GIMNOSPERMAS

Gymno = desnudo, sperma = semilla

Es un grupo diverso de plantas de origen polifilético. Abundantes en otras eras geológicas y representadas actualmente sólo por grupos relictos.

Dominaron el periodo mesozoico (hace 200 MDA), donde eran muy abundantes y dominaban el paisaje del mundo.

Se distribuyen en todo tipo de climas, abundantes en regiones templadas donde dominan la vegetación.

En la actualidad, en algunas regiones del mundo estas plantas son más abundantes que las plantas con flores.

Actualmente existen 12 familias, 63 géneros y 500-725 especies, en comparación con las 250000 especies de angiospermas.

Características Generales

Morfológicamente, los diferentes grupos de gimnospermas son poco parecidas entre si, pero coinciden en la presencia de semillas desnudas.

Forma biológica: árboles

Sistema vascular: presencia de cámbium vascular, xilema formado por traqueidas (no hay vasos)

Taxonómicamente se agrupan en 4 divisiones:Taxonómicamente se agrupan en 4 divisiones:

Cycadophytas (Géneros: 9, Especies: 65)Ginkgophyta (Géneros: 1, Especies: 1)Conipherophyta (Géneros: 50 , Especies: 550)Gnetophyta (Géneros: 3, Especies: 71)

HojasHojasConíferas: forma de aguja o escamas, 2 mm a 20 cmCicadáceas: forma de fronda, hasta 2 mGinkgo: forma de abanico, 5-10 cm

Morfología de las hojas en

gimnospermas:

a) flabeladas en Ginkgo

b) elípticas en Gnetum

c) aciculares en Pinus

d) lanceoladas como en

Pseudotsuga

e) y f) escamosas como en

Ephedra y cupresáceas

g) modificadas en brácteas,

presentes en pináceas

c)

d)

e)

f)

g)

a)

b)

HojasHojas Fotosintéticas en los 4 grupos Coriáceas y rígidas, no deciduas en Cicadáceas y la

mayoría de las Coníferas Flexibles y deciduas en Ginkgo y algunas Coníferas

Características reproductivas:Características reproductivas:•Reproducción sexual•Heterospórea (conos masculinos y femeninos)•Plantas monoicas•Polinización por el viento•Ciclo representativo (Pinus sp)• Etapas reproductivas del esporofito:

Polinización, Fecundación y Dispersión de semillas

Las semillas son dejadas en las superficies de pedículos o escamas, en lugar de estar encerradas en un fruto.

Ciclo vital del pino. Las letras A a H ilustran las etapas de desarrollo en los óvulos del cono ovulado, de la célula de la espora, en A, a la semilla madura, en G.

Plantas que pueden llegar a medir desde unos 5 cm hasta 3 metros, constan de un tronco macizo, por lo regular sin ramas, que lleva una corona de grandes hojas pinnadas, a manera de una palmera.

Algunas especies tienen un tallo subterráneo corto, suculento, en lugar de un tronco aéreo.

Las hojas son duras, compuestas, por lo regular grandes y pinnadas que se parecen a las de los helechos (tienen aspecto de fronda) y alcanzan una long. de 2 m o más.

CycadophytasCycadophytas

•La edad aproximada de la planta puede calcularse por el número de las bases foliares, el número de hojas en la corona y el número de años que dura una corona completa.

•Con esta base, se cree que algunas Cicadáceas tienen más de 1000 años de edad.

•La raíz manifiesta un eje primario que puede medir varios metros de longitud, puede presentar varias ramas cortas que salen a la superficie del suelo.

•Las semillas nacen en un cono simple terminal en la mayoría de las especies actuales y en algunas fósiles

Durante la era mesozoica, la distribución de las cicadáceas se extendía por todo el mundo, pero actualmente solo subsisten nueve géneros, con aproximadamente 65 especies, que solo se encuentran en las regiones tropicales y subtropicales. La mayoría están confinadas a México y las Antillas, en el hemisferios septentrional, y a Australia y Sudáfrica en el hemisferio meridional.

Estas plantas crecen lentamente, y algunas especies pueden alcanzar 1 000 años, con solo 1.5 ó 1.8 m de altura.

Las cicadáceas son plantas diecias. Los conos son a menudo masivos, lo que ocurre tanto en los conos de polen como en los de semilla.

La reproducción de las cicadáceas es similar a la de las coníferas , excepto en que las células espermáticas tienen cilios y son liberadas a partir del tubo polínico juntamente con un líquido en que nadan para llegar al huevo de un arquegonio.

Cycas revoluta

GinkgophytasGinkgophytas

•Fue un grupo muy bien representado en el periodo Pérmico pero actualmente el único sobreviviente es Ginkgo biloba (árbol de la cabellera virginal o ginkgo), de ahí que a esta planta se le considere un fósil viviente.

•la especie está extinta en sus formas silvestres, habiendo sido conservada desde tiempos muy antiguos, como planta cultivada en monasterios orientales.

•Ginkgo es un árbol de tamaño medio, con tallo y raíz leñosa. El tallo presenta cavidades mucilaginosas en lugar de conductos resiníferos.

•Hojas tienen forma de abanico, miden aprox. 10 cm. y están divididas en la punta (muescas), venación dicotómica.

Los detalles de la reproducción sexual son similares a los del pino, pero, al igual que las cicadáceas, los espermas de ginkgo son ciliados y están en condiciones de nadar del tubo polínico al huevo de un arquegonio.

Especie dioica (plantas masculinas y plantas femeninas).

Al igual que en las cicadáceas y las coníferas, la polinización tiene lugar por el viento.

Las semillas se encuentran en conos de consistencia parecida al papel, presentan un olor a queso maduro y son muy estimadas en Oriente como alimento.

En los últimos años se le ha reconocido a esta planta un poder terapéutico relacionado con la circulación sanguínea.

Para su cultivo se prefiere el árbol masculino

Gnetophytas

Este grupo incluye tres grupos de plantas, agrupadas en tres órdenes cada uno con 1 género:Gnetales = Gnetum (30 especies)Ephedrales = Ephedra (40 especies)Welwitschiales = Welwitschia mirabilis (única especie)

Las especies de Gnetum son principalmente enredaderas o pequeños arbustos con hojas anchas similares a las de las dicotiledóneas. Se encuentran en Asía, Africa y Sudamérica.

El género Ephedra esta formado por arbustos que habitan en las zonas áridas del norte de México y Sur de Estados Unidos.

Welwitschia mirabilis existe solo en desiertos del sur de Africa.

Las gnetophytas tienen vasos y no traqueidas como el resto de las gimnospermas

Gnetum Gnetum spsp

Ephedra sp

Welwistchia mirabilisWelwistchia mirabilis

ConiferophytasComprenden la gran mayoría de las especies de gimnospermas existentes.

Abeto Douglas (Pseudotsuga menziesii)

Pino Scots (Pinus sylvestris)

Características Reproductoras

La reproducción tiene principalmente lugar en las gimnospermas, por medio de semillas formadas por reproducción sexual y raramente por propagación vegetativa.

Los árboles de pino producen dos clases de conos:

Conos de polen, se desarrollan en las ramas inferiores del árbol y suelen ser más bien pequeños y de textura algo blanda.

Racimo de conos de polen (microsporangiados) de

pino.

Conos de semilla: suelen encontrarse en la parte superior del árbol y son mayores que los conos de polen (en ocasiones alcanzan un largo de casi medio metro) y se hacen duros y leñosos al llegar a la madurez.

Los árboles de pino son monoicos, esto es, un solo árbol lleva conos tanto de polen como de semilla.

El cono de semilla lleva muchas escamas ovulíferas (escamas de cono de semilla) dispuestas en espiral alrededor de un eje central, llevando cada escama dos megasporangios u óvulos en su superficie superior.

Sección longitudinal diagramática de conos jóvenes de semilla.

Conos de:a) Pinus b) Pseudotsugac) gálbula de Juniperus; y escamosos d) aplanados, vista dorsal y laterale) peltados, vista lateral y dorsal

a) b)

c) d)

e)

Bráctea del cono

Apófisis

Etapas de desarrollo del cono de semilla:

a) La primera estación de este ciclo (primavera), tiene lugar la polinización, y el cono joven de semilla es pequeño, blando y verde, estando sus escamas ligeramente separadas; está en condicones de recibir, en esta forma, los granos de polen que caen entre las escamas y se alojan cerca de los óvulos.

b) En el verano, otoño e invierno siguientes, las escamas se endurecen y se juntan para formar un cono cerrado compacto, que ahora contiene el polen.

c) La fecundación tiene lugar el verano siguiente, (12 a 13 meses después de la polinización), las semillas se desarrollan durante este segundo verano.

d) En el otoño, cuando las semillas están maduras, las escamas se separan para liberar las semillas. En algunas especies los conos no se abren todavía durante un año más.

El ciclo vital del árbol del pino (29-16) presenta varias características llamativas que vale la pena destacar:

a) Los gametofitos son muy pequeños, carecen de clorofila y dependen, por lo que se refiere a la alimentación, del esporofito.

b) El pino es polinizado por el viento. El esperma es llevado al huevo por el desarrollo de una porción (tubo polínico) del gametofito masculino hacia dentro del gametofito femenino. Así, pues el agua no es necesaria para la fecundación.

c) El gametofito femenino permanece dentro del megasporangio, en cuyo interior tiene lugar lafecundación y el desarrollo del embrión. El megasporangio, el megagametofito y el embrión encerrado, y el integumento circundante madurado, o cubierta seminal, constituyen la semilla del pino.

d) El tejido de almacenamiento de la semilla de pino forma parte del megagametofito, y no es resultado de una triple fusión nuclear, como en las antofitas.

La reproducción en las demás coníferas es fundamentalmente similara la de los pinos, aunque se dan en algunos géneros diferencias

secundarias.

Miembros representativos

ConiferofitasDistribuidas por la tierra y son muy conocidas por su valor tanto ornamental como económico. Debido a su abundancia y a su importancia ecológica, se las ha designado como las principales formadoras de bosques del mundo.

Además de los pinos, comprenden los abetos, pinabetes, alerces, juníperos, tejos, píceas, cipreses y muchos otros grupos.

La reproducción es fundamentalmente similar en las demás coníferas a la de los pinos, aunque se dan algunas diferencias. Por ejemplo, los tejos, pinabete, abeto y alerce tienen un intervalo de una solas semanas entre la polinización y la fecundación, y sus semillas maduran en la misma estación en que tiene lugar la polinización.

Pinos gigantes de California, puede alcanzar alturas de más de 100 metros, con diámetro de tronco de más de 10 metros.

Pinos de cono cerdoso, algunos de cuyos ejemplares existentes se sabe que datan de hace más de cinco mil años.

En la mayoría de los casos se reconoce a un ancestro psilofita del cual derivaron grupos fósiles, denominados "progimnospermas".

Éstos a su vez originaron posiblemente a helechos con semillas y gimnospermas.

Banks consideró en 1970 que los helechos verdaderos se originaron en forma independiente a partir del ancestro psilofita.

No existen pruebas de que alguno de los grupos existentes de gimnospermas esté emparentado con el otro gran grupo de plantas portadoras de semillas, esto es, las antofitas, o plantas de flores.

Origen de las gimnospermas

Importancia en la naturaleza y en la vida del hombre

Las coníferas son sumamente importantes en la naturaleza y la economía humana.

Contienen eficazmente la erosión del suelo y revisten importancia por cuanto proporcionan albergue y semillas comestibles a muchos animales silvestres.

Las maderas blandas, tales como: pino, cedro, madera roja, pinabete, abeto y abeto Douglas. Estas maderas son especialmente valiosas en la construcción y en la manufactura de pulpa de papel.

Si se destilan, estas maderas proveen de; alquitrán de la madera, alcohol y otros productos industriales valiosos.

Los compuestos aromáticos, tales como aceite de cedro y aceite de pino (trementina), son ingredientes importantes en medicina, pintura, incienso y perfumería.

Las resinas de las coníferas son particularmente valiosas en los barnices y las pínturas.

La corteza de la pícea constituye una fuente importante de taninos utilizados en el curtido de pieles para formar cuero y en la manufactura de algunas clases de tinta.

Pinus arizonica Engelm. Abies durangensis Mtz.

FAMILIA PINACEAE

Pinus pseudostrobus

Pinus teocote

Abies homolepis Picea breweriana

Cupressus arizonica Greene.

FAMILIA CUPRESSACEAE

Thuja occidentalis Juniperus oxycedrus

Taxodium mucronatum Ten.

FAMILIA TAXODIACEAE

Taxus globosa

FAMILIA TAXACEAE

Taxus baccata