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Blechnum attenuatum y otros helechos que crecen en el paso de Montagu en el Cabo Occidental. Esta es la fase de esporofito del ciclo de vida del helecho. Foto: Diane Turner, iSpot.

La ficha técnica del número de junio de 2016 de Veld & Flora es la continuación de la ficha técnica del número de marzo de 2016 de Veld & Flora, vol. 102(1), y las fichas de Veld & Flora sobre la Clasificación de la vida en el vol. 98(3) de septiembre de 2012 y la Clasificación de las plantas en el vol. 101(4) de diciembre de 2015.

Hojas de helecho con soros. Foto: Clare Archer, iSpot.

Una diversidad de helechos

Los helechos o pteridofitas son un grupo de plantas primitivas. Incluye el familiar helecho con sus graciosas frondas, pero también abarca una gran diversidad de plantas parecidas a los helechos que crecen en una gran variedad de hábitats, desde bosques sombríos y húmedos hasta desiertos. Al igual que los musgos y las hepáticas (briofitas), no tienen semillas, flores ni frutos, y se reproducen por medio de esporas. Crecen sobre todo en terrenos secos, pero necesitan agua para reproducirse. A diferencia de las briofitas, tienen un sistema vascular (tejido especializado para el transporte de agua y nutrientes – xilema y floema).

Los helechos suelen denominarse pteridofitas, que incluyen todas las plantas vasculares con esporas. En las clasificaciones más antiguas, estas plantas se dividían informalmente en «helechos verdaderos» y «aliados de los helechos». Los «aliados de los helechos» eran los musgos, las espigas, los quillworts, los helechos batidores y las colas de caballo. Las nuevas investigaciones en biología molecular han hecho necesarios algunos cambios en la clasificación de los helechos. Para reflejar con mayor precisión las relaciones evolutivas, los científicos proponen ahora dividir las plantas vasculares con esporas en dos grupos formales: Licófitos y Monilófitos.

Los licófitos incluyen los Clubmos, de los que hay tres géneros en el sur de África: Huperzia, Lycopodiella y Lycopodium, los Spikemoss que contienen un único género Selaginella con diez especies en el sur de África y los Quillworts, que también contienen un único género, Isoetes, con al menos 14 especies en el sur de África. Este antiguo grupo de plantas fue en su día prolífico con especies gigantes extintas de Clubmoss que crecían hasta 40 m de altura.

Las monilofitas incluyen los helechos de lengua de serpiente de los cuales un género, Ophioglossum, es autóctono del sur de África, los helechos batidores de los cuales una especie, Psilotum nudum, es autóctona del sur de África, las colas de caballo de las cuales una especie, la cola de caballo africana (Equisetum ramosissimum), es autóctona del sur de África, los Helechos Patata de los cuales sólo una especie, Ptisana fraxinea, es autóctona del sur de África, y los Helechos Leptosporangiados, que es el grupo más grande y diverso que contiene alrededor de 270 especies autóctonas del sur de África.

La cola de caballo africana (Equisetum ramosissimum subsp. ramosissimum var. altissimum) es la única especie de cola de caballo de Sudáfrica. Las esporas nacen bajo los esporangióforos en las estructuras cónicas de las puntas de algunos tallos. Foto: Clare Archer, iSpot.

Casi todas las plantas terrestres se reproducen mediante dos formas de vida distintas y alternas: una fase sexual que produce y libera gametos o células sexuales y permite la fecundación, y una fase de dispersión. Se trata de una adaptación que libera a las plantas de una vida bajo el agua y les permite vivir y reproducirse en tierra firme. La fase sexual se conoce como GAMETOFITO o generación haploide (n) y la fase de dispersión es el ESPOROFITO o generación diploide (2n).

En los helechos, la fase de dispersión culmina con la producción de esporas haploides (n) (es decir, cada espora tiene un solo juego de cromosomas) que se liberan de cápsulas (esporangios) que nacen en el envés de las hojas de los helechos. Estas esporas germinan y crecen hasta convertirse en pequeñas plantas de vida libre: el prótalo. Esta es la generación sexual (o gametofita) de la planta de helecho. Las células sexuales o gametos haploides (n) se forman en los órganos sexuales (anteridios y arquegonios) en la parte inferior del prótalo. Los gametos masculinos (espermatozoides) nadan hacia los gametos femeninos (óvulos) en los arquegonios del prótalo. Por lo tanto, aunque los helechos crecen principalmente en tierra, necesitan la presencia de agua para facilitar la fecundación. Una vez que se produce la fusión del óvulo y el espermatozoide -o fecundación-, se forma un cigoto diploide (2n) con dos juegos de cromosomas. El cigoto crece por división celular, en un proceso llamado mitosis, en la generación de dispersión (o esporófito) de la planta de helecho que es el familiar helecho que vemos crecer por todas partes.

Las plantas de helecho esporófito diploide (2n) producen esporangios o cápsulas en el envés de sus hojas en las que se producen esporas haploides (n). Los puntos negros que normalmente vemos en la hoja son soros (singular sorus) que son racimos de esporangios. Las esporas dentro de las cápsulas han sufrido un proceso de división celular llamado meiosis que da lugar a cuatro células hijas, cada una con la mitad del número de cromosomas de la célula madre. Las esporas se dispersan y germinan y crecen hasta convertirse en plantas gametofitas haploides – y así el ciclo continúa.

Así que aunque el gametofito (n) y el esporofito (2n) son dos plantas diferentes, en los helechos el esporofito es lo que vemos y conocemos como helecho. Esto es diferente al ciclo vital de los musgos, las coníferas y las plantas con flor, que se tratan en las fichas anteriores y posteriores.

Algunos helechos prescinden de la fase sexual del ciclo y se reproducen vegetativamente. Véase «Los helechos de las tierras vírgenes de Ntendeka» en Veld & Flora 67(4), 118-120, diciembre de 1981.

En el número de 1981 de Veld & Flora, lea sobre «Los helechos de las tierras vírgenes de Ntendeka» Veld & Flora 67(4), 118-120. En la edición de 1998, lea sobre ‘Los helechos de Mariepskop’ Veld & Flora 84(4) 116-117. En el número de 1994, lea ‘The weedy ferns of Ferncliffe: Inusuales invasores amenazan la flora de Natal’ Veld & Flora 80(3), 88-90.

‘Ser o no ser un aliado de los helechos’ por Ronell y Arrie Klopper, Pteridoforum 80: enero 2007.

Descubra más sobre los helechos sudafricanos visitando iSpot – y buscando ‘ferns’ o en Wikipedia.

ENLACES AL CURRÍCULO

Grado 11 Ciencias de la Vida, Línea 1: Diversidad, Cambio y Continuidad. Tema: Biodiversidad de las plantas. Contenidos: Agrupación de briófitas, pteridofitas, gimnospermas y angiospermas.

GRADO 12 Ciencias de la Vida, Vertiente 1: La vida a nivel molecular, celular y tisular. Tema: Meiosis: el proceso de división reductora propósitos de la división reductora (gametogénesis y excepciones: musgos, helechos), Importancia de la meiosis: de diploide a haploide: producción de gametos.

TEXTO de Caroline Voget con ayuda del Dr. Ronell R Klopper, Coordinador de la Lista Nacional de Plantas de Sudáfrica, SANBI. Se consultaron los siguientes libros y sitios web: The Story of Life and the Environment: An African perspective, de Jo van As, Johann du Preez, Leslie Brown y Nico Smit, publicado por Struik Nature, y también en sitios web como: El sitio web del Museo Iziko, el libro de texto en línea, Prentice Hall, Wikipedia y la Enciclopedia de la Vida.