Las gimnospermas son las plantas con semillas más antiguas de nuestro planeta. Desempeñaron un papel importante en el desarrollo de la vida silvestre y continúan ocupando una posición importante en la vida de la Tierra. Conocidos por nosotros como abetos, pinos, abetos, tuyas, tejos o alerces y poco conocidos como velvichia, saga o ginkgo, todos estos son representantes del grupo llamado "Gimnospermas". Consideraremos su estructura y reproducción más adelante en el artículo.
Origen y edad
Las gimnospermas tienen 350 millones de años. Aparecieron en el Devónico superior (Paleozoico) y al comienzo de la era Mesozoica ya habían alcanzado su punto máximo. Presumiblemente, su origen está asociado con la evolución gradual de las esporas: helechos. Frente a ellas, las nuevas especies vegetales ya contaban con óvulos y granos de polen que intervinieron directamente en la formación de la semilla. Había una serie de ventajas que tenían las gimnospermas:
- la reproducción tuvo lugar sinparticipación en el agua;
- la cubierta de la semilla y el suministro de nutrientes aseguraron la seguridad de la plántula.
Por estas razones, después de poco tiempo, la cubierta verde del planeta ya estaba compuesta en su mayoría por gimnospermas, cuya estructura y reproducción contribuyeron al desarrollo exitoso de nuevos territorios y nichos ecológicos.
Características del edificio
La mayoría de las plantas con nombre crecen en forma de árboles y arbustos, más a menudo, de hoja perenne, y rara vez, de hoja caduca. A veces pueden alcanzar tamaños descomunales (secuoya, cedro). La gran mayoría de sus hojas tienen forma de aguja o tienen apariencia de escamas. Se llaman agujas y contienen pasajes de resina.
La madera constituye la mayor parte del maletero. Contiene células muertas huecas con paredes perforadas: traqueidas. Su presencia es un signo específico de este grupo de plantas. Es a través de ellos que se lleva a cabo el flujo ascendente de agua desde la raíz hasta las hojas.
Además de las traqueidas, la madera de las gimnospermas también contiene conductos de resina. Por lo tanto, los representantes de las plantas de este grupo se reconocen fácilmente por el fragante olor a coníferas. La resina impregna la madera, lo que evita que se pudra. Debido a esto, hay muchos centenarios entre los árboles coníferos. Por ejemplo, algunas secuoyas tienen unos 3000 años.
La ventaja evolutiva más importante que tienen las gimnospermas es la reproducción sin la participación de la humedad por goteo y la presencia de formaciones que actúan como órganos reproductivos.
Órganos reproductores de las gimnospermas
La ausencia de flores es una característica clave que poseen las gimnospermas. La reproducción de estas plantas ocurre con la participación de conos o strobilus. Estas formaciones son fáciles de reconocer en pinos, abetos, abetos, alerces y otros representantes de coníferas. Se les puede llamar órganos de reproducción sexual.
Por lo general, los conos son de diferentes sexos: pueden ser machos y hembras y estar ubicados en la misma planta (monoicos) o en plantas diferentes (dioicos), que difieren en tamaño y color.
Los cogollos masculinos se llaman microstrobils, y los cogollos femeninos se llaman megastrobils. Strobila es un brote acortado y modificado, en el que se ubican las esporofilas: hojas modificadas. El polen madura en microstrobiles. En megastrobils - óvulos.
Características de la reproducción de las gimnospermas
Por lo general, el proceso de reproducción de las gimnospermas se considera en el ejemplo del pino silvestre. Esta es una planta monoica, es decir, los conos masculinos y femeninos se desarrollan en el mismo árbol. Los primeros de ellos son más grandes, de color rojizo. Los segundos son pequeños, verdosos o azulados.
El esquema de reproducción de las gimnospermas es bastante simple. Cuando el polen madura en microestróbilos, se derrama, se esparce por el viento y puede viajar largas distancias. Para hacer esto, cada grano de polen está equipado con dispositivos especiales: bolsas de polen. Las partículas de polvo caen sobre los óvulos que se desarrollan en megastrobiles. Así es como ocurre la polinización.
Suele caer a finales de primavera o principios de verano. polinizadolos conos femeninos se cierran, sus escamas se pegan con resina. La fertilización ocurre en los óvulos dentro de los conos cerrados.
Cómo ocurre la fecundación
Dentro del óvulo se encuentra el gametofito femenino, o saco embrionario, que pasa por varias etapas de maduración. El polen entra por la entrada de polen del óvulo, comienza a germinar en el tubo polínico hacia el archegonio (del griego arche - "comienzo", ido - "vientre materno"). Esta formación contiene un huevo. En total, dos de ellos se desarrollan en el óvulo, pero solo uno es fecundado.
En ese momento, dos espermatozoides ya habían madurado en el grano de polen y comenzaron a moverse a lo largo del tubo de crecimiento. Cuando uno de los espermatozoides llega al óvulo, se produce la fecundación. El segundo espermatozoide muere. Después de la fusión de dos células germinales, se forma un embrión semilla: un cigoto. El óvulo mismo se convierte en una semilla. Al germinar, usará el suministro de nutrientes.
Así se reproducen las gimnospermas. El esquema de este proceso se muestra en la foto.
Desgarramiento y dispersión de semillas
Después de la fertilización, comienza la maduración de la semilla. En pino silvestre, ambos procesos duran 2 años. Cuando maduran, los conos se vuelven leñosos y cambian de color. Gradualmente, sus escamas se abren y las semillas se derraman fuera de ellos.
Las gimnospermas no forman frutos. Pero para extenderse a grandistancia, las semillas tienen adaptaciones especiales - excrecencias membranosas pterigoides, fácilmente transportadas por el viento.
Si las condiciones externas no son favorables para la germinación, la semilla puede reposar mucho tiempo antes de las condiciones óptimas de temperatura. Fueron estas características las que permitieron que las gimnospermas alcanzaran un gran número de especies y se extendieran por grandes áreas.
El número de especies y representantes
El grupo descrito tiene alrededor de 600-700 especies. No todos han sobrevivido hasta el día de hoy, algunos representantes existen solo en forma fósil. Por ejemplo:
- cordaita;
- bennetita;
- semillas de helecho.
El resto de los representantes se distribuyen por todo el mundo y crecen en todas las zonas climáticas: desde las tropicales del sur (palmeras de sagú) hasta las frías latitudes del norte (cedro, alerce, abeto, pino).
El representante más antiguo de las gimnospermas, que existe hasta el día de hoy, es Ginkgo Biloba (biloba). Esta planta se denomina fósil viviente, ya que ha estado creciendo en el planeta desde la era Mesozoica, como lo demuestran numerosas huellas en los depósitos de rocas antiguas.
Desarrollo evolutivo
Las primeras gimnospermas que surgieron en la era paleozoica tenían una serie de ventajas que les permitieron tomar una posición dominante en el planeta en ese momento. Estas características evolutivamente nuevas se denominan aromorfosis y le permiten alcanzarun nuevo nivel en el desarrollo de nuevos territorios y nichos ecológicos. Hay varias de estas características que tienen las gimnospermas:
- La reproducción se realiza sin la participación del medio acuático. Esto hizo posible poblar grandes áreas terrestres.
- La fecundación ocurre dentro del óvulo y está protegida de influencias externas; estas características de reproducción de las gimnospermas garantizan una mayor seguridad de la futura planta.
- La aparición de la semilla permitió dotar al futuro embrión de una cubierta protectora (cáscara de la semilla) y de un suministro de alimento (endospermo), lo que, a su vez, incrementó el número de plantas de este grupo.
Fueron estas características las que los distinguieron de sus antepasados: los helechos. La siguiente, y hoy la última, etapa del desarrollo evolutivo del mundo vegetal es la aparición de las angiospermas.
Significado de las gimnospermas
El papel de las gimnospermas difícilmente puede sobreestimarse. Son ellos quienes llenan alrededor de un tercio de los bosques del mundo involucrados en la purificación del aire y la renovación constante de oxígeno. Además, la aparición y amplia distribución de plantas productoras de oxígeno en el planeta ha propiciado la aparición de otros organismos que pueden utilizar este gas en su respiración.
Las coníferas son los principales proveedores de madera para diversas esferas de la vida humana. Esta materia prima se utiliza activamente en la fabricación de muebles, construcción, producción de barcos y otras áreas estratégicamente importantes de la actividad económica. Las fibras de madera de abeto son especialmente valiosas en la fabricación de papeles de alta calidad.
Las gimnospermas son ampliamente utilizadas en medicina. Sustancias especiales: los fitoncidios, secretados por casi todos los árboles coníferos, pueden purificar el aire de los microbios patógenos. Por esta razón, la mayoría de los sanatorios y balnearios se construyen en el territorio de los bosques de coníferas. Dicha terapia puede aliviar o eliminar significativamente muchas enfermedades pulmonares.
