Colonización de las plantas al medio terrestre:

...

El esporofito se interpreta como un eje esporangial estéril entre el embrión y el estado fértil. Los planes corporales del esporofito en antoceros y polisporangiofitas son vistos como el producto de dos eventos opuestos, la anticipación y el retraso, respectivamente, en el desarrollo del esporando. En cualquier caso, el resultado es un esporofito pedomórfico reteniendo caracteres juveniles.

---------------------------------------------------------------

5. Evolución morfológica de plantas terrestres: nuevos diseños con genes antiguos.

Las embriofitas evolucionaron a partir de un alga multicelular del tipo Charal o Coleochaete. Las charofitas tienen diversas plesiomorfias de las plantas terrestres, como el fragmoplasto, los plasmodesmos, crecimiento apical y una placenta, aunque la transición al ambiente terrestre fue lo que definió a las plantas con sus características como esporofito multicelular, retención del cigoto, tejidos parenquimatosos, etc.

Los fósiles más antiguos sugieren una afinidad con hepáticas extantes. Casi no hay fósiles de gametofitos pero se sabe que eran complejos, contenían ya estomas y elementos conductivos, y recuerdan gametofitos de hepáticas extantes.

El Devónico se caracterizó por una explosión en la diversidad de plantas terrestres causada por una radiación de plantas vasculares con esporofito dominante que colonizó otros hábitats y ya no se restringían a aguas.

Para el Carbonífero tardío la superficie terrestre se componía de pteridosporas, licofitas, helechos, etc. Las gimnospermas aparecieron en este periodo y se hicieron dominantes entre el Pérmico y el Cretácico tardío.

La relación de plantas con el ciclo del carbono

La reducción de nivel de carbono se dio gracias a dos procesos: CO2 de la atmósfera se disolvió en tagua formando acido carbónico que reaccionó con silicatos resultando bicarbonato que llegó al océano mediante ríos y corrientes, donde reaccionó con iones calcio o magnesio y formó precipitados de carbono que se acumularon en los sedimentos. Las plantas ayudaron ya que con las raíces rompían rocas, aumentado la superficie de roca expuesta a ácido carbónico y mediante los simbiontes micorríticos que secretan ácidos orgánicos para romper silicatos. Además las raíces ayudaron a que hubiera un flujo de fósforo al océano lo que promovió la productividad marina. Al decrecer la cantidad de CO2 aumentó la de O2.

Bajos niveles de CO2 tomaron un papel decisivo en la evolución del tamaño de la hoja. El calor producido por radiación solar conducía a la evaporación por estomas y la cantidad de estomas son inversos a la cantidad de CO2. Grandes hojas no pudieron haber evolucionado hasta que los niveles de CO2 cayeran por un nivel crítico, cuando la cantidad de estomas fuera suficiente.

Dentro de las teorías de origen de alternancia de generaciones se encuentran la homotálica (no muy aceptada) y la antitética (apoyada por la dominancia de gametofitos en briofitas y la ausencia de esporofito en charales). La evolución del esporofito reunió la expresión de antiguos genes presentes en el gametofito. Algunos genes antiguos en cambio, son exclusivos de esporofito o gametofito. Las señales que median el pasar de un estado a otro parecen tener influencia epigenética.

Evolución de la hoja: se desarrollaron múltiples veces. Las micrófilas son pequeñas con una vena solamente que se cree surgieron a partir de reducción de brotes laterales aplanados, esterilización de esporangio o enación (emergencias superficiales de la estela). Las megáfilas surgieron múltiples veces por planación y enredamiento de ramas. Las megáfilas de espermatofitas y helechos no son homólogas. Musgos y hepáticas tienen estructuras parecidas a hojas pero no son homólogas ni a micrófilas ni megáfilas.

Evolución de raíces: raíces verdaderas con axis especializado, cofia, periciclo se encuentran sólo en esporofitos de plantas vasculares. Las plantas vasculares antiguas no poseían raíces especializadas, surgieron con licofitos en el Devónico temprano. Ya no hay rastros de raíces hasta el Devónico medio, lo que sugiere que las raíces aparecieron muchas veces. La presencia de endodermis, ramificación endógena, en euphilofitinos y leucofitinos parece ser una analogía. Las raíces de monilofitas y espermatofitas evolucionaron independientemente.

Evolución de flores: esto ha sido uno de los principales factores responsables de la dominancia de gimnospermas y angiospermas. Una rápida diversificación de formas florales ocurrió muy tempranamente en la historia de las angiospermas. La evolución de flores involucró la transformación de estructuras reproductivas unisexuales de gimnospermas a estructuras hermafroditas. La zygomorfia ha ayudado a la evolución de flores.

Evolución de factores de transcripción y vías regulatorias: muchos genes que regulan el desarrollo están bastantes conservados en plantas. Ha habido una expansión y diversificación de diferentes factores de transcripción en distintas familias. Los musgos, a pesar de tener sets de factores de transcripción más pequeños, parecen tener dos componentes más elaborados que en angiospermas: kinasas de histidinas y reguladores de respuesta.

Las duplicaciones de genes, sobre todo las del genoma entero dadas en autopoliploidia y alopoliploidia han hecho que los factores de transcripción evolucionen. Muchas especies son poliploides y probablemente todas las angiospermas tuvieron un antecesor poliploide. Hubo un evento hexaploide en el ancestro común de eudicotas, después ocurrieron duplicaciones independientes en varios linajes. Los genes regulatorios son retenidos después de eventos de duplicación de larga escala. Muchas duplicaciones ocurrieron independientemente en muchos grupos de plantas en el Cretacio-Terciario, un periodo de extinciones y radiaciones, lo que sugiere que la duplicación confiere ventajas y favorece el potencial de diversificación.

El reclutamiento de genes regulatorios a nuevas funciones puede estar limitado por funciones antiguas de tales genes.

---------------------------------------------------------------

7. Evolución temprana del plan corporal de plantas vasculares: los mecanismos faltantes

Todas las traqueofitas extantes son poliesporangiadas, y hay algunas polisporangiofitas que incluyen linajes extintos de plantas no vasculares. Los poliesporangiofitos tempranos tenían simples esporofitos que consistían