Botánica (investigación)

BOTÁNICA

ÍNDICE 1. Introducción a la botánica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.1. Definición de botánica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2. Campo de estudio. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3. Ramas de la botánica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4. Métodos de estudio utilizados por la botánica. . . . . . . . . . . . 8

2. Los Reinos Monera, Protoctista, Fungi y Plantae . . . . . . . . .11 2.1. Reino Monera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 2.2. Reino Protoctista. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3. Reino Fungi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 2.4. Reino Plantae. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3. Angiospermas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 3.1. Características. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.2. Tipos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 4. Bibliografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

5. Anexos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

1. INTRODUCCIÓN A LA BOTÁNICA

1. INTRODUCCIÓN A LA BOTÁNICA

La curiosidad por la naturaleza llevó al hombre a preocuparse por diferenciar plantas comestibles de venenosas, y tratar de conocer y aprovechar semillas, frutos, flores, tallos, hojas y raíces. Botánica, ciencia que investiga a los vegetales. Su estudio parece ser tan antiguo como el hombre mismo. Por ser empleadas como alimento, el estudio de las plantas es uno de los que han dejado registros más antiguos. Los primeros escritos de que se tiene noticia corresponden a plantas alimenticias o medicinales, por ejemplo, el Libro de jardinería de Marduk-Apal-Iddina II (siglo VIII AC), gobernante de Babilonia, que trata de las plantas comestibles, forrajeras, condimenticias, medicinales u ornamentales que se cultivaban por entonces en Mesopotamia. Después se encuentra la civilización china fue la primera en asentar sus conocimientos botánicos por escrito, unos 4.000 años antes de Cristo, y sus habitantes desarrollaron auténticos tratados sobre las propiedades curativas de ciertas plantas, distinguiendo las comestibles de las tóxicas. A su vez, los hebreos han dejado descripciones de unas setenta especies. Entre los griegos, Empédocles descubrió la función de la raíz como medio de sostén y órgano de alimentación de la planta; Aristóteles asoció el fruto con la reproducción de la especie, y su discípulo Teofrasto, autor de La Historia de las Plantas y Las Causas de las Plantas, asentó en esos trabajos los resultados de sus investigaciones sobre 455 especies iniciando, de este modo, la botánica sistemática. Durante el Renacimiento, los estudios al respecto experimentaron grandes progresos. Fue en esa época que surgieron los primeros jardines botánicos: colecciones sistemáticas de plantas vivas. Con la clasificación del naturalista sueco Carl Von Linné, en el siglo XVIII, nació la nomenclatura actual. En su versión abreviada, ésta consiste en dos nombres latinos, correspondientes al género y a la especie. Zea Mays, por ejemplo, es el nombre científico del maíz. 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.

1.1.Definición de botánica

La Botánica, Biología Vegetal o Fitología: es la parte de la Biología que estudia las plantas. Botánica viene del griego βοτάνη, que significa hierba forrajera o hierba útil; y phyton, que significa planta en general. Existen otros seres vivos que son estudiados por la Botánica como los hongos, algunos protistas y algunos procariotas. Los hongos aunque son organismos heterótrofos están mas relacionados con las plantas por el modo pasivo de alimentación y vida, también se diferencian de las plantas por la presencia de una pared celular, en general, de quitina, en vez de celulosa. Los protistas, que incluyen las formas unicelulares o coloniales, presentan a menudo problemas de separación entre plantas y animales. Los procariotas carecen de núcleo verdadero (a diferencia de los eucariotas) y pertenecen a un grupo separado de organismos que son estudiados, en general, por la Microbiología.

1.2.Campo de estudio El campo de estudio de la botánica se basa principalmente en todo espacio verde, terreno productivo, o producto derivados de las plantas. La botánica influye en: •

Alimentos. Las plantas son productores primarios, se consideran a todas las plantas como alimentos del hombre o animales. Las frutas, cereales, vegetales, hongos, y algas son muy consumidos alrededor del mundo. La botánica ayuda en técnicas de cultivo, y estudios de sus usos y valores nutricionales. …………………………………………… ………………………………………………………………

•

Medicamentos. Muchas de nuestras medicinas y algunas drogas, como el cannabis, vienen directamente del reino vegetal. Otros productos medicinales se derivan de sustancias de origen vegetal; así, la aspirina es un derivado del ácido salicílico, que originalmente se obtenía de la corteza de sauce. La investigación sobre productos farmacéuticamente útiles en las plantas es un campo activo de trabajo que rinde buenos resultados. Estimulantes como el café, el chocolate, el tabaco (nicotina), y el té tienen origen vegetal. Muchas bebidas alcohólicas derivan de la fermentación de plantas como la cebada y la uva.

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Industria. Se elaboran diversos productos como: Maderas, Hules, Textiles, Resiníferas, Sacaríferas, Aceites, Tanantes, Ornamentos, Ceríferas, Perfumes. La caña de azúcar y otras plantas han sido recientemente usadas como biomasa para producir una energía renovable alternativa al combustible fósil. Las algas pueden ser utilizadas para producir biocombustibles (bioetanol, biobutanol y biodiésel) además como alimento en algunas partes del mundo.

1.3. Ramas de la botánica No existen límites claros entre algunas ciencias y muchas de ellas comparten el objeto de estudio de la Botánica. De un modo general las plantas son estudiadas por la Bioquímica (estudio de las moléculas orgánicas), la Genética (estudio de la herencia), la Citología (estudio de las células), la Histología (estudio de los tejidos), la Morfología (estudio de los órganos), éstas tres últimas se incluyen dentro de la Anatomía, y además son estudiadas por la Fisiología (estudio del funcionamiento del organismo), etc. La ordenación en grupos de los vegetales y su clasificación son estudiadas por la Sistemática Vegetal, en conjunción con la Taxonomía Vegetal y la ciencia de la Clasificación. Los distintos grupos de plantas son estudiados por diferentes partes de la Botánica: • • • • •

Algología o Ficología, estudio de las algas Micología, estudio de los hongos Liquenología, estudio de los líquenes Briología, estudio de los musgos y las hepáticas (briófitos) Pteridología, estudio de los helechos

Todas estas disciplinas se incluyen en una gran parte de la Botánica que se denomina Criptogamia, el resto de las plantas, que presentan flores, se incluyen dentro de la Fanerogamia. Otras disciplinas estudian la historia de los vegetales en el pasado (Paleobotánica), y las relaciones de las plantas con el resto de los seres vivos (Ecología Vegetal), dentro de ésta, la Fitocorología estudia la distribución de las distintas plantas sobre la tierra y la Fitocenología estudia la distribución de los comunidades vegetales, es decir, la vegetación, ambas se incluyen también como partes de la Geobotánica o Fitogeografía. Existen además un conjunto de disciplinas que estudian la aplicación y utilidad de las plantas, así, la Agronomía estudia las plantas agrícolas, las Silvicultura estudia el manejo de plantaciones forestales, la Hortofruticultura que estudia

los árboles frutales y la Fitopatología o Patología Vegetal estudia las enfermedades de las plantas.

1.4.Métodos de estudio utilizados por la botánica 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.

• Clasificar y Clasificación. Clasificar es la acción de ordenación de plantas en grupos de tamaño creciente, dispuestos de una manera jerárquica.

• Identificación o determinación. Consiste en reconocer una planta ya clasificada, 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.

• Taxonomía. 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.

• Nomenclatura. 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. LA ESTRUCTURA TAXONÓMICA. LA JERARQUÍA TAXONÓMICA 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 filum 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-. Excepcionalmente se pueden considerar supercategorías con el prefijo super- (ejemplo: superorden). CATEGORÍAS TAXONÓMICAS Regnum reino Genus Divisio división Subgenus Classis clase Sectio Subclasis subclase Subsectio Ordo orden Series Subordo suborden Subseries Familia familia Species Subfamilia subfamilia Subspecies Tribus tribu Varietas Subtribus subtribu Subvarietas Forma

género subgénero sección subsección serie subserie especie subespecie variedad subvariedad forma

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 interfértiles (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 desarrollados 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. La jerarquía taxonómica debe reflejar la divergencia filogenética, 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.

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2. LOS REINOS MONERA, PROTOCTISTA, FUNGI Y PLANTAE

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2. LOS REINOS MONERA, PROTOCTISTA, FUNGI Y PLANTAE Reino (biología), en taxonomía, el más alto de los niveles de clasificación. Los organismos vivos fueron divididos originalmente por Carl von Linneo en dos grupos simples: Plantae (plantas) y Animalia (animales). Sin embargo, ciertos organismos tienen características propias de ambos reinos. Esto, que se hizo particularmente evidente con el uso del microscopio, motivó que fueran añadiéndose nuevos grupos de forma gradual. Existe aún cierta controversia sobre el método de división de los organismos en reinos. En algunos sistemas, por ejemplo, se clasifican los organismos en cuatro reinos; incluyéndose a los hongos y las algas con las plantas y a los protozoos con los animales. No obstante, el sistema más usado en la actualidad consta de cinco reinos: Monera, Protoctista, Fungi, Animalia y Plantae. En el trabajo no se incluye al Reino Animalia porque no es objeto de estudio de la botánica.

2.1. Reino Monera Este grupo está compuesto por bacterias, micoplasmas y todos los organismos procariotas unicelulares, como las algas verdeazules, amarillas y rojas.

2.2. Reino Protista Grupo que está compuesto por todos los organismos eucariotas unicelulares, como la mayoría de las algas y los protozoos, y sus descendientes más inmediatos, como las algas pluricelulares.

Estructura de las algas

Reproducción Solo se conoce reproducción asexual, y se puede llevar a cabo de tres formas:

• Bipartición, división binaria en organismos unicelulares • Fragmentación de filamentos Métodos de nutrición: • • • •

la mayoría son autótrofas algunas son heterótrofas o saprofíticas algunas son parásitas, en el tubo digestivo de herbívoros (cobayas) y en batracios anuros algunas son heterótrofas pero poseen clorofila y viven en simbiosis.

Características generales • • •

•

plantas no vasculares, fotosintéticas que contienen clorofila a y tienen estructuras reproductoras simples la presencia de plastos y clorofila las diferencia de los hongos, aunque existen algunos organismos unicelulares sin plastos pero que son algas esporas y gametos que se forman a partir de una célula madre que transforma todo su contenido en esporas o gametos (en las arquegoniadas una parte solamente del contenido de la célula madre se transforma en espora o gameto, el resto formará una envuelta prulicelular) presentan una gran diversidad de formas y tamaños

• •

• •

existen en casi todos los ambientes algunas se parecen a animales en que ingieren partículas de alimento, otras se parecen a plantas superiores pues tienen órganos semejantes a tallos, hojas y raíces algunos organismos apigmentados (no fotosintéticos, saprófitos o parásitos) deben considerarse algas constituyen una vasta reunión heterogena de organismos muy distintos que no tienen más que unos pocos caracteres en común

2.3. Reino Fungi Aunque algunas veces se clasifican como plantas, los hongos no realizan la fotosíntesis y son con frecuencia parásitos. Su pared celular puede estar compuesta de celulosa, pero en algunas ocasiones está constituida por quitina, una sustancia que se encuentra en el exoesqueleto de ciertos insectos y artrópodos. Este reino incluye a los hongos y a los mohos.

•

Quitridiomicetes (división Chytridiomycota).

•

Zigomicetes (división Zygomycota).

•

Glomeromicetes (división Glomeromycota).

•

Basidiomicetes (división Basidiomycota).

2.4. Reino Plantae

Son organismos inmóviles que usan la energía solar para realizar la fotosíntesis y obtener así energía a partir de moléculas inorgánicas. Las plantas tienen una pared celular rígida de celulosa.

3. ANGIOSPERMAS

3. ANGIOSPERMAS Definición: Son las plantas vasculares con flores que presentan los primordios seminales encerrados por una cubierta protectora denominada carpelo, que al madurar originará un fruto conteniendo las semillas, dichas semillas corresponden a los primordios seminales maduros. Grupos afines: El resto de las plantas vasculares con flores son las gimnospermas, que no desarrollan frutos al no estar encerrados los primordios seminales en carpelos. Se conocen cerca de 250.000 especies de angiospermas, según el World Conservation Monitoring Centre. Su tamaño varía desde apenas un centímetro, en las lentejas de agua (Lemna), hasta más de 100 metros en algunos árboles (Eucalyptus). Junto con las gimnospermas, los helechos y los briófitos (que todos juntos forman los embriófitos) reunen a más del 14% de los seres vivos conocidos. Ventaja evolutiva de las angiospermas Las angiospermas dominan sobre la tierra en casi todas las comunidades vegetales, aparecen en todos los biotopos de la tierra debido a la gran adaptabilidad que presentan y a la riqueza de formas vitales. Las principales ventajas son: 1. Plasticidad del cuerpo vegetativo, lo que permite encontrar formas vitales muy variadas, desde plantas adaptadas a vivir en los desiertos (xeromorfas), epifitas sobre los troncos de los árboles, lianas, etc 2. Reproducción más eficiente a causa de: 1. Flores hermafroditas 2. Flores más reducidas en tamaño y fecundación más rápida 3. Protección de los primordios seminales dentro de los carpelos 4. Polinización por zoogamia, más eficiente y económica que la anemogamia 5. Granos de polen con cemento polínico

3.1.Características

Flor de Paeonia •

Son plantas vasculares (cormófitos)

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Son espermatófitos

•

Tienen hábito leñoso o herbáceo

•

Haces vasculares con xilema que presenta tráqueas y traqueidas

•

presencia de verdaderas flores, esporofilos en estructuras hermafroditas (microsporofilos: estambres y macrosporofilos: primordios seminales) rodeados por antofilos (=perianto de cáliz y corola)

•

Primordios seminales encerrados por una cubierta protectora denominada carpelo o pistilo, que al madurar originará un fruto conteniendo las semillas (=primordios seminales maduros)

•

Polinización

y

fecundación

conectadas

temporalmente,

polinización

preferentemente zóogama (entomógama) •

Fecundación doble, un núcleo espérmatico se une a la ovocélula para formar el cigoto y posteriormente el embrión, el segundo núcleo espermático se une con los núcleos polares para formar el endosperma

•

Endosperma triploide

3.2.Tipos Clasificación Clase

Magnoliopsida dicotiledóneas

Subclase Magnoliidae Hamamelidae Caryophyllidae Dilleniidae Rosidae Asteridae

Alismatidae Arecidae Liliopsidae monocotiledóneas Commelidae Zingiberidae Liliidae Diferencias entre dicotiledóneas y monocotiledóneas Dicotiledóneas (Clase Magnoliopsida)

Monocotiledóneas (Clase Liliopsida)

Embrión de la semilla con un solo cotiledón, en Embrión de la semilla con dos posición aparentemente cotiledones en posición lateral terminal y con vaina (salvo raras excepciones). envolviendo el punto Endosperma nuclear o celular, vegetativo. Endosperma nunca helobial helobial, o generalmente nuclear Raiz principal de corta duración, sutituida por Raíz principal, en principio, con numerosas raíces larga vida (alorrizia) caulógenas (homorrizia secundaria) Haces conductores dispuestos, generalmente, en círculos en sección transversal del tallo (eustela) y abiertos, que permiten el desarrollo de un cambium para un crecimiento secundario en grosor. Los brotes laterales presentan dos prófilos laterales

Haces conductores dispersos en sección transversal del tallo (atactostela), sin cambium y engrosamiento secundario normal. Los brotes axilares con un solo prófilo a menudo binervado, en posición adosada

Hojas en disposición, generalmente, Hojas poliformas, en general, esparcida, insertas al claramente pecioladas, y a tallo por una amplia menudo con estípulas, rara vez base o vaina, estípulas presentan vaina, lámina con ausentes y pecíolo con nerviación reticulada y a frecuencia ausente, menudo compuestas lámina foliar generalmente entera y paralelinervia Flores con verticilos predominantemente Órganos florales no pentámeros, menos a menudo helicoidales sino cíclicos tetrámeros, también aparecen en verticilos trímeros otras formas Formación del polen, Formación del polen generalmente, sucesiva, generalmente simultánea, y y granos de polen polen con frecuencia tricolpado anatremos o monocolpados Gran abundancia de Formas de desarrollo iniciales plantas acuáticas y arbóreas palustres herbáceas, y hemicriptófitos y geófitos

4. BIBLIOGRAFÍA

4. BIBLIOGRAFÍA

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5. ANEXOS