Grupo de Estudios Botánicos GEOBOTA
Universidad de Antioquia
Biología de las Plantas (2025-1)
La evolución de las plantas ha cambiado literalmente el mundo, y nadie puede afirmar que entiende la evolución a menos que entienda la biología de las plantas. Niklas (2016).
Fig 1: Imagen tomada de Sophien Kamoun [@KamounLab] (2017).
Hay tantas plantas en la Tierra que existe el peligro de considerarlas triviales y perder de vista la sutileza y eficiencia de su diseño. Son grandes y hermosas máquinas, impulsadas por la luz solar, absorbiendo agua del suelo y dióxido de carbono del aire, y convirtiéndolos en alimento para su uso y el nuestro. Sagan (1980).
Wandersee & Schussler (1999) describieron la ceguera a las plantas (plant blindness) como la incapacidad de percibir las plantas del entorno, reconocer su importancia o apreciar sus características biológicas únicas.
Algunos autores (Parsley, 2020) prefieren utilizar Disparidad en el conocimiento de las plantas (plant awareness disparity PAD) en lugar de Ceguera a las plantas.
Según Wandersee & Schussler (1999), las personas afectadas por la ceguera a las plantas presentan síntomas como los siguientes:
Algunos autores (Simpson, 2019) distinguen entre Botánica y Ciencia de las plantas. La primera abarca el estudio de la mayoría de los organismos tradicionalmente considerados como plantas (prácticamente todos los organismos eucariotas fotosintéticos o con paredes celulares y esporas), mientras que la segunda se enfoca en el estudio de las plantas terrestres (Embryophyta). Reconocer tanto la Botánica como las Ciencias de las plantas como campos de estudio diferenciados puede ser útil; sin embargo, la definición de estos campos puede variar y requerir aclaraciones adicionales.
Del latín medieval botanicus, y este del griego βοτανική botanikḗ, derivado de βοτάνη botánē ‘hierba’. Real Academia Española (2025).
Estudio científico de las plantas verdes (Viridiplantae), incluidas aquellas que contienen clorofilas a y b, almacenan sus productos fotosintéticos como almidón dentro de los cloroplastos con doble membrana donde se producen, y tienen paredes celulares compuestas de celulosa. Crisci et al. (2020).
En su nivel más básico, el método científico es un sencillo proceso de tres pasos (observar, explicar y comprobar) mediante el cual los científicos investigan la naturaleza. Carey (2012).
Toda la información aceptada sólo puede derivarse de observaciones o experimentos cuidadosamente documentados y controlados.
Sólo se estudian los fenómenos y objetos tangibles
Las fuerzas físicas que controlan el mundo son constantes a lo largo del tiempo y son las mismas en todas partes.
La base fundamental del método científico es el escepticismo
Fundamentos tomados de Mauseth (2016).
En algunas ciencias (sobre todo en biología) que se basan en la construcción de narraciones historicas, el método científico esencial en la actualidad es básicamente el inductivo. Mayr (1998).
Los estudios científicos adoptan muchas formas, pero básicamente comienzan con una serie de observaciones, seguidas de un periodo de experimentación mezclado con nuevas observaciones y análisis. Mauseth (2016).
¿Qué es una hipótesis? ¿Qué es una teoría?
El estudio de las plantas nos ha proporcionado una gran comprensión de la naturaleza de toda la vida y seguirá haciéndolo en los años venideros. Evert & Eichhorn (2013).
Según Font Quer (2001), la botánica se divide en botánica pura y botánica aplicada. La primera estudia las plantas desde un punto de vista puramente teórico, mientras que la segunda aborda los problemas prácticos o de aplicación que pueden surgir al utilizar los vegetales. La botánica pura puede subdividirse en botánica general y botánica especial.
Las plantas entran en nuestras vidas de innumerables maneras más allá de ser fuentes de alimento. Nos proporcionan fibra para la ropa, madera para muebles, refugio y combustible, papel para libros, especias para dar sabor, medicamentos y el oxígeno que respiramos. Dependemos completamente de las plantas. Además, tienen un gran atractivo sensorial y enriquecen nuestras vidas a través de los jardines, parques y áreas silvestres que disfrutamos. Evert & Eichhorn (2013).
Tomado de Niklas (2016).
Nota
Etnobotánica: rama de la botánica que estudia las interacciones entre las personas y las plantas. No sólo abarca el uso de las plantas por parte de las comunidades humanas, sino también su conocimiento, manejo y el simbolismo que estas tienen en diversas culturas.
Números | Plantas | Plantas útiles | Hongos | Hongos útiles |
---|---|---|---|---|
Especies | 28,947 | 7,472 | 7,140 | 374 |
Géneros | 3,583 | 2,140 | 1,763 | 192 |
Familias | 395 | 258 | 448 | 99 |
Tabla y gráficos de Negrão et al. (2022).
Fig 13: La biodiversidad que nos alimenta está gravemente amenazada. (FAO, 2019; ONU, 2019).
Fig 14: Regiones primarias de diversidad de los principales cultivos agrícolas del mundo. Khoury et al. (2016).
¿Sabes como llaman a la «medicina alternativa» que ha demostrado que funcionar? Medicina. Minchin (2011).
En Colombia existe un Catálogo de árboles urbanos en Colombia
La Biotecnología se encarga de la obtención de vegetales y productos vegetales mejorados mediante técnicas científicas. Nabors (2006)
Arroz dorado
Plantas resistentes a las plagas (Bt)
Vacunas comestibles
Plantas resistentes a toxinas
Plantas resistentes a los herbicidas
Por desgracia, la biología tiene más terminología de la cuenta. Niklas (2016).
Sistemática: ciencia que incluye y abarca la taxonomía tradicional, la descripción, identificación, nomenclatura y clasificación de los organismos, y que tiene como objetivo principal la reconstrucción de la filogenia, o historia evolutiva, de la vida.
Filogenética: clasificación basada en la historia evolutiva o el patrón de descendencia; se refiere a las relaciones entre grupos de individuos en un momento dado.
Sistemática filogenética: metodología para inferir el patrón de la historia evolutiva de un grupo de organismos mediante la agrupación de taxones basada en apomorfías.
Filogenia: historia evolutiva o patrón de descendencia de un grupo de organismos.
Cladograma: diagrama de ramificación que representa conceptualmente la mejor estimación de la filogenia. Sinónimo: árbol filogenético.
Definiciones tomadas de Simpson (2019).
Clado: grupo monofilético, formado por un ancestro común y todos los linajes que surgen de ese ancestro común. Ver: linaje.
Linaje: secuencia de poblaciones ancestrales-descendientes, en la que los miembros están vinculados o conectados por flujo génico. Ver: clado.
Taxón (plural, taxa): grupo de organismos, idealmente monofilético y tradicionalmente tratado con un rango determinado.
Rango: una de las categorías taxonómicas jerárquicas, en la que un rango superior incluye todos los rangos inferiores.
Definiciones tomadas de Simpson (2019).
Carácter: característica o atributo de un taxón.
Estado del carácter: una de las dos o más formas de un carácter.
Ancestral: se refiere a una condición o estado de carácter preexistente. Sinónimo: plesiomorfo; primitivo.
Derivado: se refiere a una nueva condición o estado del carácter. Sinónimo: apomórfico, avanzado.
Homología: similitud resultante de una ascendencia común. Adjetivo: homólogo.
Homólogo: carácter específico que es homólogo a otro rasgo citado. Ver: homología.
Definiciones tomadas de Simpson (2019).
Apoformia: una condición derivada o estado de carácter, que representa una novedad evolutiva.
Autapomorfía: apomorfía que se da en un único linaje o taxón.
Sinapomorfia: apomorfía que une dos o más taxones o linajes
Plesiomorfia: carácter ancestral
Definiciones tomadas de Simpson (2019).
Monofilético: grupo que consiste en un ancestro común más todos (y sólo todos) los descendientes de ese ancestro.
Parafilético: grupo que incluye un ancestro común más algunos, pero no todos, los descendientes de ese ancestro común.
Polifilético: grupo formado por dos o más grupos monofiléticos o parafiléticos separados, cada uno con un antepasado común distinto; grupo en el que el antepasado común de todos los miembros no es a su vez miembro del grupo.
Definiciones tomadas de Simpson (2019).
Este es un planeta azul, pero es un mundo verde. Niklas (2016).
El metabolismo de las plantas se basa en los principios de la química y la física.
Las plantas deben disponer de medios para almacenar y utilizar la información.
Las plantas se reproducen, transmitiendo sus genes y su información a sus descendientes.
Los genes y la información que contienen cambian.
Las plantas deben sobrevivir en su propio entorno.
Las plantas son organismos muy integrados.
Una planta individual es el resultado temporal de la acción conjunta de genes y medio ambiente.
Las plantas no tienen propósito ni capacidad de decisión.
Las plantas tienen tantos tipos y variaciones que una definición simple tiene muchas excepciones, y una definición que incluya todas las plantas y excluya todas las no plantas puede ser demasiado complicada para ser útil. Mauseth (2016).
Esta pregunta puede responderse de dos maneras conceptuales. Una, la tradicional, consiste en definir grupos de organismos como las plantas por las características que poseen. Una segunda forma es evaluar la historia evolutiva de la vida y utilizar esa historia para delimitar los grupos de vida. Simpson (2019).
Históricamente, las «plantas» incluían aquellos organismos que poseían fotosíntesis, paredes celulares, esporas y un comportamiento más o menos sedentario. Este grupo tradicional de plantas incluía una variedad de organismos microscópicos, todas las «algas» y las plantas más familiares que viven en tierra. Simpson (2019).
La mayoría de las plantas tienen hojas verdes, tallos, raíces y flores, pero enseguida se nos ocurren excepciones. Mauseth (2016).
Bacterias | Algas | Plantas | Hongos | Animales | |
---|---|---|---|---|---|
Tipo de célula | Procariota; unicelulares, pero pueden formar colonias | Eucariota; unicelulares y pluricelulares | Eucariota; pluricelulares | Eucariota; pluricelulares | Eucariota; pluricelulares |
Pared celular | Paredes celulares carentes de celulosa | Las paredes celulares de algunas especies contienen celulosa | Paredes celulares compuestas principalmente de celulosa | Paredes celulares compuestas principalmente por quitina | Sin paredes celulares |
Tipo de nutrición | Varios; algunas son fotosintéticas autótrofas | Fotosintéticas autótrofas | Fotosintéticos autótrofos | Heterótrofos que absorben alimentos | Heterótrofos que ingieren alimentos |
Reproducción | Fundamentalmente asexual | Sexual y asexual; algunas especies presentan dos formas o fases adultas: una que produce esporas y otra que produce ovocélulas y espermatozoides | Sexual y asexual; dos formas o generaciones adultas: una que produce esporas y que produce ovocélulas y espermatozoides; embrión protegido dentro de la planta madre | Sexual y asexual | Fundamentalmente asexual; embrión protegido dentro de la madre en algunas especies, incluidos la mayoría de los mamíferos |
Crecimiento | Indeterminado | Indeterminado o determinado | Indeterminado o determinado | Indeterminado o determinado | Determinado |
Superreinos (Eukaryota y Prokaryota) vs Tres dominios (Eukarya, Archaea, Bacteria)
Fig 33: El árbol de la vida. Eisenberg (2017).
Fig 34: El árbol de la vida. Beaud (2023). Tomado de Simonetta Gribaldo [@SGribaldo] (2023).
Las algas verdes (Chlorophyceae y Charophyceae) y las Embryophyta son un grupo monofilético de plantas que se denominan colectivamente Viridiplantae o Chloroplastida. Las Charophyceae y las Embryophyta se denominan colectivamente Streptophyta. Niklas (2016).
Las necesidades de un organismo fotosintético son relativamente sencillas: luz, agua, dióxido de carbono para la fotosíntesis, oxígeno para la respiración y algunos minerales. En tierra, la luz es abundante, al igual que el oxígeno y el dióxido de carbono, que circulan más libremente en el aire que en el agua. Además, el suelo suele ser rico en minerales. Así pues, el factor crítico para la transición a la tierra -o, como prefiere decir un investigador, «al aire»- es el agua. Evert & Eichhorn (2013)
Las plantas terrestres están unidas por varias novedades evolutivas que fueron adaptaciones a la transición de un medio acuático a la vida en tierra. Entre ellas se encuentran (1) una cutícula externa que ayuda a proteger los tejidos de la desecación; (2) gametangios especializados (órganos productores de óvulos y espermatozoides) que tienen una capa externa protectora de células estériles; y (3) una fase diploide intercalada (esporófito) en el ciclo vital, cuyo componente temprano e inmaduro se denomina embrión. Simpson (2019)
A pesar de la enorme diversidad de tamaño y aspecto entre estas plantas, todas las embriofitas modernas comparten tres importantes características del ciclo vital. (1) una alternancia de generaciones que incluye una generación haploide multicelular y una generación diploide multicelular. (2) la retención de los óvulos y sus embriones diploides dentro de una estructura llamada arquegonio (o su homólogo evolutivamente modificado). (3) la formación de espermatozoides dentro de una estructura denominada anteridio (o su homóloga modificada evolutivamente). Niklas (2016).
Fig 38: Árbol filogenómico de plástidos basado en el análisis de 1827 taxones de Viridiplantae y 52 outgroups utilizando 78 genes codificadores de proteínas. Gitzendanner et al. (2018).
Fig 39: Las inferencias filogenéticas se basaron en el análisis ASTRAL de 410 familias de genes nucleares de una sola copia extraídas de datos genómicos y transcriptómicos de 1.153 especies, incluidas 1.090 especies de plantas verdes (Viridiplantae). One Thousand Plant Transcriptomes Initiative et al. (2019).
Fig 40: Diversidad de las plantas terrestres. Nabors (2006).
World Flora Online (WFO, 2025) registra 380,153 nombres aceptados para Embryophyta
Fig 42: SiB Colombia (2025) reporta 37,718 especies de Embryophyta para Colombia. Angiospermas (32,343), Helechos (2,174), Musgos (1,312), Hepáticas (846), Gimnospermas (117), Antocerotas (19).
Fig 43: SiB Colombia (2025) reporta 13,581 especies de Embryophyta para Colombia. Angiospermas (11,526), Helechos (1,036), Musgos (580), Hepáticas (284), Gimnospermas (37), Antocerotas (3). Antioquia es el departamento con el mayor número de especies endémicas, así como de especies amenazadas.
Para poder hacer una tarta de manzana a partir de cero hay que inventar primero el universo. Sagan (1980)
Ocho acontecimientos de la historia de la vida vegetal se perfilan como monumentales por sus consecuencias sobre todas las formas de vida.
Los orígenes de los seres vivos están indicados por los depósitos más antiguos conocidos de grafito y estromatolitos. Los grandes yacimientos de minerales de hierro en bandas (oxidados) indican la presencia de oxígeno libre (y, por tanto, la evolución de la fotosíntesis). La aparición de las algas rojas es una prueba de la evolución de los organismos eucariotas pluricelulares, y los restos fósiles de plantas terrestres indican que estos organismos desarrollaron características que permitían su crecimiento en el aire. Niklas (2016).
Fig 47: Esquema de la columna geológica que enfatiza el intervalo de tiempo denominado Fanerozoico (que abarca desde 570 Mya hasta la actualidad). Niklas (2016).
No es una hipérbole decir que las plantas con flores han entrenado a los animales para que se conviertan en su cerebro y músculo sustitutos. Niklas (2016)