1.5 Historia de las Plantas Terrestres

La historia de las plantas se puede dividir en tres etapas:

1. Abiogénesis y niveles previos de la vida probiontes: El camino hasta la formación de células.
2. El camino desde los organismos unicelulares hasta las plantas terrestres más antiguas (niveles I a IV).
3. El camino desde las plantas terrestres primitivas hasta las actuales (niveles V a X).

Como máximo, se puede estimar el tiempo mínimo que tiene que haber transcurrido desde el comienzo de la abiogénesis. Según los restos encontrados en cuarcitas sudafricanas, hace más de tres mil millones de años ya existían unicelulares Archaeosphaeroides. La abiogénesis tuvo que ocurrir antes, cuando la superficie terrestre se enfrió y se solidificó. Es posible calcular el tiempo en que se sitúa la abiogénesis entre un tiempo máximo a partir de los treinta mil millones de años, que Weizsäcker (1948) calculó para la via láctea, debido a que la fuente atómica de la energía del sol, como máximo alcanza este tiempo y 6000 millones de años, calculados a partir de los meteoritos caídos sobre la tierra. Posiblemente el camino desde lo completamente inanimado, hasta la aparición de una célula fué más largo y complejo, que el paso desde una célula hasta los organismos actuales, con esta idea Zimmermann, (1976) señaló que la abiogénesis ocurrió hace siete u ocho mil millones de años.

Probablemente la abiogénesis transcurrió a través de un periodo muy prolongado y a través de varios niveles. Una reconstrucción del fenómeno, mediante experimentos con modelos y los niveles de organización en determinados niveles constituyen hitos indicadores en el camino hacia las células.

1º Nivel: Formación de combinaciones orgánicas sencillas
De acuerdo con los experimentos de Pflüger (1875), Baly (1928) y Oparin (1947) hay diversas posibilidades. Los experimentos de Miller (1953) señalan que la acción de unas descargas eléctricas durante varios días sobre una mezcla de H₂, NH₃, CH₄ y H₂O, como la que debió ocurrir en la tierra inanimada, produjo la formación de aminoácidos, y su variedad incrementó por adición de CO, CO₂ y SH₂ al sistema. Es posible que la misma vía, haya sido el origen de la formación de sustancias orgánicas básicas: azúcares (ribosa y deoxiribosa), purina, pirimidina.

2º Nivel: Reunión de combinaciones orgánicas simples para formar otras más complejas
Es probable que en las condiciones que existieron en la tierra inanimada, la reunión de aminoácidos condujera a la formación de polipéptidos similares a proteínas; usando la técnica de destilación seca en el laboratorio, Ponnameruma y col., (1963) y Fox y col., (1965) obtuvieron proteínas hasta con 100 aminoácidos. Por otra parte la irradiación de sustancias orgánicas como benzaldehidos y pirroles en poca cantidad de agua, produjo porfirinas que por adición de fosfato se transformaron en nucleótidos.

3º Nivel: Coloides
Este nivel es fundamental en el camino hacia las estructuras vivas porque los coloides reúnen las características de las estructuras plasmáticas. A él se llegó con moléculas grandes similares a las que conforman los cuerpos albuminóideos o las nucleoproteínas.

4º Nivel: Formas con capacidad de reproducción idéntica (duplicarse)
Los ácidos nucleícos ADN y ARN tienen capacidad de autoduplicarse en los virus, bacterias, núcleos celulares de los organismos y extracelularmente en tubos de ensayo. En experimentos con modelos que imitan las condiciones que debieron existir en los mares primitivos durante la época probionte se ha logrado formar estas moléculas, incluso se obtuvieron cadenas ramificadas de ácidos nucleícos, parecidas al mARN; sin embargo la auto-duplicación era muy lenta por carencia de la enzimas específicas como la replicasa.

Por otra parte, el ADN de las formas autoduplicantes, constituye el molde para la variación por mutaciones, causadas por cambios en la secuencia de nucleótidos. Actualmente es posible desencadenar mutaciones experimentales similares a las que se ocurrieron en la tierra primitiva.

La diversidad de tamaño de los ácidos nucleícos constituye un modelo para la variación posterior en los niveles de probiontes. El análisis del origen de estas modificaciones, permite suponer que los fenómenos de selección han sido importantes desde esa época. El progreso hacia las formas vivas solo fué posible cuando lo permitieron esos procesos de selección.

5º Nivel: Formas de tipo virus
Los virus actuales presentan gran diversidad y en su mayor parte están conformados por ácidos nucleicos. Aunque las relaciones entre los virus y la abiogénesis es altamente controvertida, estos fueron considerados en una posición intermedia entre lo inanimado y lo vivo. Por su naturaleza patógena, los virus dependen de otros organismos y sus propiedades actuales solo pudieron adquirise después de la aparición de otros organismos, pero no se excluye que los virus actuales representan en algunos de sus caracteres a los modelos de niveles de probiontes.

En resumen, la moderna teoria de la abiogénesis, las primeras "cosas vivas" serían más simples que una protobacteria, o una preprotobacteria, serían los llamados protobiontes por Oparin o progenote por Woese; una o más moléculas simples con máximo 30 a 40 subunidades de longitud, las cuales evolucionaron posteriormente en sistemas autoreplicantes más cooperativos y finalmente en organismos simples.

El precámbrico se puede dividir en dos fases:
a. Antigua: Hace más de tres billones de años donde predominan los fósiles más antiguos de un organismo de naturaleza vegetal, el mejor conocido es el de Archaeosphaeroides descubierto en el Hornstein Sudafricano hace 3.2 billones de años simultaneaménte con restos de clorofila (fitano y pristano). Sin embargo ha sido imposible determinar el grupo vegetal al que pertenecen pero es probable que su estructura celular fuese muy simple, posiblemente tendrían rasgos que las hicieran similares a las cianofíceas actuales (anucleadas). Un rasgo importante, de este grupo es su notable capacidad para tolerar y resistir temperaturas de 100ºC.

b. Posterior: En estratos posteriores del Precámbrico, conocidos como Algonquino, hace unos 2 billones de años aparecen formas filamentosas o granulosas.

Fig. 1.5. A. Diagrama de Archaeosphaeroides, organismo unicelular.	B. Esquema de algas filamentosas del Precámbrico	C. Diagrama de organismos unicelulares formando un agregado, con paredes relativamente gruesas.

Pero en este periodo de pueden distinguir tres tipos de organización:

1. Formas unicelulares estrictas.
2. Tejidos unidos por paredes celulares comunes, con dirección de crecimiento constante que condujo a la apariciòn de un filamento.
3. Arreglos celulares, carentes de polaridad. Formas que se dividen y crecen en todas las direcciones. Sus células unidas debilmente entre sì.

Del metabolismo de esos organismos primitivos, solo se sabe que contenían pristano y fitano, compuestos que demuestran un considerable nivel de organización, y que su proceso de alimentación era complicado. La capacidad de combinar la unión de los tejidos con con ejes de polaridad establecidos sucedió más tarde en el Paleozoico.

En el precámbrico se han encontrado dos tipos de formas
- Unicelulares o filamentosas aisladas.
- Concreciones calcáreas (estromatolitos), parecidas a las cianofíceas actuales.

En resumen, desde el precámbrico, han existido dos grandes grupos de organismos de acuerdo con el árbol genealógico de la figura. El reino de los organismos anucleados (Anucleobionta) como bacterias y cianofíceas y el reino de los organismos nucleados (Nucleobionta) como animales y vegetales típicos.

Fig. 1.6. (A) Célula bacterial fosilizada, similar a las encontradas en antiguas rocas (3.5 billones de años) australianas y de sur Africa. 2000 millones de años antes de encontrar los primeros fósiles de eucariotes. Las evidencias químicas sugieren que la FS se inició hace unos 3500 millones de años. Tomado de Moore, et al. 1995. (B) Psilotum, la planta vascular moderna más simple. Ramificación dicótoma, esporangios terminales y tejidos vasculares simples. No tiene raíces ni hojas. Tomado de Moore, et al. 1995.