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UNIVERSIDAD CATOLICA DEL NORTE
FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS
Departamento de Ciencias Geológicas
Monocotyledoneae
Informe para asignatura de Paleontología
Jaime Gajardo
Jorge Morales
Claudia Rojas
Profesor: Dr. Hans-Gerhard Wilke H.
Ayudantes:
Georgette Mell
Pedro Simonuvic
Isabel Valencia
Hernán Villegas
Antofagasta, Chile 2012
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Los Monocotyledoneae o Liliopsida son un grupo de plantas de distribución mundial conunas 59.300 especies, algunas de ellas con una importancia crucial tanto en los ecosistemascomo en la alimentación humana. Esta clase de angiospermas surgieron en el Cretácicosuperior en el supercontinente de Gondwana y es el grupo dominante del reino Plantae en laactualidad. Se caracteriza principalmente por:
Poseer un embrión con un solo cotiledón, en lugar de dos como la dicotiledóneas(Lam 1, fig. 1).
En el corte transversal del tallo (estela) se observa a los haces del xilema y floemadispuestos en una atactostelas (Lam 1, fig. 1).
Las hojas presentan una terminación nerviosa paralela y una base envainadora(Lam1, fig. 1).
Las flores son fundamentalmente trímeras en cinco verticilos: tres sépalos, trespétalos, dos verticilos de tres estambres cada uno y tres carpelos (Lam 1, fig. 1 y2).
Forma de la flor variable según la familia. Tener raíces adventicias (Lam 1, fig. 3).
Un tallo sin formación de madera secundaria (ausencia de un verdadero tronco)(Lam 1, fig. 1).
Poseen un polen monosulcado (Lam.1, fig.1). Poseen células cribosas del floema con plástidos de forma triangular y con
inclusiones proteínicas cuneadas (con forma de cuña) (Lam 1, fig. 1). Son principalmente de hábito herbáceo, aunque algunas pueden alcanzar grandes
alturas y tamaños. Tienen un crecimiento simpodial. Prácticamente nunca son ectomicorrícicas.
Las Monocotyledoneas se dividen en 11 diferentes órdenes: los Acorales, en el cualencontramos a sus únicos representantes, los cálamos; los Alismatales, en los cuales
encontramos muchas familias de hábitats acuáticos y todas las angiospermas marinas; losPetrosaviales que corresponden a hierbas rizomatosas; los Dioscoreales, que secaracterizan por tener hierbas y plantas con flores pequeñas; los Pandanales que abarcan aespecies de clima pantropical, y en su hábito incluye palmas, árboles, arbustos, lianasy hierbas; Los Liliales, que se caracterizan mayoritariamente por ser herbáceas y por lasflores como el tulipán y el copihue; los Aspargales, donde se encuentran lasplantas herbáceas perennes y plantas en rosetas; y por último, el superorden Commelinidae
que se deriva del Monocotyledoneae y el cual agrupa a cuatro órdenes: Arecales, Poales,
Commelinales y Zingiberales y se caracteriza por incluir un número de plantaseconómicamente importantes, como las palmeras (familia Arecales), el jengibre y la banana(familia Zingiberales), los pastos y los cereales (familia Poaceae), entre muchos otros. (Lam.2, fig.1 y 2).
El registro fósil nos indica que en el Cretácico hay evidencia directa sobre el origen y eltranscurso de la diferenciación de los Monocotyledoneos y tiende a apoyar algunas teoríasde la evolución de éstos sobre otras. El polen fósil y las hojas del Cretácico inferiorproporcionan información sobre la temprana evolución de las Angiospermas.
Para el reconocimiento de las hojas fósiles encontradas surgieron problemas ya que en lapaleobotánica hubo una tendencia a asignar todas las hojas con venación “paralela” a los
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Monocotyledoneae. Es así como grupos puntuales pudieron ser confundidos solo por sumorfología superficial, en particular, dos grupos extintos de coníferas ( podozamites, y unonuevo apodocarpus, araucaria, agathis), ocurren hojas elípticas con venación paralela.Muchos grupos del Paleozoico incluso, llegaron a confundirse con esta subclase, hasta unestudio de la arquitectura de las hojas modernas, en la que se llegó a tres caracteres
morfológicos importantes que se encuentran en todo Monocotyledoneo.
También en la secuencia evolutiva de estos organismos, según la distribución de las Palmasantiguas, se respalda una temprana separación entre Monocotyledoneos y Dicotyledoneos.
Los registros fósiles de polen indican que en un principio los Monocotyledoneos utilizabanpolen monosulcado (Lam 3, fig. 1), el cual ocurre con el mismo tipo de polen asociado deotras Angiospermas en rocas del Aptiano. Los géneros megafósiles Acaciaephyllum fontaine
(Lam. 5, fig. 1 b), Plantaginopsis fontaine y Alismacites primaevus, son los más encontradosen las formaciones del Cretácico inferior. Junto con estos, en sus respectivos horizontes, seencuentra la información paleopalinológica y se puede demostrar la temprana evolución delpolen (Lam. 4, fig. 1). Así también, hay reportes de hojas de Monocotyledoneos del
Cretácico temprano en muchas partes del mundo (Lam 5, fig. 1), en donde uno de los másimportantes ocurre en Portugal (Alismacites primaevus del Neocomiano).
También en esta rápida evolución de los Monocotyledoneos, se indica que los primerosorganismos de esta subclase eran formas herbáceas. Así, estas formas herbáceas son másconservadas que el polen, y se sugiere que el registro de las hojas, así como el registro delpolen, puede ser interpretado como una expresión de la radiación adaptativa básica de las
Angiospermas.
Las Palmas son una gran y diversa familia que exhibe muchas de las tendenciasevolucionarias de esta subclase. El polen, madera, y registros de hojas, indican que laspalmas, Monocotyledoneos arborescentes, pueden haberse originado en Sudamérica y
África (Gondwana Oeste) en el Jurásico tardío o Cretácico temprano, y se diversifican muchodespués, en el Cretácico superior hasta nuestros días.
En la actualidad son la clase de plantas más modernas que existen, teniendo muchaimportancia en el mantenimiento de ciertos ecosistemas ya que dentro de este grupo seencuentran las Poaceae, compuesta por casi 10.000 especies, que son capaces de formarlos pastos que mantienen a los grandes mamíferos terrestres, pero son unas pocas especiescomo el trigo, el arroz o el maíz, las que originan más del 70% de toda la comida queconsume la humanidad. Además existen especies submarinas del orden Alismatales, queforman verdaderas praderas en las costas marinas que sirven de sustento en el ecosistemamarino.
Las Liliopsidas actualmente abarcan casi todos los ambientes y territorios del planeta, lasfamilias más grandes se hallan mayoritariamente en el hemisferio norte, pero habitan entodo el mundo. Por otro lado, las familias más pequeñas se limitan al hemisferio sur,habitualmente por Australia o América del Sur. En Chile podemos encontrar 4 ordenes, loscuales habitan en todas sus latitudes y ambientes, estos son: Liliales (Lam. 7, fig. 1),
Arecales (Lam. 7, fig. 2), Poales (Lam. 8, fig.1) y Asparagales (Lam. 8, fig. 2).
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Bibliografía:
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Taylor, Edith L. Taylor, Thomas N., Krings, Michael: Paleobotany, the biology andevolution of fossil plants; second edition, New York, USA, ELSEVIER editorial, 2009;917- 929.
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Figura 1: Cuadro comparativo entre los Monocotiledoneae y los Dicotiledoneae. A)Cotiledon: Hoja seminal embrionaria, producida por el embrión de una planta con
semilla. Sirven para reservar y absorber nutrientes ubicados en la semilla hasta quela plántula puede producir sus hojas verdaderas y realizar la fotosíntesis. B) Hoja:Las venas son estrictamente paralelas o curvadas y aproximadamente paralelas, opinadas-paralelas (una vena principal de la que salen venas secundarias que sonesencialmente paralelas entre sí). Las últimas venas de la venación paralela sontransversales en las Monocotiledoneas, en cambio que las Dicotiledoneas formanuna venación reticulada (tipo red). C) Tallo: Todas las Monocotiledóneas tienen en elcorte transversal del tallo (estela) una atactostela, que es la observación de loshaces vasculares de xilema y floema dispersos a lo largo del corte transversal, enlugar de dispuestos en un anillo (eustela) como en las demás espermatofitas.
Además, ninguna Monocotiledónea tiene un cámbium vascular verdadero que
produzca verdadera madera, esta característica parece estar correlacionada con laevolución de la atactostela, ya que ésta no permite un crecimiento ordenado. D)Flores: las Monocotiledóneas fueron definidas en parte por la presencia de las partesflorales en múltiplos de 3 a diferencia de las Dicotiledóneas muestran que losverticilos de las flores están formados por 4 o 5 piezas generalmente. E) Polen: Es elpolvo, más o menos grueso, que contiene los microgametofitos (masculinos) de lasplantas con semilla. El grano de polen tiene una cubierta resistente que facilita suviabilidad mientras es transportado de la planta que lo ha originado a otra para quese produzca el proceso de la polinización. En Monocotiledoneas el polen esmonosulcado, mientras que en Dicotiledóneas es con trisulcado..
Figura 2: La flor es la estructura reproductiva característica de las plantas llamadas
espermatofitas. La función de una flor es producir semillas a través dela reproducción sexual, sus partes son: El Cáliz, está formado por los sépalos, queson un conjunto de hojas verdes en la base de la flor; la Corola, está protegiendo ala flor, y es formada por hojas modificadas llamadas pétalos, generalmente de color;el Androceo: Está formado por estambres que son los órganos masculinos de laplanta, este está formado por un filamento y una antera que es el lugar donde seforma el polen; el Gineceo: Es el órgano femenino, ocupa el centro de la flor. Estáformado por una o varias hojas modificadas, llamadas carpelos, su estructura sedivide en ovarios (parte ensanchada, en forma de globo que se inserta en elreceptáculo de la flor, tiene a los óvulos); el Estilo (columna hueca o llena de untejido esponjoso, de longitud variada); y por último el Estigma (Parte ensanchada,
que se encuentra en el extremo del estilo).
Figura 3: Las Raíces adventicias son aquellas que no provienen de la radícula delembrión, sino que se originan en cualquier otro lugar de la planta, como por ejemploen alguna porción del vástago, en tallos subterráneos y en raíces viejas. Puedentener o no ramificaciones, pero tienen una forma y un tamaño relativamentehomogéneo, formando sistemas radicales fibrosos.
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Fig. 1
Fig. 2 Fig. 3
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Figura 1: Extracto de la Filogenia APG III, actualizada en el 2009, la clasificaciónpropuesta tiene que ver con la relación de los órdenes de las angiospermas. Se
basa en las similitudes en el material genético (ADN). En esta se encuentra la claseMonocotiledóneas con sus respectivos órdenes (Color verde).
Figura 2: Sistemática de Monocotiledóneas, actualizada en el 2011 y aprobada porel ITIS. Notamos una pequeña variación en la organización de los órdenes, ya que lafilogenia los agrupa a algunos dentro de otros. Mientras que esta estructura lesotorga el mismo rango jerárquico a todos los órdenes, como vemos en la imagen.
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Fig. 1
Fig. 2
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Figura 1: POLEN DE ANGIOSPERMAS DEL GRUPO POTOMAC, INCLUYENDOMONOSULCADOS MONOCOTYLEDONEOS.
Todas las figuras con 1000X, excepto g.
-a,b: Clavatipollenites, Aptiano. Uno de los más antiguos granos de polen conocidos.Mostrando estructura de exina.
-c,d: Retimonocolpites sp, Aptiano. Mostrando una leve tendencia de la típicadiferenciación de los Monocotyledoneos en el grosor de su estructura reticular.
-e,f: Retimonocolpites sp, Aptiano. Representativo de los Monocotyledoneosmonosulcados elongados, dos granos, dos niveles focales, mostrandodiferenciación del retículo fino en la estructura hacia el final de los granos.
-g: Retimonocolpites sp. Microscopio electrónico (3000X), Albiano superior. Miembrodel mismo complejo, mostrando columellae soportando el retículo grueso tectal yperforaciones menudas en el tectum al final del grano.
-h,i: El mismo, microscopio más liviano, dos niveles focales.
-j,k: Retimonocolpites sp, Albiano tardío medio. Dos niveles focales, mostrandocaracterísticamente la estructura gruesa.
-m: Retimonocolpites sp, Aptiano. Dos niveles focales, mostrando estructurareticular.
-n,o: Retimonocolpites sp, Albiano superior. Miembro trichotomosulcado del mismocomplejo, dos niveles focales, mostrando el sulcus con tres brazos y sucaracterística estructura fina en los márgenes del sulcus.
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Figura 1: SECUENCIA ESTRATIGRÁFICA DE LOS PRINCIPALES TIPOS DEPOLEN DE ANGIOSPERMAS EN LA SECCION DEL CRETÁCICO MEDIO EN LAS
PLANICIES COSTERAS Y SUS PRESUMIDAS RELACIONES EVOLUCIONARIAS
Las unidades lito y bioestratigráficas (formaciones y zonas de polen) en Maryland yel norte de New Jersey y sus presuntas equivalencias con las subdivisiones estándardel Cretácico están indicadas a la izquierda.
Los tipos de polen representados son:
a) Monosulcados generalizados de Angiospermas (Clavatipollenites,
Retimonocolpites sp.)b) Monosulcados Monocotyledoneos, con diferenciación en su
estructura (Retimonocolpites sp.)
Desde c) en adelante, el polen deja de ser especifico para los Monocotyledoneos, ycarecen de interés para este informe.
Las posiciones estratigráficas de los megafósiles Monocotyledoneos de Potomac( Acaciaephyllum, Plantaginopsis y Alismaphyllum) están indicadas a la derecha.
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Fig. 1
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Figura 1: L i l iales . Orden de las Monocotiledóneas compuesto por 10 familias y cerca de1300 especies. Las familias con representante en Chile son:
Alstromeriaceae: Familia compuesta por 3 géneros y cerca de 150especies distribuidas en América tropical y templada. En Chile existenrepresentantes de los 3 géneros con un total de 37 especies. El género másnumeroso en Chile es Alstroemeria, mientras que Leontochir es un géneromonotípico y endémico de nuestro país.
Liliaceae: Son una familia de plantas Monocotiledóneas
perennes, herbáceas, con frecuencia bulbosas, que pueden ser reconocidas por susflores bastante grandes con un perigonio formado por 6 tépalos libres,frecuentemente coloreados y con manchas, 6 estambres y un ovariosuperior, tricapelar y trilocular. En chile se encuentran principalmente el
Lilium y Tulipa.
Luzuriagaceae: Familia monotípica, compuesta por 4 especies distribuidasdesde Perú a Tierra del Fuego. En Chile existen 3 especies.
Philesiaceae: Son una familia de plantas Monocotiledóneas distribuidas enel sur de Chile, consisten en arbustos bastante leñosos o enredaderas, conhojas pecioladas, sus flores son grandes y péndulas, el fruto es una baya.Familia compuesta por 6 géneros. En Chile existen 2 de éstos, uno de loscuales representa nuestra flor nacional, el Copihue.
Figura 2: Arecales. Orden compuesto por una sola familia, Arecaceae o Palmae,
comúnmente llamados Palmeras. La familia contiene 200 géneros y aproximadamente2780 especies. En Chile los dos únicos miembros de este orden y familia representangéneros monotípicos, endémicos y amenazados de Chile, uno de ellos del Archipiélagode Juan Fernández.
Alguna vez existió un tercer representante de esta familia (Paschalococosdisperta), queera endémico de la isla de Pascua.
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Figura1: Poales. Orden compuesto por 18 familias y cerca de 19.500 especies. En Chilese encuentra representado por 6 familias:
Bromeliaceae: Familia compuesta por 51 géneros y cerca de 1520 especiesdistribuidas en América tropical y templada (una especie en África).Generalmente plantas epifitas. En Chile existen 6 géneros y 25 especies, delas cuales 21 son endémicas de nuestro país.
Cyperaceae: Familia cosmopolita compuesta por cerca de 104 géneros y4.500 especies. En Chile existen cerca de 120 especies (13 endémicas),agrupadas en 17 géneros.
Juncanaceae: Familia de plantas Monocotiledóneas parecidas a los pastos,con hojas lineales que poseen vaina y lámina pero no tienen lígula, en estase encuentran los juncos y afines.
Poacea: Familia cosmopolita compuesta por cerca de 670 géneros y 9.500
especies. En Chile existen 458 especies agrupadas en 82 géneros. Restionaceae: Familia con un género en Chile (apodasmia) habitando
suelos de bajos nutrientes, por lo general áridos.
Typhaceae: Familia de plantas distribuidas por todo el mundo,características de hábitats acuáticos y humedales. Las hojas son lineales ymuchas veces esponjosas.
Figura 2: Asparagales. Orden de las Monocotiledóneas compuesto por cerca de 25familias y es el orden con mayor número de especies (aproximadamente 26.800). Lasfamilias con representantes en Chile son 6:
Alliaceae: Familia compuesta por 15 o más géneros y cerca de 645especies. Se distribuye en zonas tropicales y templadas, generalmente enhábitat semi-áridos. En Chile está representada por 12 géneros y 33especies (25 endémicas).
Amaryllidaceae: Familia compuesta por alrededor de 73 géneros yaproximadamente 1600 especies y se distribuye por todo el mundo.
Anthericaceae: Familia compuesta por 29 géneros y cerca de 500especies. En Chile la familia está representada por 3 especies agrupadas en2 géneros, uno de ellos monotípico (Pasithea).
Iridaceae: Familia compuesta por 75 géneros y cerca de 1.750 especies, dedistribución cosmopolita. En Chile está representada por 10 géneros y 28especies.
Orchidaceae: Familia compuesta por 775 géneros y cerca de 19.500
especies, se distribuyen preferentemente en zonas tropicales asubtropicales. En Chile la familia está representada por 7 géneros y cerca de46 especies.
Tecophilaeaceae: Familia de plantas Monocotiledóneas, herbáceas, perennes y bulbosas,distribuidas en Chile.
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POALES
Bromeliaceae Cyperaceae Juncaceae Poaceae Restionaceae Typhaceae
Fig. 1
ASPARAGALES
Alliaceae Amaryllidaceae Anthericaceae Iridaceae Orchidaceae Tecophilaeaceae
Fig. 2