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TRABAJO PRÁCTICO N° 5 BOTÁNICA SISTEMÁTICA – INGENIERÍA AGRONÓMICA PLANTAS VASCULARES PLANTAS CON SEMILLAS: DIVISIÓN ANTÓFITAS (ESPERMATÓFITAS) SUBDIVISIÓN ANGIOSPERMAS – CLASE LILIÓPSIDAS (MONOCOTILEDÓNEAS) INTRODUCCIÓN Las Liliópsidas son llamadas Liliópsidas, según Cronquist 1981, 1988, Correspondiendo a la categoría taxonómica de Clase. En la clasificación de Engler son categorizadas como la subclase Monocotyledonae y en las clasificaciones más modernas como los APG I (1998) y II (2003) se nombran en inglés como Monocots. En las Liliópsidas el embrión presenta un solo cotiledón. Al germinar presentan un crecimiento hipógeo. En cuanto a su estructura el tallo de la Liliópsidas presentas haces vasculares independientes, dispersos en el córtex y bastante numerosos, no sólo al principio de su desarrollo, sino durante todo su ciclo de vida. El tallo no aumenta su grosor se conserva invariable el espesor cuando ha llegado al estado adulto; una palmera, por ejemplo, tiene el estípite más o menos largo, pero su grosor se conserva invariable. Ello es consecuencia que el número de haces conductores se mantiene constante, porque las necesidades de la palmera, en cuanto al agua y a la savia que circula por dichos haces conductores, permanecen constantes. En efecto, esas necesidades podrían variar aumentando el número número de hojas de la planta, al desarrollarse, desarrollarse, pero la palmera conserva en lo alto del estípite un penacho de hojas que, con poca diferencia, siempre son las mismas. Cuando las Liliópsidas son perennes y se ramifican, el tronco aumenta en espesor; pero raramente sucede así. Es decir, los tallos no presentan formación de madera secundaria y por ende, ausencia de un verdadero tronco. Si bien las Liliópsidas son principalmente de hábito herbáceo, algunas pueden alcanzar grandes alturas y tamaños, particularmente los ágaves, las palmeras, los pandanos, y los bambúes. Otra característica que distingue a las Liliópsidas se refiere a la forma y nervaduras de las hojas. Presentando mayormente hojas lanceoladas, con nervaduras paralelas y una vaina basal que abraza al tallo. Algunas familias como las poáceas, presentan una estructura generalmente, membranosa, denominada lígula. La flores, también presentan características notables, por lo general, presentan flores trímeras, dispuestas en cinco verticilo, compuesto por 3 sépalos, 3 pétalos, 2 verticilos de 3 estambres cada uno, y 3 carpelos. En la clasificación de Engler, las Liliópsidas constituyen la primera clase de las angiospermas. Sin embargo, no pueden enlazar con las Gimnospermas con naturalidad. Entre las Gimnospermas y las Liliópsidas no existen formas de enlaces intermedias. Actualmente, se trata de establecer una sucesión de tipos vegetales de tal modo concatenados que pase de unos a otros, sin grandes saltos, colocan al principio de las Angiospermas ciertas familias de plantas de Magnoliópsidas de organización floral muy sencilla, como las casuarinas y las Fagales y suelen reunir a las Liliópsidas en un grupo a modo de apéndice al final de las Dicotiledóneas. En cuanto a su origen, las Liliópsidas parecen derivar del orden Ranales. En efecto, entre éstas hallamos estructuras semejantes a la de las Liliópsidas: el aborto de uno de los cotiledones; flores trímeras en sus diversos verticilos, entre otras características. Por lo tanto, podemos considerarlas derivadas de diversos tipos ancestrales de aquel orden, su organización ha resultado tan bien concebida que ha perdurado diversificándose en millares y millares de estirpes; solo las orquídeas comprenden cerca de 20 mil especies. Las Liliópsidas comprenden alrededor de 56.000 especies, especies, el 22 % de todas las angiospermas. Entre las Liliópsidas se se incluyen las bien conocidas aráceas, los lirios, el jengibre, las orquídeas, las palmeras, los pastos y los cereales. La familia de los pastos y los cereales (Poaceae) es quizás el grupo económicamente más importante de todas las plantas e incluyen cereales como el arroz, el trigo, el maíz, la cebada y el centeno. La mitad de la diversidad de Liliópsidas puede ser ser encontrada sólo en dos familias, Orchidaceae (la familia de las orquídeas) y Poaceae (la familia de los pastos y los cereales), que incluyen el 34 % y el 17 % respectivamente de todas las especies de Liliópsidas. Estas dos familias también están entre las familias más grandes de angiospermas, y son miembros dominantes de muchas comunidades de plantas (Soltis et al. 2005).
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Trabajo Practico N° 5
Botánica Sistemática 2010
Ing. Agronómica
Prof. Ing. Verónica L. Pavez Casella
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Clasificación Cronquist (1981) reconoce en las Liliópsidas cinco subclases, las cuales pueden caracterizarse del siguiente modo: 1.
Flores apocárpicas, plantas acuáticas o semi-. Polen tricelular. Endospermo escaso o ausente_____________________________________________________ Subclase ALISMATIDAE 1'. Sincárpicas, terrestres. Polen bi- o tricelular. Endospermo presente o ausente __________2
2.
Flores pequeñas, numerosas, inflorescencia con espata. Hojas no p aralelinervias. Endospermo no amiláceo____________________________________________________________ Subclase ARECIDAE 2'.
3.
Inflorescencias sin espata. Hojas paralelinervias _______________________________ 3
Flores sin nectarios. Polinización anemófila. Ovario súpero. Endosperma amiláceo _________________________________________________________ Subclase COMMELINIDAE 3'. Flores con nectarios. Polinización entomógama _________________________________ 4
4.
Sépalos diferentes de los pétalos. Endospermo amiláceo. Plantas no micotróficas ______________________________________ Subclase ZINGIBERIDAE 4'.
Sépalos petaloideos.
Endospermo no amiláceo o sin endospermo. Plantas micotróficas ________________________ Subclase LILIDAE
Diversidad Dentro de las Liliópsidas, la familia Poaceae contiene cerca de diez mil especies, en las que se incluyen casi todos los cereales, plantas productores de granos; lo que la convierte en la familia más importante como fuente de alimento para el ser humano. Al igual que muchas Angiospermas primitivas, la mayoría de las Poáceas depende del viento para la polinización. La mayor parte de las especies poseen tallos finos, relativamente cortos, huecos (culmos), aunque en especies como el bambú tropical, los tallos son bastante gruesos y altos. Las flores de las Poáceas no son muy vistosas y pueden ser bisexuales o unisexuales, según la especie. Sin embargo, la mayoría son hermafroditas. Las anteras penden de filamentos largos y finos, lo que facilita al polen mezclarse con el viento. Los granos de polen en sí son secos y de paredes finas; esto permite al viento transportarlos a mayores distancias. El fruto es un cariópside de una sola semilla, un grano con un único cotiledón prominente denominado escutelo, del latín “ scutella”, escudo pequeño. La espiguilla, que puede ser uniflora o multiflora, está provista de un eje (raquidio) que porta en la base 2 escamas opuestas como brácteas estériles, la gluma, sobre las cuales se sitúan las flores. En la base de cada flor se encuentran otras dos glumillas, como brácteas fértiles, donde la inferior recibe el nombre de lema, y la superior, más pequeña y normalmente envuelta por la anterior, se llama pálea. La Gluma y lema, pueden estar provistas de aristas y en tal caso se dice que están aristadas. En las flores se observan restos del perianto, representado por 2 (3) lodículas, de consistencia membranosa, donde se mantienen los 3 estambres del androceo. El gineceo, constituido en su origen por 2 (3) carpelos, es unilocular, con un solo óvulo y con 2 (3) estigmas plumosos. La fórmula floral resultante es la siguiente: P 2-3, A 3, G (1) La familia de las Orchidaceae, son Liliópsidas que forman la mayor familia de plantas con flores. Las orquídeas, generalmente localizadas en los Trópicos, son plantas herbáceas, muchas de las cuales son epífitas. Los cálculos del número de especies varían entre 20 mil y 38 mil, principalmente debido a que las especies poseen un gran número de especies sin identificar. La mayoría de las flores de orquídeas poseen simetría bilateral, zigomorfas y tres o menos de cada tipo de hoja modificada. Por ejemplo, los pétalos suelen estar en grupos de tres, trímeras, mientras que los estambres suelen ser uno o dos. Los pétalos son grandes y vistosos, generalmente con dos pétalos laterales que flanquean uno central en forma de cuenco con un labio largo que aloja a los polinizadores. Con frecuencia, los pares de anteras se separan de la planta como estructuras libres denominados polinios. El fruto es una cápsula y contiene semillas sin endosperma. Los embriones son bastantes pequeños comparados con los de otras plantas, y las semillas son liberadas cuando los embriones están inmaduros. 2
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Normalmente, las semillas den las orquídeas precisan de un compañero fúngico, simbiosis, para germinar e iniciar el desarrollo de la plántula.
Objetivos 1. 2. 3. 4. 5.
Señalar las características morfológicas principales de este grupo taxonómico. Reconocer las principales Familias y Géneros por su importancia, uso y hábitat. Describir el órgano floral de las familias Poáceae, Lilliaceae y Orchidaceae, señalando las características taxonómicas que las diferencian Dar ejemplos de algunas especies con sus nombres científicos y vulgares de las especies más importantes de Liliópsidas. Identificar caracteres morfológicos y anatómicos diagnósticos en especies representativas y con aplicación agronómica y/o utilidad económica.
Materiales
Plantas de Liliópsidas (trigo, maíz, cebolla, ajo, malezas y/o forrajeras de la familia de Poáceas) Pinzas bisturí Papel absorbente Cápsulas de Petri Lupa binocular
Actividades a. b.
c.
d. e. f.
Caracterizar a las Liliópsidas desde el punto de vista morfológico y taxonómico Describa brevemente la morfología de las familias de las Poáceas y Liliáceas. Esquematice las principales diferencias que puedes distinguir entre los distintos ejemplares, destacando aquellas que sirven para diferenciarlas taxonómicamente, principalmente en lo que se refiere a sus tallos, hojas y sistema radicular. Dibuje las estructuras reproductivas, femeninas y/o masculinas, de cada una de las especies asignadas, caracterizando la morfoanatomía, especificando cada una de sus partes. Utilice la lupa binolocular. Realice la formula y diagrama floral de cada una de las especies estudiadas. Trate de identificar las especies con las cuales a trabajado en el laboratorio, utilizando la clave del práctico para las subclases de Liliópsidas y la bibliografía asignada. De de ejemplos de especies de Liliópsidas de interés agronómico, con nombres comunes y científicos, ubicándolas en las familias y ordenes correspondientes. Valorar la importancia de los representantes de esta División en la actividad agronómica actual.
Responda las siguientes preguntas 1. 2. 3. 4. 5.
Explique que características de las Liliópsidas hacen pensar a algunos botánicos, que esta clase sería más evolucionada que las Magnoliópsidas. Describa algunas de las variaciones en la estructura floral de las poáceas y orchidáceas, comparando. Esquematice Describa las características que pr esentan las poáceas, que hacen que sean una importante fuente de alimentación humana Realice un paralelo en relación a los tallos y hojas de tres de las familias más representativas de Liliópsidas Compare las ventajas y desventajas que presentan las Monocotiledóneas en su ciclo de vida, en relación a las Magnoliópsidas.
Preguntas de Seminario 1. 2. 3. 4.
Conforme a lo que conoce ¿por qué cree que las Liliópsidas son más eficientes en cuanto a la producción de compuestos orgánicos en la fotosíntesis? ¿Qué es el Gluten, Cómo esta formado y cuál es su utilidad? ¿Qué tipos de Poáceas se cultivan en nuestro país y para que se usan? ¿Cómo se obtienen las variedades híbridas?
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