (1857 - 1927) acuño este nombre, en 1909, para nombrar a los elemente de Mendel (también acuñó "fenotipo", "genotipo" y "selección"). Alelo: Formas alternativas de un gen en un mismo locus. Por ejemplo 2 posibles alelos en el locus v de la cebada son v y V. El término de alelo ó alelomorfo fue acuñado por William Bateson; literalmente significa "forma alternativa". Locus: es el lugar específico de un gen en un cromosoma. Homocigoto: organismo que tiene dos copias o alelos iguales de un gen en los dos homólogos, también llamado raza pura Heterocigoto: cuando los dos alelos son diferentes, en este caso el alelo dominante es el que se expresa Lección 32. GENES Entre 1884 (el año de la muerte de Mendel) y 1888 se describió la mitosis y la meiosis. El núcleo fue identificado como la localización del material genético, y se propuso que las "cualidades" eran llevadas por los cromosomas a las células hijas durante la mitosis. En 1903 Walter Sutton y Theodore Boveri propusieron formalmente que los cromosomas contenían los genes. La Teoría cromosómica de la herencia es uno de los fundamentos de la genética y explica el lugar donde se encuentra el soporte físico de los principios de Mendel. La localización de muchos genes (factores de Mendel) fue determinada por Thomas Hunt Morgan y sus colaboradores al principio del siglo XX. El organismo experimental de Morgan fue la mosca de la fruta: Drosophila melanogaster. Estos organismos son ideales para la genética, tienen tamaño pequeño, son fáciles de cuidar, son susceptibles de mutar y tienen un tiempo de generación corto (7 a 9 días). Poseen tan solo cuatro pares de cromosomas. Un gen es una secuencia lineal de nucleótidos en la molécula de ADN (o ARN en el caso de algunos virus), que contiene la información necesaria para la síntesis de una macromolécula con función celular específica. Por ejemplo: Proteínas, ARNm, ARN ribosómico, ARN de transferencia y ARN pequeños. Esta función puede estar vinculada al desarrollo o funcionamiento de una función fisiológica normal. El gen es considerado como la unidad de almacenamiento de información y unidad de MODULO BOTANICA ECONOMICA 127 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” herencia al transmitir esa información a la descendencia. Los genes se disponen, pues, a lo largo de cada uno de los cromosomas. Cada gen ocupa en el cromosoma una posición determinada llamada locus. El conjunto de cromosomas de una especie se denomina genoma. Algunas enfermedades como la anemia drepanocítica (o anemia falciforme) pueden ser ocasionadas por un cambio en un solo gen (uno de los 30.000 genes que constituyen el plan para todo el cuerpo humano). Los organismos diploides (entre ellos, casi todos los animales y plantas) disponen de dos juegos de cromosomas homólogos, cada uno de ellos proveniente de uno de los padres. Cada par de cromosomas tiene, pues, un par de copias de cada gen, una procedente de la madre y otra del padre. Los genes pueden aparecer en versiones diferentes, con variaciones pequeñas en su secuencia, y entonces se los denomina alelos ("otro", en griego). Los alelos pueden ser dominantes o recesivos. Cuando una sola copia del alelo hace que se manifieste el rasgo fenotípico, el alelo es dominante. Cuando son precisas dos copias del alelo (una en cada cromosoma del par), el alelo es recesivo. El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y también DNA, del inglés DeoxyriboNucleic Acid), es un tipo de ácido nucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células. Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus, siendo el responsable de su transmisión hereditaria. Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno. MODULO BOTANICA ECONOMICA 128 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” La herencia genética es la transmisión a través del material genético contenido en el núcleo celular, de las características anatómicas, fisiológicas, etc. de un ser vivo a sus descendientes. El ser vivo resultante tendrá caracteres de uno o los dos padres. La herencia consiste en la transmisión a su descendencia de los caracteres de los ascendentes. El conjunto de todos los caracteres transmisibles, que vienen fijado en los genes, recibe el nombre de genotipo y su manifestación exterior en el aspecto del individuo el de fenotipo. Se llama idiotipo al conjunto de posibilidades de manifestar un carácter que presenta un individuo. Para que los genes se transmitan a los descendientes es necesaria una reproducción idéntica que dé lugar a una réplica de cada uno de ellos; este fenómeno tiene un lugar en la meiosis. Lo esencial de la herencia queda establecido en la denominada teoría cromosómica de la herencia: 1. los genes están situados en los cromosomas. 2. los genes están dispuestos linealmente en los cromosomas. 3. la recombinación de los genes se corresponde con el intercambio de segmentos cromosómicos. (Crossing over) Fuente WIKIPEDIA. Leccion 33 CROMOSOMAS En biología, se denomina cromosoma (del griego χρώμα, -τος chroma, color y σώμα, -τος soma, cuerpo o elemento) a cada uno de los pequeños cuerpos en forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular durante las divisiones celulares (mitosis y meiosis). La cromatina es un material microscópico que lleva la información genética de los organismos eucariotas y está constituida por ADN asociado a proteínas especiales llamadas histonas. Este material se encuentra MODULO BOTANICA ECONOMICA 129 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” en el núcleo de las células eucariotas y se visualiza como una maraña de hilos delgados. Cuando el núcleo celular comienza el proceso de división (cariocinesis), esa maraña de hilos inicia un fenómeno de condensación progresivo que finaliza en la formación de entidades discretas e independientes: los cromosomas. Por lo tanto, cromatina y cromosoma son dos aspectos morfológicamente distintos de una misma entidad celular El rol de los cromosomas en la determinación del sexo fue deducido por Morgan de sus trabajos con la mosca de la fruta. Durante la metafase, los cromosomas homólogos se enfrentan. Si se microfotografía y luego se recortan y ordenan los cromosomas homólogos se obtiene un cariotipo . Existen dos tipos de cromosomas Los autosomas cuyos homólogos son similares en tamaño y ubicación de los centrómeros, por ejemplo el par 21 tiene un tamaño y, el par 9 tiene un tamaño diferente del 21. Los cromosomas sexuales en los que cada integrante del par se puede diferir en su tamaño dependiendo del organismo del cual se originan. En los humanos y Drosophila, los machos tienen un cromosoma sexual más pequeño llamado Y (masculino), y uno más grande llamado X (femenino). Los machos son XY, y se dice que son heterogaméticos Las hembras son XX, y son por lo tanto homogaméticas En los saltamontes, en los cuales Sutton estudió los cromosomas no existe el Y, los machos solo tienen el X y la notación es X0. MODULO BOTANICA ECONOMICA 130 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Otros organismos (pájaros, mariposas) tienen machos homogaméticos y hembras heterogaméticas.* Diagrama de un cromosoma eucariótico duplicado y condensado (en metafase mitótica). (1) Cromátida, cada una de las partes idénticas de un cromosoma luego de la duplicación del ADN. (2) Centrómero, el lugar del cromosoma en el cual ambas cromátidas se tocan. (3) Brazo corto. (4) Brazo largo. FUENTE Piqueras, J.F., Fernández Peralta, A.M., Hernández, J.S., González Aguilera, J.J. 2002. Genética. Ariel Ciencia, España, 474 pp. ISBN: 84-344-8056-5, Clones ¿Qué es la clonación? Si nos referimos al ámbito de la Ingeniería Genética, clonar es aislar y multiplicar en tubo de ensayo un determinado gen o, en general, un trozo de ADN. Sin embargo, Dolly no es producto de Ingeniería Genética. En el contexto a que nos referimos, clonar significa obtener un individuo a partir de una célula o de un núcleo de otro individuo. En los animales superiores, la única forma de reproducción es la sexual, por la que dos células germinales (óvulo y espermatozoide) se unen, formando un zigoto (o huevo), que se desarrollará hasta dar el individuo adulto. La reproducción sexual fue un invento evolutivo (del que quedaron excluidas las bacterias y muchos organismos unicelulares), que garantiza que en cada generación de una especie van a aparecer nuevas combinaciones de genes en la descendencia, que posteriormente será sometida a la dura prueba de la selección y otros mecanismos evolutivos. Las células de un animal proceden en última instancia de la división repetida y diferenciación del zigoto. Las células somáticas, que constituyen los tejidos del animal adulto, han recorrido un largo camino "sin retorno", de modo que, a diferencia de las células de las primeras fases del embrión, han perdido la capacidad de generar nuevos individuos y cada tipo se ha especializado en una función distinta (a pesar de que, salvo excepciones, contienen el mismo material genético). En los años 70, Gurdon logró colecciones de ranas idénticas a base de insertar núcleos de células de fases larvarias tempranas en ovocitos (óvulos) a los que se había despojado de sus correspondientes núcleos. Pero el experimento fracasa si se usan como donadoras células de ranas adultas. Desde hace unos años se vienen obteniendo mamíferos clónicos, MODULO BOTANICA ECONOMICA 131 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” pero sólo a partir de células embrionarias muy tempranas, debido a que aún no han entrado en diferenciación (a esta propiedad se la suele llamar totipotencia). No es extraño pues el revuelo científico cuando el equipo de Ian Wilmut, del Instituto Roslin de Edimburgo comunicó que habían logrado una oveja por clonación a partir de una célula diferenciada de un adulto. Esencialmente el método (que aún presenta una alta tasa de fracasos) consiste en obtener un óvulo de oveja, eliminarle su núcleo, sustituirlo por un núcleo de célula de oveja adulta (en este caso, de las mamas), e implantarlo en una tercera oveja que sirve como "madre de alquiler" para llevar el embarazo. Así pues, Dolly carece de padre y es el producto de tres "madres": la donadora del óvulo contribuye con el citoplasma (que contiene, además mitocondrias que llevan un poco de material genético), la donadora del núcleo (que es la que aporta la inmensa mayoría del ADN), y la que parió, que genéticamente no aporta nada. Científicamente se trata de un logro muy interesante, ya que demuestra que, al menos bajo determinadas circunstancias es posible "reprogramar" el material genético nuclear de una célula diferenciada (algo así como volver a poner a cero su reloj, de modo que se comporta como el de un zigoto). De este modo, este núcleo comienza a "dialogar" adecuadamente con el citoplasma del óvulo y desencadena todo el complejo proceso del desarrollo intrauterino. Dolly no es una copia idéntica de la "madre" que donó el núcleo (no se olvide que el óvulo contiene ese pequeño ADN de la mitocondria). Aunque ambas comparten el mismo ADN nuclear, las instrucciones genéticas de Dolly no experimentaron exactamente el mismo tipo y combinación de estímulos que los de su "madre nuclear". Esto se debe a los fenómenos de epigénesis, complejas series de interacciones entre los genes y el entorno, y aquí entendemos por entorno desde los factores presentes en el citoplasma del óvulo, pasando por los procesos de formación del embrión/feto, a su vez sometidos al peculiar ambiente uterino, y alcanzando a la vida extrauterina (estímulos al nacer, periodo de lactancia, relaciones con la madre, interacciones "sociales" con otros individuos de la especie, etc). En resumidas cuentas, el ADN no contiene un programa unívoco de instrucciones, sino que es flexible, y la expresión genética en cada individuo queda matizada por multitud de factores, quedando "abierta" con una finalidad adaptativa clara. La biotecnología no es, en sí misma, una ciencia; es un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias (biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, química, medicina y veterinaria entre otras). Hay muchas definiciones para describirla. En términos generales biotecnología es el uso de organismos vivos o de compuestos obtenidos de organismos vivos para obtener productos de valor para el hombre. La biotecnología moderna está compuesta por una variedad de técnicas derivadas de la investigación en biología celular y molecular, las cuales pueden ser utilizadas en cualquier industria que utilice microorganismos o células vegetales y animales. Esta tecnología permite la transformación de la agricultura. También tiene importancia para otras industrias basadas en el carbono, como energía, productos químicos y farmacéuticos y manejo de residuos o desechos. Tiene un enorme impacto potencial, porque la investigación en ciencias biológicas está efectuando avances vertiginosos y los resultados no solamente afectan una amplitud de sectores sino que también facilitan enlace entre ellos. Una definición más exacta y específica de la biotecnología "moderna" es "la aplicación comercial de organismos vivos o sus productos, la cual involucra la manipulación deliberada de sus moléculas de DNA". Esta definición implica una serie de desarrollos en técnicas de laboratorio que, durante las últimas décadas, han sido responsables del tremendo interés científico y comercial en biotecnología, la creación de nuevas empresas y la reorientación de investigaciones y de inversiones en compañías ya establecidas y en Universidades. MODULO BOTANICA ECONOMICA 132 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Una definición amplia de biotecnología sería: Un conjunto de innovaciones tecnológicas que se basan en la utilización de microorganismos y procesos microbiológicos para la obtención de bienes y servicios y para el desarrollo de actividades científicas de investigación. Las nuevas biotecnologías pueden agruparse en cuatro categorías básicas: Técnicas para el cultivo de células y tejidos. Procesos biotecnológicos, fundamentalmente de fermentación, y que de inmovilización de enzimas. incluyen la técnica Técnicas que aplican la microbiología a la selección y cultivo de células y microorganismos. Técnicas para la manipulación, modificación y transferencia de materiales genéticos (ingeniería genética) Aunque los cuatro grupos se complementan entre sí, existe una diferencia fundamental entre los tres primeros y el cuarto. Los primeros se basan en el conocimiento de las características y comportamientos de los microorganismos y en el uso deliberado de estas características para el logro de nuevos productos o procesos. La enorme potencialidad del último grupo se deriva de la capacidad de manipular las características estructurales y funcionales de los organismos y de aplicación práctica de esta capacidad para superar ciertos límites naturales en el desarrollo de nuevos productos o procesos. En la agricultura, la biotecnología se orienta a la superación de los factores limitantes de la producción agrícola a través de la obtención de variedades de plantas tolerantes a condiciones ambientales negativas (sequías, suelos ácidos), resistentes a enfermedades y pestes, que permitan aumentar el proceso fotosintético, la fijación de nitrógeno o la captación de elementos nutritivos. También se apunta al logro de plantas más productivas y/o más nutritivas, mediante la mejora de su contenido proteínico o aminoácido. Los alimentos transgénicos, aumentaron un 28%, ya son imparables en el Sur Pese a la inquietud generada por su posible impacto negativo sobre la salud humana y el medio ambiente, los alimentos genéticamente modificados van ganando terreno en los países en vías de desarrollo a un ritmo nunca antes imaginado debido a las agresivas campañas de comercialización de las principales multinacionales del sector. Conceptualmente, la manipulación genética consiste en el empleo de técnicas de laboratorio, mediante las cuales es posible sustituir los cromosomas en un ovocito, de forma de cambiar los genes de los cuales se conoce la influencia en los caracteres resultantes en el individuo que crecerá con su desarrollo embrionario, por otros que han de determinar en ese mismo individuo otros caracteres del mismo tipo pero de distintos rasgos. Puede decirse que el camino hacia la clonación transcurre por el área de la manipulación genética pero se vincula al desarrollo de técnicas cada vez más frecuentes y avanzadas, como la fecundación artificial o "in Vitro". Si bien la misma en realidad no es una manipulación genética, desarrolla y emplea una tecnología similar: consiste en introducir en un óvulo los cromosomas de un gameto masculino, para originar un cigoto susceptible de desarrollarse como embrión y dar origen a un nuevo ser, si se lo implanta en condiciones adecuadas para ello. En el caso de la clonación, no se utiliza para implantar en el óvulo los cromosomas de una célula embrionaria, sino los de una célula adulta, no se trata por lo tanto de un óvulo fecundado, sino de un "citoplasma enucleado"; es decir, de un óvulo al que se había retirado su núcleo propio. Al constituirse el ovocito como una célula completa, y lograrse reactivar su proceso de crecimiento dejado temporalmente en suspenso durante la inserción del nuevo núcleo, MODULO BOTANICA ECONOMICA 133 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” aquel se desarrolló como un huevo, originando un embrión que implantado adecuadamente dio nacimiento a un nuevo ser. Las potencialidades y los problemas biológicos, éticos y jurídicos que todo esto suscita, son sumamente significativos ya que como miembros de una sociedad debemos saber las implicancias, las consecuencias que tiene no solamente la existencia sino el uso de los conocimientos biológicos y sus aplicaciones biotecnológicas. El código genético Establecido que cada gen está formado por fragmentos de cadenas de ADN, queda sentada la conclusión de que existe un código de "instrucciones", que determinan la secuencia de los procesos vitales en que se transmite la herencia. Es sabido, asimismo, que los procesos vitales son controlados por las proteínas, cuya síntesis es gobernada por los genes mediante un complejo proceso químico. De esta manera, los genes controlan las formas y funciones de las células, tejidos y organismos. También se ha llegado a determinar que en una cadena de ADN, no todos los genes que la forman son activos; sino que existen algunos que se activan y dan lugar a la diferenciación de las funciones de los distintos tipos de tejidos. Al parecer, el factor que determina la activación de un gen, está contenido en la parte de la cadena que lo contiene; y su activación depende de la acción de determinados tipos de proteínas. Entre los caracteres humanos, algunos están más fuertemente influidos que otros por el componente hereditario. Por ejemplo, la altura tiene un fuerte componente hereditario (aunque también depende de factores nutricionales que inciden en el crecimiento de los huesos largos), mientras que el peso depende más de los hábitos alimenticios. Otros caracteres, como los grupos sanguíneos (por ejemplo el factor Rh negativo) y los elementos antígenos (los que causan la aceptación o el rechazo de órganos trasplantados), son netamente de origen hereditario. La clonación Puede decirse que el camino hacia la clonación transcurre por el área de la manipulación genética pero se vincula al desarrollo de técnicas cada vez más frecuentes y avanzadas, como la fecundación artificial o "in Vitro". Los clones existen espontáneamente en la Naturaleza, incluso en el género humano: son los gemelos, o mellizos homocigóticos. Dos individuos absolutamente idénticos, nacidos de la bipartición de un mismo óvulo fecundado. Sin embargo, que dos personas sean gemelos, genéticamente idénticos, no conduce a que sean absolutamente iguales en todos los aspectos. La clonación natural es muy corriente en los vegetales. Diversas especies se reproducen algunas de ellas únicamente y otras en forma secundaria - por el procedimiento de la llamada multiplicación vegetativa; o sea, mediante el desarrollo de un nuevo ser a partir de un trozo (un gajo) del anterior. Hay animales que pueden reproducirse por regeneración; caso de algunas lombrices que si son divididas en partes originan cada parte un nuevo individuo. Otros animales, si bien se reproducen por ovulación, sus huevos se subdividen siempre, antes de desarrollarse, como ocurre con el tatú. Existen dos procedimientos de clonación artificial. El primero de ellos, consiste en sustituir los cromosomas de un ovocito fecundado, contenido en el núcleo celular, mediante el cambio de ese núcleo completo, por el de otro MODULO BOTANICA ECONOMICA 134 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” ovocito fecundado; lo cual naturalmente dará lugar al nacimiento de un ser con los caracteres hereditarios correspondientes al núcleo incorporado. Esta técnica se realizó por primera vez, con una finalidad distinta a la clonación. En 1938, el embriólogo alemán Hans Spemann, la llevó a cabo para demostrar que cada una de las células primarias de un embrión inicial ya contiene toda la información genética necesaria para el desarrollo completo de un individuo. La segunda técnica, tiene la diferencia fundamental de que no utiliza para implantar en el óvulo los cromosomas de una célula embrionaria, sino los de una célula adulta. Los científicos estaban bastante convencidos de que las células adultas de seres muy evolucionados, como los mamíferos, ya no contenían en sus cromosomas la totalidad de la información genética originaria, pero ésa era una teoría que nunca había sido verificada; y resultó que no era correcta El gran salto que se logró con el nacimiento de la famosa oveja Dolly, consistió en que se logró sustituir el núcleo celular de un óvulo por el núcleo de una célula adulta cualquiera (en este caso, de la glándula mamaria) proveniente de otro individuo. Esta operación se llevó a cabo mediante un choque eléctrico y en condiciones ya anteriormente desarrolladas para habilitar el "trasplante" de núcleos celulares; como la sincronización de fase del citoplasma, la colocación del huevo en un estado de "suspensión" de su proceso de desarrollo, y la preservación de la pérdida de la envoltura nuclear en el momento de la fusión. Ese individuo, por lo tanto, tenía como única información genética la totalidad de la que estaba contenida en la célula que proveyó el núcleo que fuera implantado en el óvulo original; y, por lo mismo, todos sus caracteres hereditarios son idénticos a los del individuo de que provino aquel núcleo. Esta oveja se puede decir no tiene padre pero sí tres madres: la portadora del núcleo, la incubadora y la implantada. El camino iniciado por esta oveja abrió un prometedor panorama de aplicaciones así como también dio lugar a polémicas ya que las potencialidades y los problemas biológicos, éticos y jurídicos que todo esto suscita, son sumamente significativos. En primer lugar, significa que es posible crear artificialmente un nuevo ser, no solamente a partir del núcleo de una célula reproductiva de un individuo adulto; sino también de cualquier célula, que puede provenir de un individuo absolutamente joven (incluso un bebé), o de un individuo ya no existente cuya célula haya sido conservada mediante técnicas actualmente disponibles. Tal vez, incluso, llegue a ser posible extraer el ADN de tejidos muertos. En segundo lugar, aparece como posible - al menos teóricamente - seleccionar no ya la totalidad de un sino solamente algunos cromosomas; y así "componer" un grupo cromosómico, de tal manera que contenga la información hereditaria no solamente libre de tendencias patológicas, sino también eligiendo determinados caracteres físicos y psicológicos, por motivaciones estéticas, raciales u otras. Entre estas posibilidades, una de las más obvias sería elegir el sexo del nuevo ser. En tercer lugar, esta última posibilidad podría llegar al extremo de pretenderse que una determinada combinación de caracteres hereditarios, contenida en una "muestra" de cromosomas disponibles para ser injertados en ovocitos, constituya una creación patentable. La clonación da lugar a que surjan algunas cuestiones, tales como con qué derecho puede utilizarse la información genética para producir clones y qué derechos atribuye ello sobre el ser resultante. Y también, qué clase de relaciones serán susceptibles respecto de los ulteriores descendientes de los seres clonados o genéticamente manipulados o qué condiciones restrictivas han de aplicarse sobre su reproducción (por ejemplo, si fueran "patentados"). Lección 34 Qué es la Biotecnología MODULO BOTANICA ECONOMICA 135 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Cualquier técnica que utiliza organismos vivos para elaborar o modificar productos, para mejorar plantas o animales, o para desarrollar microorganismos con propósitos específicos. En los años 70 y 80 los descubrimientos científicos dieron origen a un proceso de 3 pasos en la Biotecnología moderna, fundamentados en la técnica de Ingeniería Genética, que permite realizar modificaciones puntuales y precisas del ADN: 1. Identificación y aislamiento de un gen de las cadenas de ADN del organismo donante mediante tijeras químicas (enzimas de restricción nuclear). 2. Transferencia del gen aislado al ADN del organismo receptor mediante ligasas de ADN que actúan como adhesivo. 3. El organismo receptor decodifica la información proveniente del nuevo gen, Produciendo entonces una nueva proteína que le permitirá adquirir una nueva propiedad (o rasgo). La Biotecnología actual permite que genes específicos sean introducidos en células vegetales receptoras. Esas células modificadas deberán multiplicarse hasta lograr plantas enteras, que luego se utilizan para cruzar con otras plantas de la misma especie y lograr variedades de excelencia que contengan el nuevo rasgo introducido. Las bacterias constituyen una fuente muy importante de rasgos beneficiosos que pueden usarse en la actualidad. La posibilidad de transferir genes entre especies usando técnicas tradicionales de apareamiento ha demostrado sus limitaciones. LECCION 35 Especies cultivadas Las distintas especies cultivadas pueden clasificarse en diversos tipos: Cereales: Son gramíneas de alto valor nutritivo que dan lugar a la elaboración de grandes cantidades y variedades de productos industriales. Los principales cereales son trigo, maíz, arroz, avena, cebada y centeno. Oleaginosas: Son especies que se utilizan principalmente para la elaboración de aceites de todo tipo. Las principales oleaginosas son girasol, olivo, lino y maní. Textiles: La materia prima obtenida se utiliza para la fabricación de hilos y telas. Las plantas textiles principales son algodón, cáñamo, lino y yute. Azucareras: La caña de azúcar y la remolacha se cultivan para obtener azúcar. A partir de ella se obtiene una gran variedad de productos industriales. Estimulantes: Son los cultivos de té, café, hierba mate, cacao y tabaco. Adriana María Ochoa O. Agencia AUPEC. 06-05-1998 *Hipertextos del área de Biología UNIVERSIDAD ANCIONAL DEL NORDESTE Embriología Vegetal MODULO BOTANICA ECONOMICA 136 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” La Embriología es la ciencia biológica que estudia el desarrollo prenatal de los organismos y trata de comprender y dominar las leyes que lo regulan y rigen. El interés en el estudio del desarrollo prenatal es grande, ello se debe a una curiosidad natural, por el hecho de que muchos fenómenos de la vida postnatal tienen su origen y explicación en la etapa de desarrollo prenatal y es importante conocerlos con el fin de lograr una mejor calidad de vida en el ser humano. La anatomía del desarrollo es el campo de la embriología que se ocupa de los cambios morfológicos que ocurren en las células, tejidos, órganos y cuerpo en su conjunto desde la célula germinal de cada progenitor hasta el adulto resultante, la fisiología del desarrollo por otro lado explica el funcionamiento del organismo en estas etapas, sin embargo el desarrollo humano es un proceso continuo que se inicia con la fecundación y termina con la muerte, aunque la mayoría de los procesos tienen lugar en etapa prenatal otros se extienden mas allá del nacimiento, ello ha llevado a que se conozca a la Embriología con estos horizontes ampliados como Biología del Desarrollo. http://www.sld.cu/sitios/embriologia/temas.php?idv=8044 CAPITULO 8 Tendencias del Aprovechamiento florístico, y sus opciones económicas Lección 36. Especies domesticadas de importancia económica. Las especies domesticadas (o cultivadas) representan una pequeña fracción de la biodiversidad de la Tierra, sin embargo, estos pocos organismos, plantas y animales proveen más del 90% de los alimentos para el ser humano, además de satisfacer otras necesidades. La domesticación es el proceso por medio del cual plantas, animales o microorganismos extraídos de su medio natural se adaptan a hábitat especiales creados por los humanos para ellos, con fines de reproducción.90 Pueden ser especies introducidas o nativas. Se habla de especies domésticas cuando éstas forman parte de la vida del ser humano, como la gallina, el perro y el gato. En plantas, el Estudio de Biodiversidad estima que se han domesticado unas 500 especies para fines alimenticios y ornamentales, entre las cuales se encuentran tanto introducidas como nativas. Algunos ejemplos son el café, el banano, la guayaba, el maíz y la guanábana. En el caso de bromelias, orquídeas, heliconias y palmas, que poseen algunas especies nativas de amplio uso ornamental, el proceso de domesticación está aún en etapas de desarrollo. Lo mismo sucede con algunas especies de plantas de uso medicinal y árboles de uso maderable como pochote (Bombacopsis quinata), jaúl (Alnus acuminata) y laurel (Cordia). Se están realizando esfuerzos a pequeña escala en plantaciones forestales para domesticar especies nativas como ron-ron (Astronium graveolens), pilón (Hieronima alchorneoides e Hieronima oblonga), botarrama (Vochysia ferruginea), chancho (Vochysia guatemalensis) y caoba (Swietenia macrophylla). MODULO BOTANICA ECONOMICA 137 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Domesticación de especies vegetales nativas utilizadas como medicamentos fitoterápicos El 25% de las prescripciones médicas en los países industrializados corresponde a plantas medicinales (Farnsworth y Morris, 1976; Akerete, 1984), mientras que en los países en desarrollo esta cifra llega al 80%. Las plantas medicinales son un verdadero arsenal terapéutico al ser utilizadas como materia prima para la producción de extractos, para el aislamiento de sustancias naturales puras o en extractos purificados y estandarizados que permiten una mejor caracterización analítica y presentan mejores requisitos de Calidad, Seguridad y Eficacia exigidos para cualquier medicamento moderno, sea natural o sintético (Sharapin, 2000). Uno de los factores de fundamental importancia en la industrialización de fármacos de origen vegetal es la Calidad de la materia prima. La composición química de una planta medicinal varía de acuerdo a la forma y tiempo de la colecta, a las condiciones climáticas, al suelo y a las distintas técnicas de cultivo. Cuando se trabaja con material colectado de fuente natural, se presentan grandes variabilidades en cuanto al tenor de principios activos, existen posibilidades de falsificaciones y mezclas, y destrucción innecesaria de plantas con el riesgo de ocasionar la extinción de muchas especies. La colecta de plantas nativas puede ser justificada cuando se trata de especies de domesticación difícil, crecimiento lento o reducida demanda en el mercado (Harnischfeger, 1977), en caso contrario se deben obtener mediante un cultivo racional. El establecimiento de un cultivo de plantas medicinales se recomienda cuando: - Hay pocas plantas nativas Las plantas nativas tienen una distribución muy espaciada - Las plantas se hallan en zonas inaccesibles (regiones montañosas y accidentadas, árboles muy altos, etc.) - Una especie o sus variedades tienen un tenor mayor de principios activos - Del cultivo resulta una mayor productividad del tenor de sus constituyentes por la introducción de buenas prácticas de agricultura, mejores condiciones de suelo y control de plagas - El cultivo hace más rápida la colecta Hay grandes demandas del mercado MODULO BOTANICA ECONOMICA 138 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L Planta de P. caerulea in vitro “ U N A D ” Plantas de P. caerulea obtenidas in vitro y cultivadas a campo Fuente revista agromensajes facultad de ciencias agrarias UNR Procesos de modernización en la agricultura. Hasta no hace muchos años cada agricultor tenía que producir, mejorar y guarda sus semillas, aspecto que contribuyó a aumentar la diversidad genética y dio como Resultado variedades bien adaptadas a condiciones específicas. Sin embargo con los procesos de modernización de la agricultura, la labor de conservación del recurso genético que estaba en manos de los agricultores se fue especializando, desarrollando estrategias de conservación, produccióny mejoramiento de especies cultivadas bajo modelos que pretenden conservar las especies fuera de su hábitat ("ex situ") y en lo que respecta a las especies domesticadas conservar fuera de sus centros de origen o de diversidad, tanto las especies como la variabilidad producida, durante el proceso evolutivo de domesticación, en condiciones ambientalmente controladas (Hidalgo, 1991). La estrategia de este tipo de conservación depende principalmente de la naturaleza del material a conservarse, el objetivo y el campo de acción de esta actividad. El método de conservación pretende evitar la pérdida de genes y maximizar la disponibilidad de los mismos. LECCON 37 METODOS DE CONSERVACIÓN. La conservación ex situ, de especies cultivadas se realiza en los bancos de germoplasma, los cuales se apoyan en métodos biotecnológicos y de ingeniería genética, entre otros. De acuerdo con Hidalgo, 1992, estos bancos pueden ser de cuatro tipos: Bancos de semillas: en donde se busca el almacenamiento de semillas por un máximo de tiempo con un mínimo de actividad fisiológica y de pérdida de capacidad de germinación. Bancos de polen: allí se guarda el polen de las especies que no sea posible su conservación en el campo. Bancos de clones: se realiza con especies que tienen limitaciones para la reproducción y conservación de las semillas y también aquellas que tienen principalmente reproducción vegetativa. Bancos de crecimiento. conservación in-vitro: se basa en el cultivo de tejidos y de yemas de MODULO BOTANICA ECONOMICA 139 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Los poseedores de los bancos de germoplasma son instituciones como los Centros Internacionales de Investigación (Grupo consultivo sobre Investigación Agrícola Internacional -CGIR), los sistemas gubernamentales de investigación agrícola nacionales e internacionales y las multinacionales biotecnológicas, de semillas y de agroquímicos. Principios básicos para la conservación ex situ 1. Conocimiento profundo de la biología de las especies a conservar. 2. Conocimiento y aplicación de técnicas adecuadas para representar la variabilidad genética de la especie. 3. Consecución de información, acerca del origen y de socioculturales en las que colectó el germoplasma. las condiciones ambientales y La difusión de las variedades "mejoradas" ha establecido patrones de consumo homogenizantes, que repercuten en la seguridad alimentaria Lección 38 Plantas silvestres promisorias Colombia a pesar del manejo inadecuado de recursos florísticos, sigue siendo un País con una gran riqueza, variabilidad y exuberancia en su flora; esto debido a las ventajas de ubicación geográfica, disponibilidad de los ecosistemas particulares y condiciones medioambientales diversas. Por consiguiente, el banco florístico de las cordilleras se origina por evolución y adaptación de la vegetación de las tierras bajas. En tal sentido se ha encontrado que las familias leguminosas, laureaceqa, mirtáceas, melastomatáceas, rubiáceas, rosáceas, bombacáceas, gutiferas, vacciniáceas, oganiaceas, brunileaceas, orquideaceas, ericaulaceas y lorantáceas, en sus diversas especies silvestres y de cultivo, muestren una continuidad desde el nivel del mar hasta el límite de los bosques en la cordillera. MODULO BOTANICA ECONOMICA 140 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Como alguna vez lo hizo José Celestino Mutis, en los campos de Colombia, junto con su equipo de la Expedición Botánica, el biólogo Phillip Silverstone-Sopkin, profesor de la Universidad del Valle, se dedica a recorrer, desde hace varios años, el territorio que ocupa esta Institución para estudiar su flora silvestre. Precisamente trabajaba en esto, junto con su ilustrador Jairo Larrahondo, en el lote en donde se construiría el Jardín Botánico de la Universidad, cuando reparó en un ejemplar de maleza que no era muy común, un arbusto no muy llamativo, con metro y medio de altura como máximo, flores amarillas y frutos en forma de linterna que se pueden separar en segmentos, cada uno con una semilla. Por la apariencia de los estambres, unidos alrededor del pistilo o parte femenina de la planta, el investigador Silverstone supo que este ejemplar pertenecería a la familia Malváceas, de la que también hace parte el algodón. Un experto en esta familia, el botánico argentino Antonio Krapovickas, fue el encargado de confirmar que se trataba de un ejemplar perteneciente a las Malváceas, pero que era una especie nueva para la ciencia. A la nueva especie se le bautizó con el nombre de Gaya mutisiana, en honor del científico chileno del siglo pasado, Claudio Gay, y a José Celestino Mutis. De acuerdo con el profesor Silverstone, esta maleza es muy restringida al Valle geográfico del río Cauca, pues hasta ahora no se ha encontrado en ninguna otra parte de Colombia o del mundo. La planta original que encontró el investigador se perdió definitivamente en los trabajos de construcción. Afortunadamente se encontraron tres ejemplares más en terrenos de la Universidad, sus semillas se recolectaron y entregaron al Jardín Botánico para asegurar su conservación. Las malezas no son tan malas Técnicamente una maleza es una planta que se encuentra justo donde el hombre no quiere que esté. Sin embargo, estas plantas silvestres le reportan al hombre un sinnúmero de beneficios; muchas de ellas tienen un gran valor medicinal como la Papunga que, según dicen, puede ser una cura para la diabetes o el Anamú, Petiveria alliacea, utilizada por los campesinos para tratar problemas de la piel, entre muchas otras. Otras malezas son comestibles, sirven como condimentos, son ornamentales o protegen el terreno de la erosión. Precisamente este tipo de plantas constituye buena parte de la gran riqueza florística de Colombia. Fue el mismo profesor Silverstone-Sopkin quien encontró, en 1987, también en predios de la Universidad del Valle, otra especie interesante de maleza. En esta ocasión se trató de una especie de Phyllanthus tenellus, no nueva para la ciencia pero que se constituye en el primer registro para Colombia de esta planta. Pero los aportes a la botánica del investigador no pararon allí. En 1987, el profesor, acompañado por el Técnico de Laboratorio de la Universidad del Valle, Néstor Paz, encontró, en el municipio de Zarzal, en el Departamento del Valle del Cauca, una especie nueva para la ciencia, perteneciente a la familia Amaryllidaceae, la Eucharis caucana. Hasta el momento esta especie sólo se ha encontrado en esta región del país y en el Departamento de Risaralda Riqueza desconocida Otra variedad hallada, aún más escasa, es el Plagiolirion horsmannii, perteneciente también a la familia de las Amaryllidaceae. El que se creía el último ejemplar de esta especie fue coleccionado en 1895, sin que se volviera a tener noticias de la planta, tanto así que en los listados internacionales estaba catalogada como extinta. MODULO BOTANICA ECONOMICA 141 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Campo, encontró un ejemplar, en estado silvestre, en los bosques de la región baja de Risaralda. La labor exploratoria del investigador ha llegado hasta la región del Chocó, más específicamente al Cerro del Torrá, donde él y el profesor de la Universidad del Valle, Jorge Ramos, han encontrado más de 30 especies de plantas nuevas para la ciencia. Según el científico, es más difícil encontrar especies nuevas en el, pues se ha acabado con la flora original. Un caso que ilustra esta situación es el del árbol silvestre llamado "Cuasio", el cual tiene una corteza muy amarga que, según dicen los campesinos, sirve para problemas hepáticos y digestivos. Los estudios realizados sobre este árbol no lograron identificar a que familia pertenecía. Lección 39 Plantas indicadoras. Nuestra población rural ha recibido de sus antepasados una herencia cultural amplia, la cual utiliza y enseña a sus descendientes, es así como ellos conocen especies de plantas en su unidad ecológica, que deacuerdo con el comportamiento que estas presentan, por ejemplo plegamiento de las hojas o de las flores, ya saben que condiciones meteorológicos tendrán; si va ha llover o permanece nublado y si es momento conveniente para siembra o no o como va ha influir en la floración, fructificación. Otro dictamen puede ser seguir a partir de la observación y análisis de las plantas ya establecidas son las características de los suelos (disponibilidad de nutrientes, estrés del suelo etc), según el recuento de las plantas encontradas en una área determinada, las anomalías que presentan sus órganos, el tamaño, color y comparación con esas características en condiciones normales. COMO ELEGIR LAS ESPECIES INDICADORAS La correspondencia observada entre el medio ambiente y la distribución de especies de plantas no significa que todas las especies responden en una manera igual a los cambios ambientales. Algunas especies son muy generalistas, mientras que otras son especializadas en crecer solamente en ciertas condiciones bien definidas, y muchas especies son intermedias (no muy generalistas ni muy especialistas). Lo ideal sería elegir las especies más especialistas como indicadoras de sus condiciones ambientales preferidos, pero el problema es que todavía no se conoce lo suficiente sobre la ecología de las especies para saber cuales son las indicadoras mejores. Hasta que el conocimiento ecol6gico general de las especies se incrementa, hay que elegir un grupo de plantas indicadoras de alguna u otra manera. Proponemos que se consideren siete características importantes para que un grupo de especies de plantas sirvan como indicadoras: (1) deben de ser plantas de un tamaño conveniente que permita su fácil observación y colección; (2) deben ser fáciles a reconocer en el bosque, para evitar perder tiempo colectando plantas que no pertenecen al grupo indicador; (3) deben de tener suficientes especies para poder presentar una variación grande de adaptaciones ecológicas; (4) no deben de tener demasiadas especies para que una persona pueda aprender a conocerlas en MODULO BOTANICA ECONOMICA 142 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” el campo; (5) deben de ser relativamente bien conocidas taxonómicamente para que la identificación no sea demasiado difícil; (6) deben de ser suficientemente comunes en los bosques de diferentes tipos para que uno siempre los encuentre; y (7) no deben de ser muy utilizadas por los seres humanos, porque eso podría alterar sus patrones de distribución natural. Si uno elige un grupo de indicadoras que cumple con estos requisitos, es relativamente simple estudiar el grupo en detalle, para aprender las preferencias ecológicas de las especies miembros del grupo. Durante tal estudio inicial, es necesario hacer observaciones detalladas de las condiciones ambientales, como muestreo y análisis físico-químico de los suelos. A base de estos resultados, se puede ver cuales son las especies generalistas con poco valor indicativo, y cuales son las especies especialistas útiles como indicadoras de las diferentes condiciones ambientales. Una vez resuelta las relaciones entre las diferentes especies y las diferentes condiciones ambientales, las observaciones detalladas ya no son necesarias. Después de esto, uno puede hacer evaluaciones de terrenos amplios relativamente rápido. Según nuestros estudios, las pteridófitas (helechos y plantas afines) y la familia Melastomataceae son grupos de plantas que cumplen todos los siete requisitos de buenos indicadores (Figuras 13.1 y 13.2). Son mayormente hierbas o arbustos, son fáciles de conocer hasta su grupo, tienen mas o menos 300 especies cada uno en la Amazonía peruana (comparado con más de siete mil especies en total, Brako & Zarucchi 1993), son representados en todos los tipos de bosque que se conocen en el área, la situación taxonómica es mejor que con la mayoría de las plantas amazónicas, y tienen pocas especies utilizadas por la gente. Además, los estudios ecológicos han demostrado que ambos grupos tienen varias especies con requisitos ecológicos suficientemente exactos para poder servir como indicadoras de ciertas condiciones edáficas (Young & León 1989, van der Werff 1990, 1992, Ruokolainen et al. 1994, 1997, Tuomisto & Ruokolainen 1994, Tuomisto et al. 1995, Tuomisto & Poulsen 1996, Capítulo 7). A base de estos estudios, presentamos en la Tabla 13.1 un listado de algunas especies con preferencias en relación al drenaje, la textura o el contenido de nutrientes en el suelo. MODULO BOTANICA ECONOMICA 143 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Ejemplos de especies de helechos que pueden utilizarse como indicadoras de características diferentes de suelo. A. Adiantum tomentosum, especie de suelos limosos pobres. B. Adiantum pulverulentum, especie de suelos arcillosos relativamente ricos. C. Cyclodium meniscioides, especie de suelos mal drenados y de suelos arenosos y pobres. D. Polybotrya crassirhizoma, especie de suelos arcillosos relativamente ricos. (Fotos: Tuomisto) RECOMENDACIONES PARA LA APLICACIÓN DE ESPECIES INDICADORAS Cuando el propósito es conseguir lo más rápidamente posible una idea de las características edáficas y tipos de bosque dentro de un área definida de estudio, la manera más eficaz es hacer inventarios de sólo tales especies de las pteridófitas y Melastomatáceas que se conocen como especialistas ecológicas. En tales inventarios, no se registran las especies generalistas, porque eso aumentaría la cantidad de trabajo necesario en cada punto de observación. El seguimiento de este modelo será posible, si se continúa trabajando con los estudios ecológicos de las especies en los dos grupos de plantas para definir más exactamente cual es la combinación de especies indicadoras que da máxima información. Las pteridófitas y Melastomatáceas juntas tienen aproximadamente 600 especies en la Amazonía peruana, y puede ser que no sean necesarios más que unas 100-200 especies indicadoras bien elegidas para conseguir la suficiente información para el mapeo de las condiciones edáficas. MODULO BOTANICA ECONOMICA 144 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Ejemplos de especies de Melastomatáceas que pueden utilizarse como indicadoras de características diferentes de suelo. A. Miconia barbinervis, especie de suelos limosos pobres. B. Miconia grandifolia, especie de suelos arcillosos relativamente ricos. C. Clidemia epiphytica, especie de suelos arcillosos o limosos de fertilidad variable. D. Clidemia heterophylla, especie de suelos arcillosos relativamente ricos. (Fotos: Tuomisto) Fuente USO DE ESPECIES INDICADORAS PARA DETERMINAR CARACTERÍSTICAS DEL BOSQUE Y DE LA TIERRA Hanna Tuomisto y Kalle Ruoko1a¡nen LECCION 40 Registros florísticos en control biológico . CONTROL BIOLÓGICO. El control biológico se define como una actividad en la que se manipulan una serie de enemigos naturales, también llamados depredadores, con el objetivo de reducir o incluso llegar a combatir por completo a parásitos que afecten a una plantación determinada. Se pretende controlar las plagas a través de enemigos naturales, es decir, otros insectos que son depredadores de la plaga y son inofensivos a la plantación. El método de control biológico puede ser muy eficaz. Hay que considerar algunos puntos en la utilización de enemigos naturales en la plantación: 1. Se debe identificar bien el parásito que afecta al cultivo. 2. Identificación del enemigo natural. 3. Estimación de la población del parásito. 4. Estimación de la población del enemigo natural. MODULO BOTANICA ECONOMICA 145 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” 5. Comprar correctamente a los enemigos naturales. 6. Supervisar correctamente la eficacia de estos enemigos. Para la identificación del parásito puede realizarse un pequeño muestreo de estas especies y mandarlo a un laboratorio entomológico, si no se tiene perfectamente identificado por métodos directos. Si la población de parásito es demasiado alta, los enemigos naturales no actúan con tanta rapidez que si fuese una población baja. Una vez producida una plaga en la cosecha, se introduce el enemigo natural para que impida el desarrollo de la población del parásito y no produzca elevados daños. VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL CONTROL BIOLÓGICO. . VENTAJAS DEL CONTROL BIOLÓGICO. La incorporación del control biológico, es un medio de lucha integrada respetando el medio ambiente, debido a que no se emplean insecticidas, lo que da más seguridad, evitar estos productos tóxicos para la salud humana. El método de control biológico impide las poblaciones de parásitos en las plantaciones agrícolas y por consiguiente la pérdida de altos niveles de producción El uso de productos biológicos ya vienen ajustados al tipo de parásito y llegan a matar una amplia gama de insectos y no producen daño a los insectos benignos. INCONVENIENTES DEL CONTROL BIOLÓGICO. El control biológico requiere mucha paciencia y entretenimiento y un mayor estudio biológico. Muchos enemigos naturales son susceptibles a pesticidas por lo que su manejo debe de ser cuidadoso. Los resultados del control biológico a veces no son tan rápido como se espera, ya que los MODULO BOTANICA ECONOMICA 146 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” enemigos naturales atacan a unos tipos específicos de insecto, contrario a los insecticidas que matan una amplia gama de insectos. MANEJO DE LOS ENEMIGOS NATURALES Los enemigos naturales son insectos, ácaros diminutos, por lo cual su manejo es muy delicado. Deben ser guardados en condiciones relativamente frescas, con una temperatura ambiente y luz solar directa. Durante el transporte de estos depredadores, se les suministra unas cantidades de alimentos para mantenerles. En cuanto a la cantidad de enemigos naturales que debe de liberarse, se hace en función de la cantidad de plantas infectadas. Dependiendo de las condiciones meteorológicas así se va a ver influenciada la acción de estos enemigos naturales. Después de su liberación si la temperatura es alta durante el medio del día su actividad es más eficaz llegando a despejar la zona de parásitos donde han sido liberados, pero si la temperatura tiende a subir más de la adecuada pueden incluso llegar a morir. También puede afectar a la supervivencia las lluvias. Por ello, se debe tener mucho en cuenta las condiciones climáticas a la hora de liberar estos enemigos naturales. Unas condiciones óptimas se ven influenciadas por la incidencia de luz, dependiendo de esta los enemigos naturales serán más o menos activos. Estos depredadores tienen más actividad cuando existe una cantidad masiva de parásitos en la zona a tratar, anima a los primeros a multiplicarse con más rapidez y a permanecer más tiempo en el área de liberación. Las plantas con presencia de sustancias con látex o néctar es otra de sus preferencias para prolongar su tiempo de liberación. Mecanismos mediante los cuales los antagonistas ejercen su acción. No es fácil determinar con precisión los mecanismos que intervienen en las interacciones entre los antagonistas y los patógenos sobre la planta o en las heridas. En general los antagonistas no tienen un único modo de acción y la multiplicidad de modos de acción es una característica a seleccionar en un antagonista. Se han descrito varios mecanismos de acción de los antagonistas para controlar el desarrollo de patógenos sobre fruta. Ellos son: antibiosis, competencia por espacio o por nutrientes, interacciones directas con el patógeno (micoparasitismo, lisis enzimático), e inducción de resistencia (Cook and Baker 1983). Antibiosis Se refiere a la producción por parte de un microorganismo de sustancias tóxicas para otros microorganismos, las cuales actúan en bajas concentraciones (menores a 10 ppm.). La antibiosis es el mecanismo de antagonismo entre microorganismos más estudiado. Competencia MODULO BOTANICA ECONOMICA 147 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Se puede definir competencia como el desigual comportamiento de dos o más organismos ante un mismo requerimiento, siempre y cuando la utilización del mismo por uno de los organismos reduzca la cantidad disponible para los demás. Un factor esencial para que exista competencia es que haya "escasez" de un elemento, si hay exceso no hay competencia. La competencia más común es por nutrientes, oxígeno o espacio. Interacción directa con el patógeno Existen dos tipos de interacciones directas entre los antagonistas y los patógenos. Ellas son el parasitismo y la predación. Parasitismo El término parasitismo se refiere al hecho de que un microorganismo parasite a otro. Puede ser definido como una simbiosis antagónica entre organismos. El parasitismo consiste en la utilización del patógeno como alimento por su antagonista. Generalmente se ven implicadas enzimas extracelulares tales como quitinasas, celulasas, b-1-3-glucanasas y proteasas que lisan o digieren las paredes de los hongos. (Melgarejo 1989, Ulhoa 1996). Prelación En el caso de la predación el antagonista se alimenta de materia orgánica entre la cual ocasionalmente se encuentra el patógeno. No ha sido un mecanismo de acción muy importante en el desarrollo de agentes de biocontrol. Los reportes más conocidos citan la presencia de amebas en suelos supresores de enfermedades las cuales se alimentan de las hifas (cuerpos) de hongos patógenos entre otras fuentes de alimento (Campbell 1989). Inducción de resistencia Las plantas como otros seres vivos del planeta han pasado por un proceso evolutivo desde su aparición sobre la tierra lo que les llevó a desarrollar mecanismos de defensa muy poderosos contra sus invasores. De esta forma se acostumbra a postular que la resistencia es la regla mientras que la susceptibilidad es la excepción. Si elegimos una planta cualquiera y comparamos el inmenso número de microorganismos que existe en su entorno sobre la tierra con el limitado número de microorganismos patógenos de ella debemos concluir que esto es así. Las plantas presentan entonces mecanismos bioquímicos y físicos o estructurales de resistencia. Todos ellos gobernados genéticamente. Se puede inducir resistencia en productos cosechados mediante el uso de diferentes inductores como bajas dosis de luz ultravioleta, compuestos naturales de las plantas como quitosano (producto de la deacetilación de la quitina), y también mediante el uso de microorganismos antagonistas. Clases de control. Cultivos trampa Plantas repelentes y/o incompatibles Plantas acompañantes o compatibles MODULO BOTANICA ECONOMICA 148 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” AUTOEVALUACIÓN Una vez realizado el estudio del capitulo de forma individual y aclarado dudas en el gran grupo, confirme su aprendizaje realizando la siguiente practica en la localidad a que pertenece. 1. realizar un inventarió de las plantas domesticadas de importancia en la región. 2. clasifique según el uso y utilice el nombre vulgar y científico. Construya un álbum fotográfico de las especies, realice observaciones de las especies. 3. Evalué la diversidad florística silvestre de lA región. 4. Indague en la comunidad cuáles son las posibles plantas indicadoras que ellos han observado, y a las que recurren para dar pronósticos de tiempo, suelo, nómbrelas, y dibújelas con observaciones correspondientes. 5. defina en forma corta y con claridad los siguientes términos: fenotipo, homocigoto, variación mendeliana, mutación, hibridación, hibridación ínter especifica, segregación genética, material genético, clon, órgano génesis, órgano génico, vigor excepcional, poliploidia, genoma, fitomejoramiento, cultivo transgenico, cultivo invitro. CAPITULO 9 Transgénicos, algunas opciones económicas VIDEO http://videosyoutube.cc/video/alimentos-transgenicos-1_5UAHoW-vHmI LECCION 41 DEFINICION DE TRANSGENICOS Un transgénico (Organismo Modificado Genéticamente, OMG) es un organismo vivo que ha sido creado artificialmente manipulando sus genes. Las técnicas de ingeniería genética consisten en aislar segmentos del ADN (el material genético) de un ser vivo (virus, bacteria, vegetal, animal e incluso humano) para introducirlos en el material hereditario de otro. Por ejemplo, el maíz transgénico que se cultiva en España lleva genes de bacteria que le permiten producir una sustancia insecticida. La diferencia fundamental con las técnicas tradicionales de mejora genética es que permiten franquear las barreras entre especies para crear seres vivos que no existían en la naturaleza. Se trata de un experimento a gran escala basado en un modelo científico que está en entredicho. MODULO BOTANICA ECONOMICA 149 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Efectosde los transgénicospara laagricultura Aparición de resistencias que obligan a utilizar pesticidas cada vez más fuertes Los organismos atacados por las toxinas de las plantas Bt se vuelven resistentes a esta toxina. Las plantas Bt segregan una forma activa de la toxina Bt en todo su ciclo vital; esto hace que la toxina pierda su eficacia y aparezcan plagas resistentes. Además inutiliza un insecticida fundamental en agricultura ecológica: los agricultores ecológicos utilizan un aerosol natural bacteriano que vive relativamente poco (se degrada rápidamente con la luz) y SÓLO SE ACTIVA en los sistemas digestivos alcalinos de ciertos gusanos y orugas. El gen de tolerancia a un herbicida puede transferirse a otras plantas (por ejemplo, a las mal llamadas "malas hierbas"), que de este modo se hacen también tolerantes. Idénticamente, los rebrotes o las plantas que nacen de semillas de los cultivos transgénicos de años anteriores se hacen tolerantes a los herbicidas. Contaminación de otros cultivos Los cultivos transgénicos pueden transferir su modificación genética a los cultivos convencionales o a los ecológicos. De hecho, se han dado en España gran cantidad de casos de contaminación; a varios agricultores y ganaderos ecológicos se les ha retirado la certificación porque el organismo de control de la agricultura ecológica encontró que sus cosechas estaban contaminadas. En la agricultura y la ganadería ecológica no está permitido el uso de transgénicos. Estos casos, que ocurren cada vez con mayor frecuencia, son la evidencia de que la agricultura biotecnológica y la agricultura libre de transgénicos no pueden coexistir. Pueden hacer disminuir la producción No se ha constatado que los cultivos transgénicos tengan mejores rendimientos. En varios casos se han verificado pérdidas de hasta un 7% del rendimiento en soja transgénica en los EEUU. En España, un grupo de investigadores ha demostrado que los maíces transgénicos producen menos que las variedades equivalentes no transgénicas (ver informe "Al grano: impacto del maíz transgénico en España"). Dependencia de los agricultores hacia unas pocas multinacionales Sólo un puñado de empresas (el 90% de los transgénicos están en manos de Monsanto) controlan el mercado de estas semillas y de los productos químicos asociados. Estas multinacionales han patentado sus semillas. Son las llamadas biopatentes. Han decidido ponerle precio a la vida, cuando la riqueza de la biodiversidad siempre ha sido un patrimonio de los pueblos y nunca ha tenido propietarios que pudieran cobrar a un campesino por utilizar la simiente de sus propias cosechas. La semilla, además de ser un insumo clave para los productores es la base de la soberanía alimentaria: las semillas no pueden pertenecer a unos pocos en detrimento de la inmensa mayoría. MODULO BOTANICA ECONOMICA 150 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Los consumidores los rechazan y, consecuentemente, la industria alimentaria también. Esto hace que los agricultores que los cultiven asuman más riesgos económicos que los que cosechan cultivos aceptados Efectosde los transgénicospara la salud Los riesgos sanitarios a largo plazo de los OMG presentes en nuestra alimentación o en la de los animales cuyos productos consumimos no se están evaluando correctamente y su alcance sigue siendo desconocido. Nuevas alergias, aparición de nuevos tóxicos y efectos inesperados son algunos de los riesgos. Estos cultivos se han aprobado basándose en la ?equivalencia sustancial?, es decir la comparación de un OMG con un equivalente no modificado genéticamente; si no se detecta una diferencia significativa el OMG se declara seguro. Este concepto es muy criticado por gran parte de la comunidad científica. La ingeniería genética puede afectar la seguridad de los alimentos fundamentalmente de dos maneras: la alteración o inestabilidad de los genes puede hacer que las plantas produzcan nuevas toxinas; las proteínas que produce el gen extraño puede ocasionar alergias o toxicidad. Hasta el momento se ha constatado los siguientes efectos sobre la salud: Aparición de nuevas alergias por introducción de nuevas proteínas en los alimentos. En EE.UU., en el conocido caso del "Maíz Starlink" (2000) se encontraron en la cadena alimentaria trazas de un maíz transgénico no autorizado para consumo humano que provocó graves problemas de reacciones alérgicas. Aparición de resistencias a antibióticos en bacterias patógenas para el hombre (en algunos OMG se utilizan genes antibióticos como marcadores). Es decir, algunos transgénicos pueden transferir a las bacterias la resistencia a determinados antibióticos que se utilizan para luchar contra enfermedades tanto humanas como animales (por ejemplo, a la amoxicilina). La Asociación de Médicos Británica ha recomendado prohibir el uso de estos genes marcadores. Aparición de nuevos tóxicos en los alimentos (debido a los cultivos Bt o a las proteínas que se utilizan como marcadores en los OMG). Incremento de la contaminación en los alimentos por un mayor uso de productos químicos en la agricultura. LECCION 42 Obtención de transgénicos MODULO BOTANICA ECONOMICA 151 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” La tecnología de transformación de plantas se ha convertido en una plataforma excelente para conseguir la mejora de cultivos así como para llevar a cabo el estudio de la función de los genes en las plantas. Este éxito representa la culminación de muchos años de esfuerzos en mejorar las técnicas de cultivo de tejidos, las técnicas de transformación y la ingeniería genética. Los cultivos modificados genéticamente se han creado con los siguientes fines: Aumentar la productividad de los cultivos mediante resistencia a plagas, enfermedades, herbicidas, sequías, suelos de elevada salinidad, etc. Incrementar la calidad del producto mediante la mejora de su aspecto, de su contenido nutricional o retrasando la maduración de los frutos para conseguir dilatar el tiempo de almacenamiento Regeneración de suelos contaminados por metales pesados con plantas transgénicas tolerantes a concentraciones elevadas de estos elementos. Producción de medicamentos. Se ha investigado la producción de anticuerpos monoclonales, vacunas y otras proteínas terapéuticas en plantas transgénicas de maíz y soja. La obtención de plantas transgénicas es posible gracias a una característica propia de los vegetales: la totipotencia, según la cual cualquier célula de un vegetal tiene el potencial de regenerar una planta completa. En 1956, se descubrieron las hormonas vegetales, las citoquininas, lo que permitió desarrollar el cultivo de tejidos vegetales in vitro. Las células vegetales se pueden cultivar en un medio artificial y en condiciones estériles (para evitar infecciones de patógenos) que aporte los nutrientes necesarios para las divisiones celulares y la proliferación vegetativa. Existen tres aproximaciones para regenerar plantas completas in vitro: El cultivo de embriones: Aislamiento de embriones zigóticos propiciando su crecimiento como planta en un medio artificial La embriogénesis somática o asexual: Generación de embriones a partir de tejidos somáticos, como microesporas o hojas La organogénesis: Generación de órganos como tallos o raices a partir de diversos tejidos Dado que la manipulación genética requerida para introducir los transgenes actúa a nivel celular, es necesario desarrollar una tecnología de cultivo de tejidos in vitro adecuada para cada especie vegetal. De este modo, las células inicialmente transformadas regenerarán, mediante propagación vegetativa, una planta completa donde todas las células contendrán el transgen. Precisamente este paso es el factor limitante en la obtención de plantas transgénicas de determinadas especies. Sistemas de transformación de plantas Hoy en día existen tres técnicas que permiten obtener plantas transgénicas: Transformación de protoplastos Transformación biolística (o bombardeo de microproyectiles) Transformación mediante Agrobacterium El uso de cada técnica viene condicionado por el tipo de planta, ya que no siempre se han conseguido éxitos con los tres sistemas. Cada técnica se ha desarrollado MODULO BOTANICA ECONOMICA 152 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” con sistemas modelo, es decir con especies de plantas en las que las condiciones de manipulación y regeneración están bien establecidas, y para cada nueva especie es necesario establecer empíricamente las condiciones más efectivas y el mejor método de transformación. Transformación de protoplastos Se denominan protoplastos a las células vegetales desprovistas de pared celular. Su obtención se lleva a cabo mediante procesos mecánicos y enzimáticos de eliminación de la pared celular. Por ejemplo, se pueden obtener protoplastos de tabaco o petunia a partir de hojas, mediante la retirada de la epidermis y el tratamiento con celulasas y pectinasas (enzimas que digieren los componentes de la pared celular vegetal) en medio isotónico, para evitar su rotura (al carecer de pared no son capaces de soportar cambios osmóticos). Mediante este proceso se obtiene una suspensión con millones de células individuales susceptibles de ser transformadas. Los protoplastos se mantienen en un medio de cultivo y se adiciona el gen que se ha de transferir. Para conseguir la penetración del transgen es necesaria la permeabilización de la membrana, que se lleva a cabo mediante distintos procesos: Electroporación: Consiste en aplicar al protoplasto descargas eléctricas de manera que la membrana se despolariza y se crean diminutos poros por los que puede penetrar el ADN Tratamiento con polietilenglicol para desestabilizar la membrana celular Fusión con la membrana de liposomas que contengan el ADN a transferir Una vez incorporado el DNA, se requiere cultivar los protoplastos para permitir su división, y en las condiciones que permitan conseguir la regeneración de la planta que ha incorporado el transgen. Transformación biolística Se denomina biolística o bio-balística a la introducción de DNA en células mediante la aceleración (disparo) de proyectiles de muy pequeño tamaño (microproyectiles). Generalmente los microproyectiles tienen alredededor de una micra (10 -6 m) de diámetro, y son de un material inerte (oro o tungsteno). Los microproyectiles se pueden recubrir de DNA, y se pueden acelerar mediante pólvora, una descarga eléctrica, o utilizando gases a presión (por ejemplo helio comprimido). De esta forma se puede introducir DNA en prácticamente cualquier tejido de cualquier especie vegetal. No obstante, el proceso tiene una desventaja, la falta de control sobre la integración del gen en el genoma de la planta. Puede suceder que el transgen se rompa durante el proceso y por tanto se integren fragmentos del ADN de partida, o que se integren demasiados transgenes y por tanto la planta reaccione silenciandolo, es decir, impidiendo que el gen se exprese. Transformación con Agrobacterium El co-cultivo de células o tejidos con Agrobacterium tumefaciens es el procedimiento más utilizado para transformar plantas dicotiledóneas. Hasta hace muy poco no era MODULO BOTANICA ECONOMICA 153 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” posible emplearlo en monocotiledóneas, grupo que abarca a las gramíneas, muy importantes en la nutrición humana, pero ya se ha conseguido con arroz y maíz. Las bacterias del género Agrobacterium son patógenos de plantas capaces de inducir una malformación llamada tumor de agalla. Penetran en los espacios intercelulares a traves de pequeñas heridas presentes en la planta, atraída por sustancias que la planta excreta en sus zonas abiertas. La formación del tumor tiene lugar por la transferencia a los nucleos de las células infectadas de un segmento de ADN presente en un plásmido del Agrobacterium, el T-DNA. De esta forma, la bacteria establece con la planta una especie de "colonización genética", obligándola a fabricar una sustancia de la que sólo se puede nutrir el Agrobacterium y que es segregada en el tumor. El estudio del plásmido mencionado, permitió observar la existencia de genes de virulencia y de genes inductores de tumores. Estos últimos están flanqueados por unas secuencias de nucleotidos características en el borde izquierdo y derecho. Mediante manipulación genética se consiguió obtener cepas de Agrobacterium sin genes tumorales pero manteniendo los bordes izquierdo y derecho. De esta forma, cualquier gen integrado dentro de estos bordes será transferido a las células de la planta. Una vez introducido el transgen en el Agrobacterium, es necesario proceder a cocultivar las células de la planta con la bacteria. Para ello se emplean tejidos vegetales que deben ser heridos con el fin de activar los genes de virulencia bacterianos y así inducir la introducción del transgén. Los tejidos vegetales empleados pueden ser de hoja, de cotiledones, fragmentos de tallo o incluso semillas en germinación. Este sistema es más fiable que otros ya que la transformación es más estable y sólo se introduce una copia del transgen Selección de transformantes Todos los sistemas de transformación desarrollados hasta el momento requieren seleccionar aquellas plantas que contengan el transgén introducido, eliminando el resto. El sistema más sencillo es incorporar al transgen otro gen con resistencia a un antibiótico o a un herbicida, de forma que, al realizar el cultivo in vitro en presencia del agente de selección (antibiótico o herbicida), se garantiza que únicamente sobrevivirán aquellas que hayan sido transformadas. Este método de selección ha provocado el rechazo por parte de ciertos sectores de la opinión con el argumento de que su uso haría proliferar la presencia en la Naturaleza de genes de resistencia a antibióticos o herbicidas. Para evitar esta crítica en los últimos años se han desarrollado técnicas de selección que no necesitan del uso de estos genes de resistencia. Por ejemplo se han utilizado genes que confieren a los tejidos transformados la capacidad de utilizar como nutrientes fuentes de carbono diferentes a las habituales. De esta forma, si en el medio de cultivo se incluye únicamente la fuente de carbono selectiva, sólo prosperarán aquellas células que contengan el transgen. Ejemplos de plantas transgénicas Las plantas transgénicas tienen en potencia múltiples aplicaciones y muchas de ellas ya están implantadas en cultivos agrícolas. Por ejemplo, los cultivos de maiz, MODULO BOTANICA ECONOMICA 154 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” soja y algodón transgénico resistentes a insectos ocupaban 50 millones de hectáreas en el 2001 (datos de la FAO) Algunos de los ejemplos más importantes son: Resistencia a herbicidas La resistencia a herbicidas se basa en la transferencia de genes de resistencia presentes en bacterias y algunas especies vegetales como la petunia. Así se ha conseguido que plantas como la soja sean resistentes al glifosato, a glufosinato en la colza y bromoxinil en algodón. La resistencia a herbicidas de estos cultivos simplifica el control de las malas hierbas para el agricultor sin perjudicar a las plantas. Resistencia a plagas y enfermedades Hace varios años que se descubrió en la bacteria Bacillus thurigiensis la presencia de una proteina que resultaba tóxica para muchos insectos, pero no para otros organismos. La introducción del gen que codifica esta proteína en algunos cultivos aporta una serie de ventajas muy importantes para el agricultor, consumidores y medio ambiente. Se reduce el consumo de insecticidas para el control de plagas, se disminuye el empleo de envases dificilmente degradables, y se aumentan las poblaciones de insectos beneficiosos. Los casos más avanzados de plantas resistentes a enfermedades son los de resistencias a virus en tabaco, patata, tomate, pimiento, calabacín, soja, papaya, alfalfa y albaricoquero. Existen ensayos avanzados en campo para el control del virus del enrollado de la hoja de la patata, mosaicos de la soja, etc. Mejora de las propiedades nutritivas y organolépticas El conocimiento del metabolismo de las plantas permite mejorar e introducir mejoras en sus características, como por ejemplo en el tomate se ha logrado mejorar la textura y la consistencia impidiendo el proceso de maduración, al incorporar un gen que inhibe la formación de pectinasa, enzima que se activa en el curso del envejecimiento del fruto y que produce una degradación de la pared celular y la pérdida de la consistencia del fruto. También se han desarrollado plantas transgénicas en las que sus propiedades alimenticias están mejoradas, como el arroz dorado de Potrikus, que aumenta la producción de precursores de vitamina A, o las patatas transgénicas creadas por científicos hindúes, con genes que la hacen más rica en aminoácidos esenciales Resistencia a estrés ambiental La productividad de muchos cultivos se ve comprometida por gran variedad de presiones ambientales, como sequía, heladas, etc. A menudo la resistencia a las condiciones adversa suele venir determinada por varios genes, siendo pues dificil de conseguir, por el momento, mediante la biotecnología. Un ejemplo de mejora de la resistencia de la planta a una condición adversa como son las heladas se ha llevado a cabo mediante las bacterias Pseudomonas syringae y Erwinia herbicola, cuyos hábitat naturales son las plantas. Estas bacterias son en gran parte responsables de los daños de las heladas y el frío en muchos vegetales, al facilitar la producción de cristales de hielo con una proteína que actúa como núcleo de cristalización. La separación del gen implicado permite obtener colonias de estas bacterias que, una vez inoculadas en grandes cantidades en la planta, le confieren una mayor resistencia a las bajas temperaturas. LECCION 43 MODULO BOTANICA ECONOMICA 155 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” UTLIZACION DE TRANSGENICOS. En los noventa, una nueva revolución tecnológica llegó a la agricultura a través de la utilización de semillas transgénicas u Organismos Genéticamente Modificados (OGMs), como se los denomina en la jerga técnica. En los últimos seis años el área cultivada con OGMs en el mundo se multiplicó 30 veces, pasando de 2 a 60 millones de hectáreas. EEUU, con 30 millones de hectáreas ocupa el primer lugar, seguido por Argentina con 14 millones de has. Entre ambos se reparten las tres cuartas partes del área sembrada con transgénicos a escala mundial. La principal ventaja de las semillas transgénicas se relaciona con la tolerancia que desarrolla la planta frente a herbicidas o insectos. Esto facilita y abarata las labores, ya que en lugar de recurrir a múltiples y variados "remedios" para combatir malezas y otros elementos dañinos de los cultivos se aplica un herbicida de amplio espectro, como el glifosato, que "mata todo menos la planta con antídoto". Por otro lado, Argentina es líder mundial en siembra directa, una tecnología que se complementa con los transgénicos y que esta desplazando la tradicional arada, reduciendo el desgaste de los suelos. El peligro de los transgénicos y de la biología sintética El informe dirige especialmente sus críticas hacia ArborGen, uno de los líderes mundiales en la investigación de plantas forestales y en concreto de árboles destinados a la fabricación de biocombustibles. Según Grupo ETC, ArborGen se dedicó en 2007 a adquirir viveros de importantes compañías (International Paper, MeadWestvaco y Rubicán) de Estados Unidos, Nueva Zelandia y Australia, con la intención de ampliar su investigación y desarrollo para producción de combustibles. “Los transgénicos se sitúan como una pieza fundamental del desarrollo de la segunda generación de agrocombustibles, pero también la llamada biología sintética”, adelanta Silvia Ribeiro. “La biología sintética -continúa- se propone construir partes y sistemas biológicos que no existen en el mundo natural o rediseñarlos para realizar nuevas funciones”. También en este apartado Peak soil + peak oil = peak spoils detecta a empresas sospechosas, como Amyris y Genencor (una subidivisión de la empresa alimentaria Danisco) o la danesa Novozymes, que, según el informe, han manipulado, con construcciones de biología sintética, enzimas, hongos y bacterias, especialmente para el procesado de celulosa dirigido a la industria de los agrocombustibles. Novozymes tiene un contrato de investigación en Brasil con el Centro de Tecnología Cañera para procesar el bagazo de caña de azúcar. MODULO BOTANICA ECONOMICA 156 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” PAWERPOINT http://www.authorstream.com/presentation/ie7207-167335transgenicos-actualidad-transg-nicos-education-ppt-powerpoint/ LECCION44 Efectos delos transgénicos para el medioambiente Las variedades transgénicas contaminan genéticamente a otras variedades de la misma especie o a especies silvestres emparentadas. Por ejemplo, en México, el centro de diversidad y origen mundial del maíz, los maíces transgénicos importados de EE.UU. están contaminando las variedades tradicionales. Los casos son especialmente graves en los estados de Puebla y Oaxaca. En Europa la colza transgénica es un cultivo de alto riesgo dado que existen parientes silvestres de este cultivo. La permisividad del Gobierno chino respecto a la importación de soja transgénica, pone en peligro el centro de diversidad y origen mundial de este cultivo, pudiendo ocurrir lo mismo que pasó en México con el maíz. Una vez liberados al medio ambiente los transgénicos no se pueden controlar. La CONTAMINACIÓN GENÉTICA ES IRREVERSIBLE E IMPREDECIBLE, no se puede volver a la situación de partida. La polinización depende de factores naturales y por lo tanto es imposible controlarla. Efectos desconocidos o impredecibles El conocimiento científico sobre el funcionamiento de los genes es todavía muy limitado y las técnicas actuales de ingeniería genética no permiten controlar los efectos de la inserción de genes extraños en el ADN de un organismo. La ingeniería genética aplicada para la creación de los cultivos transgénicos parte del principio de que los genes tienen una función en sí mismos, sin tener en cuenta ningún otro factor interno o externo al organismo. Resulta imposible predecir el comportamiento de los nuevos genes introducidos en ecosistemas complejos. Contaminación del suelo Por ejemplo, las plantas Bt (los maíces cuyo cultivo es tolerado por el Gobierno en España pertenecen a dos tipo de maíz Bt) producen una toxina insecticida llamada Bt , la cual se acumula en el suelo. Desaparición de biodiversidad La contaminación genética pone en peligro variedades y especies cultivadas MODULO BOTANICA ECONOMICA 157 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” tradicionalmente. El aumento del uso de productos químicos eliminan o afectan gravemente a la flora y a la fauna no objetivo. El incremento del uso de pesticidas aumenta la contaminación química Con las plantas tolerantes a herbicidas, el agricultor puede usar mayores cantidades de agrotóxicos para acabar con las llamadas "malas hierbas". Hoy por hoy existen datos que demuestran que, debido a esto, se están utilizando muchos más pesticidas en los cultivos transgénicos que en los convencionales. La presencia de glifosato (el herbicida asociado a la soja transgénica RR de Monsanto) en el suelo, en las aguas y en los alimentos es cada vez mayor. En cuanto a las plantas Bt, no se ha verificado una reducción del uso de agroquímicos. Sin embargo han aparecido plagas resistentes al Bt con el consiguiente perjuicio para la agricultura ecológica VIDEO http://www.youtube.com/watch?v=uw0rFb_u_UY LECCION 45 QUIEN LOS PRODUCE Principales empresas y países productores de alimentos transgénicos La Empresa Multinacional Monsanto tiene el 80% del mercado de las plantas transgénicas, seguida por Aventis con el 7%, Syngenta (antes Novartis) con el 5%, BASF con el 5% y DuPont con el 3%. Estas empresas también producen el 60% de los plaguicidas y el 23% de las semillas comerciales. Casi dos tercios de los cultivos transgénicos que se producen en el mundo se encuentran en los Estados Unidos (59%). Aunque la superficie plantada de cultivos transgénicos en este país sigue creciendo, su proporción de la superficie mundial ha disminuido rápidamente, al haber incrementado Argentina (20%), Brasil (6%), Canadá (6%), China (5%), Paraguay (2%), y Sudáfrica (1%) sus plantaciones. Así, los transgénicos se cultivan en 7 países industrializados tales como Estados Unidos, Canadá, Australia, España, Alemania,Rumania y Bulgaria y en 11 países en desarrollo Argentina, China, Sudáfrica, México, Indonesia, Brasil, India, Paraguay, Uruguay, Colombia, Chile, Honduras y Filipinas. Referencia: Departamento de Ingeniería Genética de Greenpeace Chile Controversia mundial Científicos de las industrias agroquímicas Los científicos e ingenieros garantizan a los organismos estatales de salud pública, que los productos transgénicos se logran sin alterar las cualidades beneficiosas del producto, además de que su contenido nutricional sea de mejor calidad, que se reduzca el riesgo de alergias a determinados alimentos, mejorar su metabolismo, etcétera. MODULO BOTANICA ECONOMICA 158 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Opositores Protesta de organizaciones agrarias españolas en contra de los transgénicos en la agricultura ecológica (Puerta del Sol de Madrid, 30 de agosto de 2008). En varios países del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos genéticamente modificados, formados principalmente por ecologistas, asociaciones de derechos del consumidor, algunos científicos y políticos, los cuales exigen la etiquetaje de estos, por sus preocupaciones sobre seguridad alimenticia, impactos ambientales, creencias religiosas, cambios culturales y dependencias económicas. Llaman a evitar este tipo de alimentos, cuya producción involucraría -en su opinióndaños ambientales y sociales. Principalmente se basan en supuestas amenazas para la salud como la resistencia a los antibióticos, ya que muchas plantas transgénicas contienen un gen de resistencia a los antibióticos 1. Este gen se utiliza como una marca de la secuencia genética introducida, que permite verificar qué porcentaje de la manipulación genética ha funcionado y cuanto ha fallado. También se basan en eventuales nuevas alergias, ya que la mayoría de los alimentos transgénicos, contienen genes de virus, bacterias, mariposas e incluso escorpiones2. Estos elementos extraños en la dieta de una persona podrían aumentar los riesgos de presentar nuevas alergias, principalmente en los niños y bebes. Advierten también amenazas al medio ambiente, ya que los expertos en genética al no garantizar sobre los efectos ambientales, no podrían prever las consecuencias a largo plazo de la introducción de nuevos genes en el medio ambiente, y habrían riegos intensificados como la contaminación genética (es decir, la transformación de los cultivos convencionales -no transgénicos- en transgénicos mediante la polinización cruzada, la aparición de supermalezas por la presencia de genes que les otorgan ventajas comparativas, la amenaza a los centros de biodiversidad agrícola mediante el traspaso de genes, la creación de nuevos virus que podrían generar o intensificar enfermedades en las plantas y los posibles en los ecosistemas y otras especies 3. Y es que los productos transgénicos, si bién son más controlados que otros alimentos, no sometidos a controles tan severos como otros productos de laboratorio, como por ejemplo los farmaceuticos - a pesar de que son consumidos por humanos y animales. MODULO BOTANICA ECONOMICA 159 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” Otro importante argumento en contra de los alimentos transgénicos es que suelen estar ligados a costos de uso. La compañía que desarrolló su código genético suele reclamar de los productores, importadores etc. regalías por derechos de autor. En este respecto, cuando una planta transgénica desplaza por su resistencia biológica a la semilla natural gratuita, es fácil que se forme un monopolio y una dependencia económica. De esta manera, los detractores de los alimentos transgénicos atribuyen a sus defensores una finalidad casi siempre económica. A esto debemos agregar una investigación llevada a cabo hace unos años en Francia por un grupo de cientificos liderados por Robert Bellé. Quienes llegaron al descubrimiento que el Glifosato (sustancia agrotoxica con que se fumigan los cultivos transgenicos) provoca las primeras etapas del cancer. Los resultados de dicha investigacion, que duro desde 1998, fueron publicados en el 2004 en la revista cientifica internacional Toxicologial Sciences No. 82. Fuente: http://www.rel-uita.org Los más usados son la soya y el maíz: Soya: Harina, aceite, lecitina, mono y digliceridos, ácidos grasos, etc. Maíz: Harina, almidón, aceite, glucosa, jarabe de glucosa, fructosa, caramelo, sorbitol, etc. Defensores Los defensores de este tipo de alimentos afirman que tras más de 20 años en el mercado, los transgénicos aprobados y comercializados no han causado ni una sola muerte ni han provocado una sola alergia en humanos, por lo que supondría evidencia que los ataques a los mismos por parte de sus detractores carecen de base científica, atribuyéndoles por tanto una finalidad casi siempre política. Hay que añadir que los controles sanitarios a los que son sometidos los alimentos trasgénicos deben ser mayores que a los que se someten los alimentos provenientes de cultivos tradicionales o ecológicos, por lo que su salubridad estaría todavía más garantizada que la de estos últimos. Además, los transgénicos, gracias a su mayor resistencia a sequías, plagas, patógenos, salinidad, etc., tienen un índice de producción de alimentos por hectárea bastante mayor al de los cultivos "tradicionales", mucho más vulnerables a las condiciones ambientales, por lo que si fueran legalizados en todos los países deberían contribuir a un descenso significativo en el precio de los alimentos, además de paliar gran parte del hambre en el mundo. Un caso singular lo constituye el arroz dorado, cuya legalización se estima podría salvar hasta 1 millón de vidas humanas cada año. MODULO BOTANICA ECONOMICA 160 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” BIBLIOGRAFIA ALDANA A. HECTOR. y colaboradores. Enciclopedia agropecuaria Terranova, producción agrícola. Vol.1 y 2, Ed terranova editores, Bogota 1995. ARIAS R.M.C. Botánica Económica. Vol I Universidad Nacional Abierta y a distancia UNAD. Bogotá.2002. BUITRAGO J. La soya en la alimentación humana. Revista asociación Americana de Soya, Bogotá. 2000. COLOMBIA, MINISTERIO DE AGRICULTURA. Mercadeo Agropecuario. Bogota 1980. CORPOICA. Principales avances en investigación y desarrollo tecnológico por sistemas de producción agrícola. Corpoica, Bogotá 1998. CONIF. Boletín informativo banco nacional de semillas forestales. Bogota. ENCICLOPEDIA EN CARTA. 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Illustrated too! http://arnica.csustan.edu/key/key.html Botany 3700 (Steve Wolf at CSU Stanislas) Images and notes about flowering plants. http://koning.ecsu.ctstateu.edu/Plant_Biology/Pinus.html The Naked Seeds of Pinus Text and nice graphics on the life cycle of pines. MODULO BOTANICA ECONOMICA 162 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” http://koning.ecsu.ctstateu.edu/Plant_Biology/Pinus.html Flowering Plant Family Recognition and World Wide Flowering Plant Family Identification (Ray Phillips, Colby College) Illustrated guide to the "essential" families for Phillips' class. Fruits (Gopher menu from Wisconsin) A collection of images. gopher://gopher.adp.wisc.edu:2070/11/.image/.bot/.130/Fruits Flower Whorls and Femaleness Text and very nice illustrations of megasporogenesis. http://koning.ecsu.ctstateu.edu/Plant_Biology/angiofemale.html Plant Biology (University of Maryland) Text, outlines, and images that are part of a general botany course. http://www.inform.umd.edu/PBIO/PBIO/pbio.html The angiosperm life cycle (University of Manitoba) http://www.umanitoba.ca/Biology/lab8/biolab8_5.html#Cycle Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola I.N.E.A., muy buena página http://www.inea.uva.es/servicios/histologia/inicio_real.htm Mundo botánico, http://orbita.starmedia.com/~mundo_botanico/index.html Encyclopedia of Plants Scientific and common names for garden plants. http://www.botany.com/ The Botanical Society of America Find out what we botanists do when not inflicting tests and such on you students! http://www.thomson.com/bsa/default.html Plant images (a collection of image files, many used herein). gopher://gopher.adp.wisc.edu:70/11/.data/.bot/.130new Plant Tissue Types Text and graphics, a nice supplement to coverage of the topic above. http://koning.ecsu.ctstateu.edu/Plant_Biology/tissuetypes.html The Ancient Bristlecone Pine An excellent page detailing the story of the bristlecone pines, some of which are over 4000 years old. Makes even me feel young again! http://www.sonic.net/bristlecone/intro.html Monocots versus Dicots (UCMP Berkeley) Succinct presentation of the two classes of the angiosperms. http://www.ucmp.berkeley.edu/glossary/gloss8/monocotdicot.html Angiosperm Anatomy An excellent site detailing plant structure http://www.botany.uwc.ac.za:80/Sci_ed/pupil/Angiosperms/index.htm Introduction to the Anthophyta (flowering plants) (UCMP Berkeley) Introduction to the most recently evolved major plant group, includes links to fossil record, systematics and more. http://www.ucmp.berkeley.edu/anthophyta/anthophyta.html Plant Tissue Systems Lots of images and text. http://www.mancol.edu/science/biology/plants_new/anatomy/homepage.html Plant Biology (University of Maryland) Text, outlines, and images that are part of a general botany course. Anillo de crecimiento: Marcas circulares que indican la posición del cámbium vascular al cese del crecimiento del año previo. Atactostela: (del griego atacto = desordenado) sistema vascular de las Monocotiledóneas, donde los hacecillos cerrados se disponen desordenadamente en MODULO BOTANICA ECONOMICA 163 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” varios círculos concéntricos, sin médula. Caliptra (cofia): órgano apical de la raíz, que a modo de vaina encierra y protege el meristema apical radicular. Receptor de la acción gravitatoria por medio de granos de almidón que actúan como estatolitos. Cámbium vascular (del latín cambium = intercambio, vasculum = pequeño vaso) En las plantas leñosas, capa de tejido meristemático entre el xilema y el floema, cuyas células se dividen por mitosis produciendo floema secundario hacia afuera y xilema secundario hacia adentro. Caulinar (del latín caulinaris = tallo): concerniente al tallo. Cotiledón (del griego kotyledon = hueco en forma de copa): Estructura similar a una hoja que se encuentra en las semillas de las plantas con flores, aparecen durante la germinación de la semillas, a veces se denominan "hojas" de la semillas u hojas seminales. Córtex: la región del tronco o raíz rodeada externamente por la epidermis e internamente por el cilindro central de tejido vascular. Crecimiento secundario: En las plantas, células producidas por el cámbium. Incremento periférico de la planta debido a la acción de los meristemas laterales como el cámbium vascular. Las principales células producidas por crecimiento secundario forman el xilema secundario, más conocidas como madera. Crecimiento secundario típico: aquel que tiene un anillo cambial que forma xilema hacia adentro y floema por fuera. Crecimiento secundario anómalo: desviaciones del crecimiento secundario típico, ya sea por diferente funcionamiento del cámbium, o por aparición de varios cámbiumes. Cutícula (del latín cuticula diminutivo de cutis = piel): capa de material graso: cutina, que se encuentra externamente a la pared de las células epidérmicas Dicotiledóneas (del griego di = doble, kotyledon = hueco en forma de copa): Uno de los dos tipos de plantas con flores; se caracterizan por tener dos cotiledones, órganos florales organizados en ciclos de cuatro o cinco y hojas con nervaduras reticuladas, incluyen a los árboles (excepto las coníferas), la mayoría de las plantas ornamentales, etc. Endodermis: estrato más interno del córtex, regulador del paso de solutos al cilindro central de la raíz. Epidermis ( del griego epi = encima; derma = piel): la capa más externa de células, a menudo cubierta por un cutícula cerosa. Provee protección a la planta. Estatolito: grano de almidón móvil, que le permite a la planta recibir el estímulo de la gravedad. Eustela: tipo de estela o cilindro vascular más evolucionado, hueco y formado por hacecillos vasculares colaterales en un solo círculo. Fasciculado: agrupado en un manojo. Felógeno: meristema secundario originado de la epidermis o de las capas subepidérmicas, produce súber o corcho hacia afuera y felodermis hacia adentro. Filotaxis: estudio de la disposición foliar sobre tallos y ramas. Puede ser alterna, con una hoja por nudo, dística si las hojas están opuestas; verticilada, con más de 1 hoja/nudo, decusada si hay dos hojas por nudo, ubicadas en cruz. Haces vasculares (hacecillos): conjunto de elementos conductores, xilema y floema MODULO BOTANICA ECONOMICA 164 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” || H. abierto: que presenta cámbium. || H. cerrado: sin cámbium. || H. colateral: con el xilema hacia adentro y floema hacia afuera. || H. concéntrico: xilema y floema se ubican uno alrededor del otro. Entrenudo: región del tallo entre dos nudos consecutivos. Meristema:(del griego merizein = dividir): tejido embrionario localizado en las puntas de los tallos y de las raíces y, ocasionalmente, a todo lo largo de la planta; sus células se dividen por mitosis produciendo nuevas células de las cuales se originan nuevos tejidos. Mesófilo: conjunto de tejidos ubicadas entre ambas epidermis de la hoja. Monocotiledóneas (del griego monos = único, kotyledon = hueco en forma de copa): Uno de los dos tipos de plantas con flores; se caracterizan por tener semillas con un solo cotiledón, órganos florales organizados en ciclos de tres y hojas con nervaduras paralelas; incluyen a las hierbas, palmeras etc. Nervaduras: Tejido vascular en las hojas, distribuido de manera reticulada en dicotiledóneas y paralelas unas a otras en las monocotiledóneas. Nudo (del griego nodus = nudo): La región de la planta adonde se implantan una o más hojas. Parénquima (del griego para = entre, en = en, chein = verter): Uno de los tres principales tejidos de las plantas, sus células, de paredes finas, están vivas pudiendo fotosintetizar, respirar y almacenar sustancias de reserva; constituyen la mayor parte de las plantas, se lo encuentra en frutos, semillas, hojas y en el sistema vascular. Tejido fundamental constituido por células vivas que cumplen diferentes funciones. Parénquima en empalizada: caracterizado por la forma alargada de las células y su disposición con sus ejes mayores perpendiculares a la superficie de la hoja. Parénquima esponjoso: se caracteriza por los espacios intercelulares conspicuos. Pecíolo (del latín petiolus, diminutivo de pes, pedis = pie): cabo que conecta la lámina de la hoja al tronco. Pelo radical: tricoma en la epidermis de la raíz que es una simple extensión de una célula epidérmica. Perianto: conjunto piezas florales estériles, forman el cáliz y la corola de la flor Periciclo: porción el cilindro vascular comprendida entre los tejidos vasculares y la endodermis. Capa formadora de raíces laterales y cámbium y felógeno en la raíz. Perigonio: perianto homoclamídeo, donde cáliz y corola non se diferencian, las piezas se llaman tépalos. Pivotante (axonomorfo): sistema con una raíz principal más desarrollada que las laterales. Polo xilemático: cada una de las porciones en que se encuentra el xilema en la raíz primaria, alternos con igual número de polos floemáticos. Radios medulares: bandas radiales de tejido parenquimático, formadas por el cámbium hacia el xilema y el floema secundarios || R. uniseriado: radio de una sola célula de ancho. || R. multiseriado: consta de varias células de espesor. Raíz primaria: originaria de la radícula del embrión. Raíz adventicia: raíz que nace de cualquier órgano adulto, no de la radícula embrional. Reproducción vegetativa (r. asexual): multiplicación propiamente dicha, realizada MODULO BOTANICA ECONOMICA 165 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L A B I E R T A Y A D I S T A N C I A F A C U L T A D D E C I E N C I A S A G R A R I A SP R O G R A M A M A N E J O A G R O F O R E S T A L “ U N A D ” sin fecundación. Rizomas (del griego rhizoma = masa de raíces): un tallo horizontal que crece a lo largo o debajo de la superficie, puede intervenir en la reproducción vegetativa de la planta. Semillas: (del latín, diminutivo plural de seminilla = semen; del mozárabe ¿xemínio?) Embrión en estado latente, rodeado o no de tejido nutricio y protegido por el episperma o cubierta seminal. En las Gimnospermas se hallan desnudas y en las Angiospermas encerradas en el fruto. Sistemas (del griego systema = lo que se pone junto): conjunto de órganos que realizan funciones relacionadas. Suculento: carnoso, jugoso. Tejidos (del latín texere = tejer): en los organismos pluricelulares, grupo de células similares que realizan una determinada función. Grupo de células organizadas como una unidad estructural y funcional. Tubérculos: (del latín tuber = giba, hinchazón): tallo subterráneo engrosado que sirve para almacenar sustancias de reserva, como la papa. Yema axilar: meristema ubicado en la unión de la hoja con el tallo (axila), protegido por los primordios de hojas. El componente práctico tiene un protocolo especifico que se debe cumplir tanto por el tutor de práctica como por el estudiante del curso. MODULO BOTANICA ECONOMICA 166
