Evolución de las adaptaciones al medio terrestre, Universidad de Alcalá

Movimiento del agua en el sistema suelo-planta-atmósfera (1ª parte)

5-Movimiento del agua en el sistema suelo- planta-atmósfera (1ª parte).

• Evolución de las adaptaciones terrestres.

High irradiance Terrestrial stressors Drought Fresh water Algal mat Salt water Chlorophytes Mesostigmatophyceae Chlorokybophyceae Klebsormidiophyceae Charophyceae Zygnematophyceae Land plants KCM KCM ZCC ? 0 Streptophytes Chloroplastida Coleochaetophyceae Interaction v substrate r C 2 Fisiología Ambientes al de Planoque Universidad de AlcaláEvolución de las adaptaciones al medio terrestre

Origen de las plantas terrestres

Hace aproximadamente 900 millones de años, linaje verde (Chloroplastida/Viridiplantae) se dividió en clorofitas y estreptofitas. Las Viridiplantae comparten la clorofila b, almidón como sustancia de reserva, la pared celular con celulosa, células móviles (espermatozoides) y centriolos. Aunque la capacidad de habitar en habitats terrestres existe en toda la diversidad de Chloroplastida, solo las plantas terrestres (embriófitas) dominan el macrobioma de la superficie terrestre.

High irradiance Terrestrial stressors Drought Fresh water Algal mat Salt water O Ferns Conifers Chlorophytes Mesostigmatophyceae Chlorokybophyceae Klebsormidiophyceae Charophyceae Coleochaetophyceae Zygnematophyceae C KCM KCM ZCC ? Streptophytes Chloroplastida Interaction with substrate microbiota? Vascular Nonseed Seed Flowering plants Tiffert Land plants - Ancestral green alga First vascular plants First seed plants New Phytologist, Volume: 217, Issue: 4, Pages: 1428-1434, First published: 10 January 2018, DOI: (10.1111/nph.14975) Nonvascular Mosses, liverworts, hornwortsEvolución de las adaptaciones al medio terrestre

Clasificación de las plantas terrestres

1 clado Las plantas terrestres o embriofitas (Embryophyta) son un clado (grupo monofilético) que comprende a todas las plantas terrestres; los briófitos (hepáticas, antoceros y musgos), los licopodios, los helechos, y las plantas con semilla, entre las que están las gimnospermas y las angiospermas.

rabiental de de Alcal &gère Tracheophytes Spermatophytes Bryophytes Monilophytes ('ferns') Gymnosperms Angiosperms Hornworts Mosses Fisiolog LiverwortsEvolución de las adaptaciones al medio terrestre

Ambiente terrestre de las primeras plantas

El ambiente terrestre de las primeras plantas era extremo: o Exceso de radiación UV. tre el dia y la noche muy aco o Los sustratos serían la roca madre o los sedimentos de arrastre de los ríos: unos u otros no facilitarían el anclaje de los vegetales. o Gran sequedad ambiental.

Era periodo algas plantas vasculares sin semilla (helechos, antoceros) Angiospermas (plantas con flor) tiempo (millones de años) briofitas (musgos) ginkgos coniferas cicas Cenozoico Cuaternario 1.6 Terciario 66.4 Cretácico 144 Mesozoico Jurásico 208 Triásico 245 Pérmico 286 Paleozoico Carbonífero 360 Devónico 408 Silúrico 438 Primeras plantas con semilla 7 Primeras plantas vasculares Ordovicico SOS Alga verde ancestral Mental's ve nivesidad de Alcalesta Paisaje ficticio del Ordovícico Medio.Evolución de las adaptaciones al medio terrestre

Estrategias de supervivencia en ambiente desecante

Para poder sobrevivir a un ambiente desecante las plantas adoptaron dos estrategias durante la evolución:

• Tolerar la desecación (poiquilohidria)
• Evitar la desecación (homeohidria)

gia Ambiental de Pla versidad de Alcalá Algae on rock surfaces Drought Tracheophyta X Hypothetical hydro-terrestrial alga Hypothetical earliest land Interaction plant - 590 mya Hypothetical last common with beneficial ancestor of land plants substrate microbiota - 510 mya Biological soil crust Bryophyta homeohidria poiquilohidriaEvolución de las adaptaciones al medio terrestre

Innovaciones evolutivas de las plantas terrestres

A lo largo de la evolución de las plantas terrestres aparecieron sucesivas innovaciones que permitieron pasar de la poquilohidria a la homeohidria.

1 Código de evento UYHCBX Ingrese el código de evento en el banner superior 1 Envía QUYHCBX al 986 08 06 74 Envía tus respuestas separadas por una coma, por ejemplo word1, word2, al mismo Fisiolo mental de NIE Universidad de Alcalá®Evolución de las adaptaciones al medio terrestre

Formación de rizoides

A lo largo de la evolución de las plantas terrestres aparecieron sucesivas innovaciones que permitieron pasar de la poquilohidria a la homeohidria. La formación de rizoides es una característica probable de las primeras plantas terrestres.

Tracheophytes Spermatophytes Bryophytes Monilophytes ('ferns') Gymnosperms Angiosperms Fisiolog Mosses Hornworts Liverworts Rizoides abiental arab d'e Alcalason:Evolución de las adaptaciones al medio terrestre

Rizoides en algas estreptofitas fragmoplastofíticas

Se pueden encontrar rizoides o estructuras similares en todas las algas estreptofitas fragmoplastofíticas (ZCC).

High irradiance mbiental de Pltodas de Alcalá C Chlorophytes Mesostigmatophyceae Chlorokybophyceae Klebsormidiophyceae Charophyceae Coleochaetophyceae Zygnematophyceae Land plants KCM KCM ZCC ? Streptophytes Chloroplastida Interaction with substrate microbiota? New Phytologist, Volume: 217, Issue: 4, Pages: 1428-1434, First published: 10 January 2018, DOI: (10.1111/nph.14975) Terrestrial stressors Drought Algal mat Salt water FisiolEvolución de las adaptaciones al medio terrestre

Cutícula hidrófoba en plantas terrestres

La epidermis aérea de las plantas terrestres está recubierta de una cutícula hidrófoba que protege a la planta contra el estrés ambiental. La cutícula se compone generalmente de un andamiaje de cutina reticulada rellena y cubierta con una mezcla de ceras cuticul abiental quae de Alcal cutina reti

Tracheophytes Spermatophytes Bryophytes Monilophytes ('ferns') Gymnosperms Angiosperms Nejside Fisiolog Hornworts Liverworts Mosses Cutícula * capa cuticular Cutícula Celulas epidemicav b Ceras epicuticulares Cutina y ceras intracuticulares (*) Pared celular Membrana plasmáticaEvolución de las adaptaciones al medio terrestre

Biosíntesis de la cutícula

La biosíntesis de la cutícula se originó probablemente en el último ancestro común de las plantas terrestres, las Zygnematophyceae. Presencia de cutícula en fósiles vegetales de hace 400 millones de años

Ambiental de® Ilcal's de ai Terrestrial stressors Drought Fresh water Algal mat Salt water O Chlorophytes Mesostigmatophyceae Chlorokybophyceae Klebsormidiophyceae Charophyceae Coleochaetophyceae Zygnematophyceae Land plants Origen cutícula KCM KCM ZCC ? Streptophytes Fis Chloroplastida Interaction with substrate microbiota?Evolución de las adaptaciones al medio terrestre

Genes de la biosíntesis de la cutícula

Los genes necesarios para la biosíntesis de la cutícula están menos representadas en las briofitas y su número han aumentado progresivamente desde las licófitas hasta las plantas con semillas

Physiological Parameters of Cuticles Hydrophobicity and moisture retention capacity Amounts of cutins and cuticular waxes Chemical Compositions of Cuticles Proportions of di- and trihydroxy acids, dicarboxylic acids, VLC alkanes, and >C28 lipophilic compounds Lycophytes Mosses Monilophytes Hornworts Seed Plants: Angiosperms Bryophytes rs CER2-like Chlorophytes ~ 500 Ma DCR A basic cuticle biosynthetic machinery CYP77A, GPAT, DCF, EH1, LTPG, MYB, SAGL1 CUS, BDG, CYP98A, KCS, WSD ~1100 Ma CER1-like/CER3, CER4, ABCG, HORHEAD, HDG1 LACS, KCR, HCD, ECR, CYT85, MAH, CER17, GNL1, ECH, NFXL2, CER7, CER9 Kong L et al. Origins and Evolution of Cuticle Biosynthetic Machinery in Land Plants. Plant Physiol. 2020 Dec;184(4):1998-2010. Fis ogía Ambiente Seed Plants: Gymnosperms LiverwortsEvolución de las adaptaciones al medio terrestre

Evolución de los estomas

Tras la evolución de la cutícula, los estomas permitieron la entrada de dióxido de carbono y la salida de vapor de agua, lo que permitió a las plantas vivir en condiciones más áridas y variables. Los registros fósiles sugieren la presencia de poros estomáticos en la superficie de las plantas terrestres hace más de 400 millones de años. Anos.

Tracheophytes fabievatani Spermatophytes Bryophytes Monilophytes ('ferns') Gymnosperms Angiosperms Nejside blog Mosses Hornworts Liverworts EstomasEvolución de las adaptaciones al medio terrestre

Presencia de estomas en plantas terrestres

Los estomas están presentes en todos los grupos de plantas terrestres. > Se han perdido repetidamente durante la diversificación, incluso en los primeros linajes divergentes (hepáticas) y a lo largo de toda la filogenia de los musgos.

mbiental d'& Algae Hornworts Mosses Liverworts Angiosperms Ancestral stomataph Stomata lost Fisiolog Jr Tracheophytes Stomata evolved Fems ersidad de Alcance filogenia de losEvolución de las adaptaciones al medio terrestre

Estomas en briófitos

de los linajes de musgos diversos esp En los briófitos los estomas se localizan solamente en los esporangios. Los taxones actuales de los linajes de musgos divergentes carecen de estomas o producen pseudoestomas que no forman poros y no notienen cavidades subyacentes. deoros Alcaldie

Sphagnum A C D E Pseudoestomas Funaria F G Stomata: the holey grail of plant evolution. Am J Bot. 2021 March ; 108(3): 366-371. Fisiología Amb UniversEvolución de las adaptaciones al medio terrestre

Mecanismos de apertura y cierre de estomas

En las briofitas no existen mecanismos de apertura cierre de los poros estomáticos y los cambios iónicos son los mismos en todas las células epidérmicas. la Los estomas in situ de las licófitas y los helechos responden a los cambios en el estado hídrico de las hojas como válvulas pasivo-hidráulicas. La evolución de una respuesta estomática funcional al ABA surgió en el ancestro común de las plantas de semillas.

Mosses Hornworts Lycophytes Ferns Gymnosperms Angiosperms Fisiologia KKersidad de · Sensitivity to high CO2 (Brodribb et al. 2009; McAdam et al. 2011) . Active response to leaf hydration (Brodribb & McAdam 2011) · High ABA sensitivity linked to active stomatal control (Brodribb & McAdam 2011) · Phototropin-mediated blue light response (Doi et al. 2006) · Metabolic regulation of water use efficiency · Photosynthetic red light response (Doi et al. 2006; Doi & Shimazaki 2008) · Passive control of leaf hydration (Brodribb & McAdam 2011) Origin of stomata · ? Closure during dehydration (Paton & Pearce 1957; Duckett et al. 2009) · ? Weak ABA response (Garner & Paolillo 1973; Hartung et al. 1987; Lucas & Renzaglia 2002; Brodribb & McAdam 2011; Chater et al. 2011) Published in Ecology Letters 2012. Stomatal innovation and the rise of seed plants.Evolución de las adaptaciones al medio terrestre

Tejidos conductores en plantas vasculares

El principal tejido conductor de las plantas vasculares es el xilema, constituido por células muertas, elongadas, unidas por sus extremos formando tubos (traqueidas). lá El floema, tejido transportador de los productos de la fotosíntesis y de los solutos tóxicos para su excreción, está formado por células vivas, simplásticas, especializadas.

meuble Fine por células vivas simplástico Spermatophytes Bryophytes Monilophytes ('ferns') Gymnosperms Angiosperms Neside Fisiolog Y Xylem Liverworts Mosses Hornworts Tejido vasuclar lignificado (traqueidas) Phloem