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Adaptaciones evolutivas en
plantas y biotecnología
Algunas ventajas evolutivas de las angiopermas:
• Las flores en las angiospermas pueden atraer
polinizadores usando claves visuales y
químicos volátiles.
• Muchas angiospermas se reproducen sexual y
asexualmente.
• Relaciones simbióticas entre plantas y otras
especies son comunes.
Polinización:
• La polinización de las flores y el transporte de
las semillas por animales son dos relaciones
importantes en los ecosistemas terrestres.
• La polinización puede ser por viento, agua,
insectos, aves y murciélagos.
Fig. 38-4a
Abiotic Pollination by Wind
Hazel staminate flowers
(stamens only)
Hazel carpellate flower
(carpels only)
Fig. 38-4b
Pollination by Bees
Common dandelion under
normal light
Common dandelion under
ultraviolet light
Fig. 38-4c
Pollination by Moths and Butterflies
Anther
Stigma
Moth on yucca flower
Fig. 38-4d
Pollination by Flies
Fly egg
Blowfly on carrion flower
Fig. 38-4e
Pollination by Birds
Hummingbird drinking nectar of poro flower
Fig. 38-4f
Pollination by Bats
Long-nosed bat feeding on cactus flower at night
• Mecanismos de dispersión de frutos incluyen:
– Agua
– Aire
– Animales
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Fig. 38-11a
Dispersal by Water
Coconut
Fig. 38-11b
Dispersal by Wind
Winged seed
of Asian
climbing gourd
Dandelion “parachute”
Winged fruit of maple
Tumbleweed
Fig. 38-11c
Dispersal by Animals
Barbed fruit
Seeds carried to
ant nest
Seeds in feces
Seeds buried in caches
Reproducción asexual en plantas:
•
Fragmentación, la separación de partes de la planta que se
desarrollan en nuevas plantas, es muy común. Por ejemplo, en
algunas especies, una planta produce ramas adventicias que se
convierten en pIantas separadas.
•
Apomixis es la producción asexual de semillas a partir de células
diploides sin que ocurra fecundación (ej. Algunos cítricos).
•
La reproducción asexual puede ser beneficiosa en un ambiente
estable. Pero hace las plantas vulnerables a extinción local si hay
cambios ambientales.
•
La reproducción sexual genera la variación genética que hace posible
la adaptación evolutiva. Pero solo una fracción de las plántulas
sobrevive.
Importancia económica de las plantas:
• Las plantas son fuente importante de alimento,
combustible, productos de madera y medicinas.
• Seis cultivos (trigo, arroz, maíz, papas, yuca y
batatas) proveen el 80% de las calorías
consumidas por los humanos.
• Los cultivos modernos son productos de cambios
genéticos resultado de selección artificial.
• Nuestra dependencia en las plantas hace que su
preservación sea crítica.
Importancia de la biodiversidad de las plantas:
• La destrucción de los hábitats está causando
la extinción de muchas especies de plantas.
• La pérdida de las plantas y sus hábitats
usualmente viene acompañada de pérdida de
otros organismos.
• Si sigue la tendencia actual de destrucción de
hábitats, el 50% de las especies de la Tierra se
extinguirán en los próximos 100–200 años.
Table 30-1a
Biotecnología en plantas:
• La biotecnología en plantas se refiere a las innovaciones
en plantas para hacer productos útiles de ellas.
– Ejemplo de uso de la tecnología es para aumentar la
calidad y cantidad de alimentos mundialmente.
– La biotecnología ha estado presente por siglos. Por
ejemplo, los agricultores han seleccionado semillas de
las plantas que tienen las características que desean
en la progenie.
Modificación de cultivos por entrecruzamiento e
ingeniería genética:
• El hombre ha intervenido en la reproducción de las plantas
por miles de años.
• La capacidad de las plantas de hibridizar ha sido usada
para introducir nuevos genes. Un ejemplo es el maíz,
producto de selección artificial y uno de los mayores
cultivos hoy día.
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Propagacion vegetativa y la agricultura:
• El hombre ha buscado formas de propagar
asexualmente las angiospermas; por ejemplo
usando la habilidad de las plantas en formar
raíces o ramas.
• Ejemplo: por la técnica de esquejes una rama
o yema se injerta en una planta de una especie
o variedad cercana. Se suele usar en árboles
frutales o especies ornamentales.
•
Clonación en tubos de ensayo
Investigadores han creado técnicas in vitro para crear y clonar plantas por
cultivo de tejidos. Esto consiste en un cultivo realizado en un medio libre de
microorganismos y utilizando soluciones nutritivas y hormonas vegetales, que
provocan el crecimiento de raíces, tallos y hojas a partir de un fragmento de
una planta.
(a) Celulas no diferenciadas
(b) Celulas diferenciadas
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Plantas modificadas genéticamente
• La tecnología moderna ha permitido la selección de genes
con algún uso en particular y transferirlo de un organismo
a otro. Esta tecnología está siendo ampliamente usada en
la agricultura e industria. Plantas Transgénicas (GM) son
plantas que han sido modificadas para expresar un gen de
otro organismo. Esta transferencia de genes no se limita a
especies cercanas, ni siquiera a mismo grupo de
organismos.
• Ejemplos de usos para cultivos son: producir proteínas
que los defiendan contra pestes; tolerar herbicidas; resistir
enfermedades especificas.
• El arroz dorado es una variedad transgénica en desarrollo
para atender la deficiencia de vitamina A en países
pobres.
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El debate sobre la biotecnología:
• Algunos biólogos están preocupados sobre el efecto
organismos GM en el medio ambiente.
• Algunas de las preocupaciones son: que se puedan
transmitir alergenos de una fuente de genes a una planta
usada como alimento; el posible efecto de estos cultivos GM
en otros organismos.
• Quizás la preocupación mayor es la posibilidad de que
genes introducidos puedan escaparse por hibridización
natural.
• Para prevenir esto, se está trabajando para introducir en los
cultivos: esterilidad de polen, apomixis, transgenes en ADN
de cloroplastos (no se transfieren por polen) y auto
polinización estricta.