[
Teoría
]
Introducción
a la botánica
José Antonio López
Espinosa
jale1@alu.um.es
Concepto de Botánica.
Ciencia que estudia a las
plantas, por tradición a todos los organismos fotosintéticos.
Se incluyen dentro del estudio de la botánica a algunos organismos
no fotosintéticos y heterótrofos como los hongos.
Estudia aspectos de tres
grandes apartados:
-
Forma, función y relaciones
filogenéticas.
-
Interacciones de las plantas
entre si y con otros organismos.
-
Interacciones de las plantas
entre si con el medio en el que viven.
Desarrollo histórico.
Podemos diferenciar tres grandes
periodos en la evolución de la botánica que resumiremos.
Prehistórica,
hasta que aparecen los primeros escritos, el conocimiento de las plantas
no existe. El hombre ve interés en las plantas, principalmente
por la utilidad que encuentra en ellas (alimento, curación, etc.
...).
Los primeros escritos datan
alrededor del 400-500 a. J.C. y tratan sobre plantas agrícolas (trigo,
etc. ...).
Edad Media.
De esta época destacan algunos tratados árabes o de escuelas
hebraicas relacionados con la agricultura y plantas medicinales. Posteriormente
aparecen traducciones de libros griegos, los primeros herbarios y jardines
botánicos.
Edad Moderna.
Se desarrolla la botánica en sentido estricto y deja de ser especialidad
de medicina y farmacia (aproximadamente hace 100 años).
Especialidades de la botánica.
-
Botánica pura.
Botánica pura,
se dedica al estudio de la biología de las plantas sin hacer referencia
al nombre.
Botánica aplicada,
estudia las plantas que interesan al hombre, siempre desde el punto de
vista del hombre.
BOTÁNICA PURA
Morfología vegetal:
estudia el desarrollo, forma y estructura de las plantas. Tres niveles:
-
Organografía (nivel de
órganos)
-
Histología vegetal (nivel
tisular, de tejidos)
-
Citología vegetal (nivel
celular)
Fisiología vegetal:
aquella parte que se dedica al estudio de los distintas actividades que
tienen lugar en las plantas. En la actualidad debe considerarse como
una ciencia aparte, que integra conceptos de varias disciplinas (botánica,
física y química).
Genética vegetal:
estudio de los mecanismos que regulan la herencia o transmisión
de los caracteres y atributos de las plantas.
Sistemática vegetal:
estudio de la diversidad y diferenciación de las plantas, así
como del parentesco (filogenia) que existe entre ellas. Dos grandes
divisiones:
-
Criptógamas, plantas sin flores.
-
Fanerógamas, plantas con flores.
A su estudio se dedican la ficología
(algas),
micología
(hongos),
liquenología
(líquenes),
briología
(briofitos:
los musgos) y la pteridología
(pteridofitos: helechos
y colas de caballo), para las criptógamas, y la fanerogamia
para
las fanerógamas.
Geobotánica:
estudia la planta y su relación con el medio que la rodea.
Paleobotánica:
se dedica al estudio de los restos fósiles de plantas.
BOTÁNICA APLICADA
Botánica agrícola:
se dedica al estudio de las plantas que tienen interés agrícola.
Fitopatología:
estudia de las enfermedades de las plantas.
Silvicultura: estudia
de las plantas con interés maderero.
Farmacobotánica:
se dedica al estudio de las plantas que tienen interés y posibles
aplicaciones medicinales.
Botánica industrial:
estudia las plantas con interés industrial.
Ciencias auxiliares de la botánica.
Actúan a tres niveles diferentes:
-
A nivel del propio organismo,
extrayendo datos sobre la morfología, citología, genetica
y química.
-
Extraen datos de la interacción
entre organismos.
-
Extraen dados de las interrelaciones
de varios o un organismo con el medio físico.
Algunas de estas ciencias son:
Morfología:
forma externa
Anatomía: forma interna
Embriología:
estudio del desarrollo embrionario
Palinología:
estudio del polen
Genetica: estudio
de los mecanismos de transmisión de caracteres
Química: últimamente
sus estudios van dirigidos a comparar las secuencias de ADN y establecer
relaciones entre plantas según los datos obtenidos. En general en
el estudio de la composición química.
Sistemática botánica, introducción.
Parte de la botánica
que estudia la diversidad y diferenciación de los organismos, así
como el parentesco que tienen entre ellos.
-
Taxonomía: parte de la sistemática
que dicta normas, métodos y leyes de la clasificación.
Nos ayuda a describir organismos y a delimitarlos.
-
Clasificación:
organización jerárquica de los individuos o grupos basada
en la semejanza o diferencia entre estos.
-
Nomenclatura: método artificial práctico que consiste en dar nombre a las plantas.
Definiciones de términos habitualmente
empleados en sistemática:
Categoría taxonómica:
concepto abstracto que ordena los distintos grupos de forma jerárquica.
Organismos muy parecidos con características comunes formaran un grupo
por sus características similares, y a su vez varios de estos grupos, también por la similitud en sus
características constituirán un grupo de mayor
orden. Esto se entenderá mejor cuando se vean los distintos taxones
(o grupos abstractos de organismos, que se han creado artificialmente con
el fin de poder clasificarlos).
Taxón:
Es una unidad o categoría taxonómica cualquiera que recoge
individuos de caracteres comunes. Tipos:
Taxón |
Abreviatura |
Reino |
Reino |
División o Filum |
Div. o Filum |
Subdivisión o Subfilum |
Subdiv. o Subfilum |
Clase |
Cl. |
Subclase |
Subcl. |
Orden |
O. |
Familia |
Fam. |
Subfamilia |
Subfam. |
Genero |
Gen. |
Especie |
sp. |
Subespecie |
subsp. |
Variedad |
var. |
Forma |
forma |
|
|
El taxón básico
es el de especie y se define como el conjunto de individuos semejantes
entre si y que además pueden cruzarse y tener descendencia fértil,
aunque hay algunas excepciones, como híbridos que dan descendencia fértil.
Aquellos taxones que quedan por encima de la especie se denominan categorías
supraespecificas y las que se encuentran por debajo categorías infraespecificas.
Estas últimas pueden no existir o no haber quedado aun definidas,
mientras que las primeras, las categorías supraespecificas, siempre
han sido previamente determinadas por la taxonomía.
Nomenclatura.
Como ya habíamos mencionado
antes, la Nomenclatura es un método artificial práctico
que consiste en dar nombre a las plantas, así como a los demás
organismos. A la hora de nombrar a los organismos vivos se emplea un
sistema de nomenclatura binomial establecido por Linneo en 1735 en
su libro Species plantarum. El nombre científico binomial
consiguió principalmente simplificar la nomenclatura de la época,
que había alcanzado una complejidad absurda. Aunque es un sistema
binomial el nombre científico consta realmente de tres partes:
Quercus coccifera L.
Halimium atriplicifolium
(Lam.) Spach
-
Un nombre genérico, que
constituye el taxón genérico y siempre presenta la letra inicial
en mayúscula (es un nombre).
-
Epíteto especifico, que
constituye el taxón específico y se escribe en todas las
ocasiones en minúscula (es un adjetivo).
Ambos deben escribirse en latín
y estar resaltados respecto al texto en que se encuentran. Generalmente
se destacan en cursiva en los textos y subrayado en manuscritos,
aunque se puede resaltar el nombre científico de otra forma, en negrita,
o
normal
cuando
el texto está en cursiva.
-
Nombre del autor que describió
la especie, o categoría taxonómica correspondiente, por primera
vez, generalmente mediante el uso de una abreviatura. Suele ser frecuente
que aparezcan dos nombres de autores, el primero entre paréntesis, correspondiente
al autor que clasificó a la especie por primera vez, y el segundo,
del autor que la reclasificó en un taxón mas correcto.
El autor que tiene el honor de tener mas plantas clasificadas es Linneo, abreviándose
como L. .
Sufijos en latín y en
español mas importantes de la nomenclatura que nos permitirán conocer
la categoría taxonómica a la que se está haciendo referencia.
Taxón |
Abreviatura |
Sufijo
en latín
|
Sufijo
en español
|
Reino |
Reino |
-OTA
|
-OTA
|
División o Filum |
Div. o Filum |
-PHYTA
|
-FITOS
|
Clase |
Cl. |
-ATAE
|
-OPSIDOS
|
Subclase |
Subcl. |
-IDAE
|
-IDAS
|
Orden |
O. |
-ALES
|
-ALES
|
Familia |
Fam. |
-ACEAE
|
-ACEAS
|
Subfamilia |
Subfam. |
-OIDEAE
|
-OIDEAS
|
Tribu |
Tribu |
-EAE
|
-EAS
|
|
|
|
|
Las categorías taxonómicas usualmente mas empleadas son división, clase, subclase, orden y
familia, que preceden al nombre científico.
Ejemplos:
Reino PLANTAE Div. MAGNOLIOPHYTA
Cl. MAGNOLIATAE (=DICOTILEDONEAE) Subcl. MAGNOLIOIDAE
O. ASTERALES Fam.ASTERACEAE
Subfam. ASTEROIDAE Tribu ASTEREAE
Reino PLANTAS Div. MAGNOLIOFITOS
Cl. MAGNOLIOPSIDOS (=DICOTILEDONEAS) Subcl. MAGNOLIDAS
O. ASTERALES Fam. ASTERACEAS
Subfam. ASTEROIDEAS Tribu ASTEREAS
Introducción a los sistemas de clasificación biológica.
Tradicionalmente los organismos
vivos se clasificaban en dos reinos: VEGETAL y ANIMAL, siendo sus
características las siguientes:
Reino Vegetal |
Reino Animal |
organismos autótrofos, realizan
la fotosíntesis |
son heterótrofos |
contienen clorofilas |
carecen de ellas |
son productores primarios (materia inorgánica ®
mat. orgánica). |
no son productores primarios,
sino secundarios (mat. orgánica ®
mat. orgánica). |
crecimiento indeterminado |
crecimiento determinado |
son organismos inmóviles, pero no
estáticos |
son móviles |
con pared celular |
sin pared celular |
|
|
No obstante habían
ciertos organismos que no se podían incluir dentro de estos reinos,
bien porque no cumplían algunas de estas características o por presentar
varias de ambos. Por ejemplo, hay algunos organismos unicelulares autótrofos pero
móviles y sin pared. Nos podemos encontrar
con especies muy próximas pero unas con cloroplastos y otras sin
ellas. También resultaba muy difícil incluir dentro de alguno de
estos dos reinos a las bacterias, para las cuales posteriormente se creo
uno aparte.
El sistema de clasificación
de cinco de WHITTAKER.
Se basa en los niveles de
organización celular (que son tres: procariotas (todos unicelulares)
y eucariotas, unicelulares y pluricelulares) y en los modos de obtención
de energía (cinco, constituyendo los cinco reinos).
-
Reino Monera: incluye
a todos los organismos procariotas, sin núcleo.
-
Reino Protista: es un
grupo que recoge a todos los organismos, autótrofos o heterótrofos,
UNICELULARES EUCARIOTAS.
-
Reino Fungi: Presentan
pared celular de quitina (como el exoesqueleto de los artropodos) y absorben
los nutrientes a través de esta, principalmente de materia en descomposición.
-
Reino Plantae: organismos
fotoautótrofos adaptados a la vida terrestre.
-
Reino Animalia:
organismos pluricelulares eucarióticos, sin cloroplastos ni pigmentos.
De forma esquemática
se muestran las relaciones evolutivas entre los cinco reinos de este sistema
de clasificación biológica, el mas aceptado hasta la fecha.
La botánica centra
su estudio tradicionalmente en los reinos Plantae y Fungi,
plantas y hongos, respectivamente, así como en parte del reino Protista,
en particular en aquellos organismos eucariotas unicelulares fotosintéticos.
El sistema de tres reinos
de WOESE.
Otro sistema de clasificación
ampliamente aceptado en la actualidad fue propuesto por Carl R. Woese y
se basa en las diferencias en secuencia del ARN ribosómico 16S.
Se trata de una molécula cuya función esta determinada por
una estructura concreta, de tal modo que los cambios posibles en la secuencia
son pocos a lo largo de la evolución y pueden utilizarse para establecer
relaciones filogenéticas. Estas moléculas se conocen como
relojes
evolutivos.
Este sistema consta de tres
reinos, que son los siguientes:
-
Reino AECHAEA: incluye
a las arqueobacterias (mas correctamente arqueas), procariotas con pared
celular atípica. Curiosamente presentan mas similitudes con
eucariotas que con el resto de procariotas, las bacterias.
-
Reino EUBACTERIA: son
las bacterias, procariotas con pared celular de peptidoglicano o mureína
como componente principal.
-
Reino EUKARIOTA: organismos
eucariotas, es decir, con material genético "encerrado" en el interior
del núcleo, un orgánulo de doble membrana con poros proteicos que conectan con el citoplasma.
De acuerdo con las últimas
teorías, también se tiene en cuenta un sistema de superreinos:
-
Superreino PROKARIOTA (bacterias)
-
Superreino EUKARIOTA (que
agruparía a seis reinos, cuatro de ellos que recogen a organismos
vegetales, y que se nombraran a continuación)
-
Reino PROTOZOA (proozoos):
organismos eucariotas unicelulares muy primitivos con aparato de Golgi,
mitocondrias y cloroplastos. Aqui se incluyen todos los unicelulares,
y de estos parten los pluricelulares. Ejemplos: euglenofitos,
dinófitos, mixomicota.
-
Reino CHROMITA (cromistas):
presentan plastos rodeados por dos membranas de retículo endoplasmático
y flagelos con 1-2 mastigonemas tubulares. Ejemplos: dentro de los autótrofos,
criptófilos y crisófilos, y los oomicota dentro de los heterótrofos.
-
Reino PLANTAE (plantas):
son todos autótrofos con cloroplastos rodeados de dos membranas
de retículo endoplasmático. Se incluyen aquí las algas
rojas (rodófitos), algas verdes (clorófitos) y las plantas
terrestres (briófitos, pteridófitos, gimnospermas y angiospermas).
-
Reino FUNGI (hongos):
se encuentran aqui incluidos los hongos propiamente dichos.
Hasta este punto se han citado
numerosas veces términos como procariotas y eucariotas, por
tanto es necesario realizar un breve resumen de las principales diferencias
entre estos dos grandes niveles de organización celular.
Procariotas |
Eucariotas |
células muy pequeñas, alrededor
de 10 micrómetros de longitud |
células mayores, de 100 micrómetros |
carecen de núcleo
limitado por membrana |
tienen un núcleo verdadero,
rodeado por una membrana nuclear (doble membrana plasmática) |
filamentos de ADN libre que no suelen
pasar de 24 Armstrong (10 E-10 m) de diámetro, no estando agrupado
como cromosomas |
100 Armstrong de diámetro,
ADN dividido y agrupado en cromosomas |
Ribosomas con coeficiente de sedimentación
de Svedberg (S)
70 (70S) |
|
Retículo endoplasmático sin
ribosomas asociados |
Retículo endoplasmático
con ribosomas asociados |
Orgánulos no rodeados
de membranas |
Orgánulos rodeados de membranas |
división celular directa,
por fisión binaria |
división celular
por mitosis típica |
no hay reproducción sexual
típica, entendida como intercambio de material genético, aunque
si hay fenómenos de transferencia de DNA |
Reproducción
sexual típica |
|
|
Niveles de organización en plantas.
Se pueden establecer distintos
niveles de organización en plantas según el grado de complejidad
que presenten, siendo los siguientes:
-
PROTÓFITOS
-
TALÓFITOS
-
BRIÓFITOS
-
CORMÓFITOS
-
Protófitos:
organismos unicelulares o agregados pluricelulares poco coherentes
de vegetales, en todos los casos las células no presentan ningún grado
de diferenciación.
-
Talófitos:
son organismos pluricelulares, los mas simples son filamentos, comunicados
por plasmodesmos (= forma de reticulo endoplasmatico que atraviesa la pared
celular y pone en contacto los citoplasmas de dos células vegetales contiguas).
Hay diferencia entre células reproductoras (productoras de gametos) y vegetativas.
Generalmente este tipo de organismos está ligado al agua.
-
Briofitos:
presentan una situación intermedia entre talofitos y cormofitos.
Al menos durante su periodo de reproducción necesitan el medio acuático.
Tienen estructuras análogas a raíces, tallos y hojas.
-
Cormofitos:
nivel de organización de aquellas plantas terrestres con autentica raíz, hojas y tallo. Presentan CORMO, es decir, haces vasculares con floema
y xilema. Son
este grupo de plantas las que tratará la guía electrónica
de la flora de Murcia de aquí en adelante. Ir
a cormofitos
Bibliografía:
López-Espinosa, J. A.
1997. Apuntes de la asignatura de Botánica de Juan Guerra.
1º de Biología, curso academico 96/97, primero del plan nuevo
de la Universidad de Murcia.
Gracias por
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