La evolución de las plantas terrestres, por Tomás Unger
Tras conocer el origen de las algas, seguiremos la ruta de estas plantas que abandonaron el mar, llegaron a tierra firme y evolucionaron. Tomás Unger nos lo explica esta semana.
A lo largo de millones de años, su evolución paralela al surgimiento de insectos y otros animales hizo especialmente exitosas a las plantas que podían atraer medios de transporte que llevasen su polen o semillas a otras plantas y lugares. (Foto: Pexels)
La semana pasada vimos cómo hace unos 3.500 millones de años aparecieron los primeros organismos, las cianobacterias. Estas son las precursoras de una gran variedad de organismos marinos multicelulares, incluyendo las algas, que cambiaron la atmósfera a través de la fotosíntesis, y permitieron la evolución de plantas y animales terrestres.
No sabemos cómo ocurrió la migración de las plantas marinas a tierra, pero se especula que algunas algas evolucionaron y prosperaron tras sobrevivir en la superficie terrestre y conquistar el aire, es decir, desarrollaron características que les permitieron vivir fuera del agua y protegerse de la intemperie. Los fósiles más antiguos de vida vegetal no acuática, que datan del período Silúrico (de 438 a 408 millones de años), son las briofitas o musgos.
Las briofitas son plantas que crecen a ras del suelo, en promedio no más de 5 cm de alto, ya que carecen de un sistema vascular que transporte agua y minerales a través de la planta (tallos o raíces, o las venas que caracterizan a las hojas). La mayoría de las especies de briofitas se conservan solamente en el registro fósil, pero algunos musgos aún prosperan.
—Innovación necesaria—
Algunas briofitas desarrollaron formas primitivas de raíces, hojas y tallos, pero no muy diferenciadas ni desarrolladas. Las innovaciones más importantes que permitieron a sus descendientes prosperar fueron la reproducción embriónica (con esporas y luego semillas), y tres innovaciones en sus tejidos orgánicos: cutícula, estomas y haces vasculares.
Las cutículas protegían a las hojas del sol, el viento y el calor; impedían la deshidratación y otros daños causados por la ausencia de agua que las protegiera. Las estomas son vías respiratorias diminutas, que permiten el intercambio de gases –ingreso de CO2 y salida de oxígeno– de manera controlada. La capacidad de abrir o cerrar estas compuertas respiratorias permitió a las plantas ajustarse a condiciones internas y externas, como la disponibilidad externa de gases o exceso de gas interno, o impedir la deshidratación, como con los cactus.
La capacidad de abrir o cerrar sus compuertas respiratorias permitió a las plantas ajustarse a condiciones internas y externas, como la disponibilidad externa de gases o exceso de gas interno, o impedir la deshidratación, como con los cactus.
Los haces vasculares se refieren a las estructuras tubulares que permiten el flujo de agua y material, el equivalente de nuestras venas y arterias. Las estructuras vasculares de las primeras plantas terrestres dieron paso al desarrollo de raíces que permitían alcanzar fuentes de agua y nutrientes del suelo.
La aparición de un sistema vascular dio paso a la evolución de los helechos y los equisetos (‘cola de caballo’, en griego). Estas plantas, cuyas primeras formas ancestrales aparecieron en el período Devónico, entre 408 y 360 millones de años atrás, abundan en la actualidad, especialmente en zonas húmedas y cálidas como nuestra selva.
“La aparición de un sistema vascular dio paso a la evolución de los helechos y los equisetos”.
Los helechos, con hojas planas, fueron más exitosos que los equisetos, con hojas como pequeños rodillos conectados a un tallo central. La mayoría de los equisetos, que llegaron a tener tallos o troncos de hasta 10 m de alto, se extinguieron en el carbonífero. Este período, de 60 millones de años, se llama carbonífero por la abundancia de vegetación, que luego formó las principales capas y yacimientos de carbón que se explotan hoy.
—Diversidad—
El primero en diferenciar a las plantas fue el griego Aristóteles (384-322 a.C.), quien diferenció entre los organismos móviles y los inmóviles. No fue hasta que el sueco Carlos Linneo (1707-1778) creó la taxonomía científica, que se hizo una clasificación más precisa. Linneo estableció tres reinos: vegetal, mineral y animal. Hoy sabemos que esta diferenciación del reino vegetal es más complicada. Ya no se incluye bajo la misma definición de planta a muchas algas ni a los hongos: se entiende como planta a los organismos multicelulares cuyas células tienen paredes con celulosa, y que producen esta y otros nutrientes a través de la fotosíntesis.
Esto no quita que algunas plantas hayan desarrollado el parasitismo (en el que extraen parte de sus nutrientes de otra planta), la micotrofía (donde coexisten con hongos que les producen alimentos) e incluso la captura y digestión de insectos.
La reproducción más simple es la asexual, donde no hay un intercambio de células con genes de diversos progenitores. Por ejemplo, en algunas plantas se desprenden pedazos del cuerpo principal, a manera de clonado. La reproducción vegetativa se desarrolló inicialmente en algas, y luego la producción de esporas que algunas de las primeras plantas terrestres también adaptaron.
Las briofitas desarrollaron una reproducción diferente a las de sus ancestros acuáticos: la reproducción sexual. Aquí las células llevan material genético para intercambiar y combinarlo con el de otros especímenes. La ventaja evolutiva de la reproducción sexual es que asegura que los vástagos hereden material genético de ejemplares que, por variaciones genéticas o mutaciones, han logrado adaptarse y sobrevivir en condiciones diferentes. Así no se reproduce exactamente el mismo modelo, que resultaría obsoleto e incapaz de prosperar.
Esto no niega el éxito de la reproducción asexual, que también puede producir variaciones. Por ejemplo, algunas plantas usaron su sistema de raíces para almacenar nutrientes con nódulos reproductivos, donde cada uno puede dar lugar a una nueva planta. Este es el caso de tubérculos como la papa, que tiene cientos de variedades, con un ancestro común.
—Flores y variedad—
Explicar la evolución de las flores daría para varias páginas. Pero, a lo largo de millones de años, su evolución paralela al surgimiento de insectos y otros animales hizo especialmente exitosas a las que podían atraer medios de transporte que llevasen su polen (material genético) o semillas (producto terminado) a otras plantas y lugares. El transporte de polen y semillas hasta cientos de kilómetros y a ambientes muy diversos dio un impulso enorme a la diversificación de especies.
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