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Evolución de las plantas: Grandes Hitos

Las plantas han tenido una larga historia y han configurado el mundo. Primero una célula aprendió a captar la luz solar para obtener energía.

Luego una de estas células se introdujo en una célula mayor y estableció una simbiosis para desarrollar un organismo fotosintético más complejo y eficaz. Varias de estas células con simbiontes se agregaron y formaron organismos pluricelulares con órganos especializados. Más tarde se conquistó la tierra firme y se llegó a la semilla y a la flor. En el camino, la atmósfera quedó transformada, se generaron los suelos de todos los continentes, se impulsó la evolución de incontables especies animales y se produjeron inmensos depósitos de carbón que no son otra cosa que bosques enterrados.

Las cianobacterias no inventaron el metabolismo independiente (esto probablemente lo hicieron bacterias que extraían energía de reacciones entre sustancias minerales), ni siquiera la fotosíntesis, pero fueron las primeras que usaron la luz solar para romper la molécula de agua, generando hidrógeno y oxígeno. Como el agua abunda por doquier, tuvieron un éxito enorme, del que se aprovecharon unas células mayores, que las engulleron y esclavizaron, usurpando su control genético y obligándolas a producir alimento para ellas. Habían surgido las algas verdes, que poseen en su interior los restos de cianobacterias primitivas: los cloroplastos, las fábricas de alimento de las células vegetales.

Las algas verdes están en el origen de todas las plantas terrestres. Poseen los mismos tipos de clorofila que las plantas terrestres, así como la misma sustancia de reserva (almidón) y el mismo elemento constructor en su pared celular (celulosa, que dicho sea de paso, es la molécula orgánica más abundante de la biosfera). Otras algas, como las rojas, pardas y doradas, no tienen nada que ver desde el punto de vista evolutivo con las plantas terrestres. Las algas verdes viven tanto en el mar como en aguas dulces y hace unos quinientos millones de años, aproximadamente, dieron el salto a tierra firme.

No se sabe muy bien quién dio este salto. Probablemente fueron antepasados de los musgos actuales, que aún hoy siguen relegados sobre todo a ambientes húmedos, y cuya relación con el resto de plantas terrestres no está demasiado clara. O quizá fueron los psilófitos, que se conocen por fósiles que aparecen hace unos 450 millones de años y que son las primeras plantas que poseían haces conductores para el agua y estomas (agujeros para el intercambio gaseoso). Estas plantas tenían un aspecto muy primitivo, pues no contaban con raíces ni con hojas, y sus delgados tallos fotosintéticos se ramificaban de manera dicotómica.

Las plantas que inventaron las hojas fueron las psilotatas, de las que aún perduran dos géneros que son verdaderos fósiles vivientes (Psilotum nudum prospera en España en una pequeña y secreta localidad de Cádiz). Se supone que las hojas se formaron a partir de varias ramificaciones que se situaron en el mismo plano y que quedaron adheridas durante su desarrollo. Las raíces fueron desarrolladas por el grupo de los licopodios, que estuvo muy difundido en el pasado y que hoy incluye varios representantes con aspecto de musgo. Sin embargo, algunos de sus miembros, como las lepidodendrales del Carbonífero, eran auténticos “musgos arbóreos”, con tallos que alcanzaban hasta 40 metros de altura, y formaron una parte muy importante del carbón que hoy consumimos. Un grupo de lepidodendrales, las lepidospermas, inventaron otro órgano vegetal muy importante para una plena adaptación al medio terrestre: la semilla, una envoltura resistente a la desecación que protege al embrión y permite que resista las temporadas desfavorables. Este grupo se extinguió y la semilla debió ser inventada de nuevo por otras plantas.

Otro grupo importante de plantas primitivas es el de las colas de caballo, con tallos huecos y ramificados en pisos. Algunos representantes fueron también arbóreos y contribuyeron a formar los grandes bosques del Carbonífero.

La vegetación de la que se alimentaron los dinosaurios estaba ya formada fundamentalmente por helechos, muchos de ellos arborescentes, y por las gimnospermas, que incluyen por ejemplo a los antepasados de las actuales coníferas. Los helechos presentan un cuerpo vegetativo complejo y eficiente, pero aún son bastante dependientes de la humedad ambiental. Esto es debido en parte a su modalidad de reproducción, una alternancia de generaciones, en la que se producen dos tipos de planta, una que se reproduce asexualmente (que es el helecho que reconocemos) y otra que se reproduce sexualmente, que tiene forma aplastada y que requiere del agua para que se unan los espermatozoides y los óvulos.

Los espermatófitos, o plantas actuales con semilla, son las que han triunfado en la conquista del medio terrestre. Las gimnospermas, que aún poseían las semillas desnudas, fueron los primeros espermatófitos y aparecieron un poco antes que los dinosaurios. En ellas existe la tendencia a que las plantas que se reproducen sexualmente sean cada vez más pequeñas y queden incluidas dentro de la planta asexual, con lo que la reproducción se independiza de la disponibilidad de agua en el ambiente. Los espermatozoides sólo se presentan en plantas primitivas, como el Ginkgo biloba que aún perdura en nuestros jardines. También inventaron el grano de polen, en el que la planta productora de gametos masculinos se desarrolla muy bien protegida de la desecación y puede recorrer grandes distancias. La reproducción por medio del viento adquirió así gran eficacia.

Un grupo de espermatófitos (aún no se conoce muy bien cuál) acabó dando lugar a las angiospermas, en las que la semilla está rodeada por otras envolturas (lo que da lugar al fruto). Esto permite que la semilla esté protegida frente a la depredación por animales y abre posibilidades para su futura dispersión. Pero la estructura con la que asociamos especialmente a las angiospermas es la flor. Las gimnospermas también poseían flores pero eran poco llamativas. Las angiospermas desarrollaron flores espectaculares para reclutar a unos agentes de dispersión más efectivos y direccionales que el viento: los animales. Esto ocurrió probablemente en el Cretácico temprano, en el ecuador de la edad de los dinosaurios, y transformó radicalmente tanto el paisaje de la tierra como la composición de la fauna, estimulando la evolución conjunta de los organismos polinizadores, sobre todo la de los insectos modernos (por ejemplo, escarabajos, moscas, mariposas y abejas).