Planta vascular

Plantas vasculares (del latín vasculum 'conducto'), también llamadas tracheophytes () o colectivamente Tracheophyta (del griego antiguo τραχεῖα ἀρτηρία (trakheîa artēría) 'tráquea', y φυτά (phutá) & #39;plantas'), forman un gran grupo de plantas terrestres (c. 300,000 aceptadas especies conocidas) que tienen tejidos lignificados (el xilema) para conducir agua y minerales a través de la planta. También tienen un tejido no lignificado especializado (el floema) para conducir los productos de la fotosíntesis. Las plantas vasculares incluyen musgos, colas de caballo, helechos, gimnospermas (incluidas las coníferas) y angiospermas (plantas con flores). Los nombres científicos del grupo incluyen Tracheophyta, Tracheobionta y Equisetopsida sensu lato. Algunas plantas terrestres primitivas (las riniófitas) tenían tejido vascular menos desarrollado; el término eutraqueofita se ha utilizado para todas las demás plantas vasculares, incluidas todas las vivas.

Históricamente, las plantas vasculares se conocían como "plantas superiores", ya que se creía que estaban más evolucionadas que otras plantas debido a que eran organismos más complejos. Sin embargo, este es un remanente anticuado de la obsoleta scala naturae, y el término generalmente se considera poco científico.

Características

Los botánicos definen las plantas vasculares por tres características principales:

1. Las plantas vasculares tienen tejidos vasculares que distribuyen recursos a través de la planta. Dos tipos de tejido vascular ocurren en plantas: xylem y phloem. Phloem y xylem están estrechamente asociados entre sí y normalmente se encuentran inmediatamente adyacentes entre sí en la planta. La combinación de un xylem y un hilo de phloem adyacente al otro se conoce como un paquete vascular. La evolución de los tejidos vasculares en las plantas les permitió evolucionar a tamaños más grandes que las plantas no vasculares, que carecen de estos tejidos especializados y por lo tanto se limitan a tamaños relativamente pequeños.
2. En plantas vasculares, la principal generación o fase es la sporophyte, que produce esporas y es diploide (tener dos conjuntos de cromosomas por célula). (Por contraste, la fase principal de generación en plantas no vasculares es la gametophyte, que produce gametos y es haploid - con un conjunto de cromosomas por célula.)
3. Las plantas vasculares tienen verdaderas raíces, hojas y tallos, incluso si algunos grupos han perdido en segundo lugar uno o más de estos rasgos.

Cavalier-Smith (1998) trató a Tracheophyta como un filo o división botánica que abarca dos de estas características definidas por la frase latina "facies diploida xylem et phloem instructa" (fase diploide con xilema y floema).

Un posible mecanismo para la supuesta evolución del énfasis en la generación haploide al énfasis en la generación diploide es la mayor eficiencia en la dispersión de esporas con estructuras diploides más complejas. La elaboración del tallo de esporas permitió la producción de más esporas y el desarrollo de la capacidad de liberarlas más alto y transmitirlas más lejos. Dichos desarrollos pueden incluir más área fotosintética para la estructura portadora de esporas, la capacidad de desarrollar raíces independientes, estructura leñosa para soporte y más ramificación.

Filogenia

Una filogenia propuesta de las plantas vasculares después de Kenrick y Crane 1997 es la siguiente, con modificaciones a las gimnospermas de Christenhusz et al. (2011a), Pteridophyta de Smith et al. y licofitas y helechos por Christenhusz et al. (2011b) El cladograma distingue a las riniófitas de las "verdaderas" traqueofitas, las eutraqueofitas.

Esta filogenia está respaldada por varios estudios moleculares. Otros investigadores afirman que tener en cuenta los fósiles lleva a conclusiones diferentes, por ejemplo, que los helechos (Pteridophyta) no son monofiléticos.

Hao y Xue presentaron una filogenia alternativa en 2013 para plantas preeufilofitas.

Distribución de nutrientes

Fotografías que muestran elementos xylem en el rodaje de una higuera (Ficus alba): triturado en ácido clorhídrico, entre diapositivas y deslizamientos de cubierta

El agua y los nutrientes en forma de solutos inorgánicos son extraídos del suelo por las raíces y transportados por toda la planta por el xilema. Los compuestos orgánicos como la sacarosa producidos por la fotosíntesis en las hojas se distribuyen por los elementos del tubo criboso del floema.

El xilema consta de vasos en las plantas con flores y de traqueidas en otras plantas vasculares. Las células del xilema son células huecas muertas de paredes duras dispuestas para formar filas de tubos que funcionan en el transporte de agua. La pared celular de una traqueida suele contener el polímero lignina.

El floema, por otro lado, se compone de células vivas llamadas miembros de tubo criboso. Entre los miembros del tubo criboso hay placas cribosas, que tienen poros para permitir el paso de las moléculas. Los miembros del tubo criboso carecen de órganos tales como núcleos o ribosomas, pero las células próximas a ellos, las células compañeras, funcionan para mantener vivos los miembros del tubo criboso.

Transpiración

El compuesto más abundante en todas las plantas, como en todos los organismos celulares, es el agua, que tiene un papel estructural importante y un papel vital en el metabolismo de las plantas. La transpiración es el principal proceso de movimiento del agua dentro de los tejidos vegetales. Las plantas constantemente transpiran agua a través de sus estomas a la atmósfera y reemplazan esa agua con la humedad del suelo absorbida por sus raíces. El movimiento del agua fuera de los estomas de las hojas genera un tirón o tensión de transpiración en la columna de agua en los vasos del xilema o traqueidas. La atracción es el resultado de la tensión superficial del agua dentro de las paredes celulares de las células del mesófilo, desde cuyas superficies tiene lugar la evaporación cuando los estomas están abiertos. Existen enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua, lo que hace que se alineen; a medida que las moléculas en la parte superior de la planta se evaporan, cada una tira de la siguiente para reemplazarla, que a su vez tira de la siguiente en la línea. La atracción de agua hacia arriba puede ser completamente pasiva y puede ser asistida por el movimiento del agua hacia las raíces a través de la ósmosis. En consecuencia, la transpiración requiere que la planta gaste muy poca energía en el movimiento del agua. La transpiración ayuda a la planta a absorber los nutrientes del suelo en forma de sales solubles.

Absorción

Las células vivas de la raíz absorben agua de forma pasiva en ausencia de la transpiración a través de la ósmosis, lo que crea presión en la raíz. Es posible que no haya evapotranspiración y por lo tanto no haya atracción de agua hacia los brotes y hojas. Esto generalmente se debe a altas temperaturas, alta humedad, oscuridad o sequía.

Conducción

Los tejidos del xilema y el floema juegan un papel en los procesos de conducción dentro de las plantas. Los azúcares se conducen por toda la planta en el floema; agua y otros nutrientes a través del xilema. La conducción ocurre desde una fuente a un sumidero para cada nutriente por separado. Los azúcares se producen en las hojas (una fuente) por fotosíntesis y se transportan a los brotes y raíces en crecimiento (sumideros) para su uso en el crecimiento, la respiración celular o el almacenamiento. Los minerales se absorben en las raíces (una fuente) y se transportan a los brotes para permitir el crecimiento y la división celular.