MATERIAL DE APOYO 6ºA PROF. OSCAR MARTÍNEZ 2010

LA BOTÁNICA COMO CIENCIA

La Botánica, (del griego βοτάνη = hierba) o Fitología (del griego φυτόν = planta y λόγος = tratado), es la ciencia que se ocupa del estudio de los vegetales. La curiosidad por la naturaleza llevó al hombre a preocuparse por diferenciar plantas comestibles de venenosas, y tratar de conocer y aprovechar semillas, frutos, flores, tallos, hojas y raíces. La botánica es la ciencia que trata los vegetales. Su estudio parece ser tan antiguo como el hombre mismo. La civilización china fue la primera en asentar sus conocimientos botánicos por escrito, unos 4.000 años antes de Cristo, y sus habitantes desarrollaron auténticos tratados sobre las propiedades curativas de ciertas plantas, distinguiendo las comestibles de las tóxicas. A su vez, los hebreos han dejado descripciones de unas setenta especies. Entre los griegos, Empédocles descubrió la función de la raíz como medio de sostén y órgano de alimentación de la planta; Aristóteles asoció el fruto con la reproducción de la especie, y su discípulo Teofrasto, autor de La Historia de las Plantas y Las Causas de las Plantas, asentó en esos trabajos los resultados de sus investigaciones sobre 455 especies iniciando, de este modo, la botánica sistemática.

Durante el Renacimiento, los estudios al respecto experimentaron grandes progresos. Fue en esa época que surgieron los primeros jardines botánicos: colecciones sistemáticas de plantas vivas. Con la clasificación del natura lista sueco Carl von Linné, en el siglo XVIII, nació la nomenclatura actual. En su versión abreviada, ésta consiste en dos nombres latinos, correspondientes al género y a la especie. Zea mays, por ejemplo, es el nombre científico del maíz.

Un poco de historia

Como dijimos, los primeros planteamientos científicos sobre fitología botánica se remontan a la Grecia clásica, y se considera a Teofrasto de Eresos (372-288 a.C) el fundador de la botánica como disciplina científica. Teofrasto clasificó los vegetales en árboles, arbustos, subarbustos y hierbas, y describió la morfología de algunos centenares de plantas. En el siglo I de nuestra era, el médico Dioscórides de Anazarba, describió en su Materia Médica las propiedades terapéuticas de varios centenares de plantas; obra que alcanzó gran difusión y cuya influencia se extendió hasta más allá de la Edad Media. Desde sus comienzos, la botánica ha tendido a diferenciarse en dos vertientes, una descriptiva y otra experimental. Mientras que el período descriptivo comienza con el inicio mismo de la botánica y alcanza su máximo apogeo en los siglos XVII y XVIII, la vertiente experimental comenzó en Europa alrededor del siglo XVI, consiguiendo sus mayores logros durante los siglos XIX y XX, con el descubrimiento de los procesos de fotosíntesis y otros aspectos de la bioquímica y la fisiología de los vegetales.

Desde la antigüedad, el estudio de los vegetales se ha abordado con dos aproximaciones bastante diferentes: la teórica y la utilitaria. Desde el primer punto de vista, al que se denomina Botánica pura, la ciencia de las plantas se erigió por sus propios méritos como una parte integral de la Biología. Desde una concepción utilitaria, por otro lado, la denominada Botánica aplicada era concebida como una disciplina subsidiaria de la Medicina o de la Agronomía. En los diferentes períodos de su evolución una u otra aproximación ha predominado, si bien en sus orígenes —que datan del siglo VIII   a.   C. — la aproximación aplicada fue la preponderante.

La Botánica, como muchas otras ciencias, alcanzó la primera expresión definida de sus principios y problemas en la Grecia clásica y, posteriormente, continuó su desarrollo durante la época del Imperio romano.[31] Teofrasto, discípulo de Aristóteles y considerado el padre de la Botánica, legó dos obras importantes que se suelen señalar como el origen de esta ciencia: De historia plantarum (‘Historia de las plantas’) y De causis plantarum (‘Sobre las causas de las plantas’).[32] Tras la caída del Imperio en el siglo V, todas las conquistas alcanzadas en la antigüedad clásica tuvieron que redescubrirse a partir del siglo XII, por perderse o ignorarse buena parte de ellas durante la baja Edad Media. La tradición conservadora de la Iglesia y la labor de contadas personalidades hicieron avanzar, aunque muy lentamente, el conocimiento de los vegetales durante este período

En los siglos XV y XVI la Botánica se desarrolló como una disciplina científica, separada de la herboristería y de la Medicina, si bien continuó contribuyendo a ambas. Diversos factores permitieron el desarrollo y progreso de la Botánica durante estos siglos: la invención de la imprenta, la aparición del papel para la elaboración de los herbarios, y el desarrollo de los jardines botánicos, todo ello unido al desarrollo del arte y ciencia de la navegación que permitió la realización de expediciones botánicas. Todos estos factores conjuntamente supusieron un incremento notable en el número de las especies conocidas y permitieron la difusión del conocimiento local o regional a una escala internacional.

Impulsada por las obras de Galileo, Kepler, Bacon y Descartes, en el siglo XVII se originó la ciencia moderna. Debido a la creciente necesidad de los naturalistas europeos de intercambiar ideas e información, se comenzaron a fundar las primeras academias científicas. [36] Joachim Jungius fue el primer científico que combinó una mentalidad entrenada en la filosofía con observaciones exactas de las plantas. Tenía la habilidad de definir los términos con exactitud y, por ende, de reducir el uso de términos vagos o arbitrarios en la sistemática. Se lo considera el fundador del lenguaje científico, el que fue desarrollado más tarde por el inglés John Ray y perfeccionado por el sueco Carlos Linneo.

A Linneo se le atribuyen varias innovaciones centrales en la Taxonomía. En primer lugar, la utilización de la nomenclatura binomial de las especies en conexión con una rigurosa caracterización morfológica de las mismas. En segundo lugar, el uso de una terminología exacta. Basado en el trabajo de Jungius, Linneo definió con precisión varios términos morfológicos que serían utilizados en sus descripciones de cada especie o género, en particular aquellos relacionados con la morfología floral y con la morfología del fruto. No obstante, el mismo Linneo notó las fallas de su sistema y buscó en vano nuevas alternativas. Su concepto de la constancia de cada especie fue un obstáculo obvio para lograr establecer un sistema natural ya que esa concepción de la especie negaba la existencia de las variaciones naturales, las cuales son esenciales para el desarrollo de un sistema natural. Esta contradicción permaneció durante mucho tiempo y no fue resuelta hasta 1859 con la obra de Charles Darwin.[36] Durante los siglos XVII y XVIII también se originaron dos disciplinas científicas que, a partir de ese momento, iban a tener una profunda influencia en el desarrollo de todos los ámbitos de la Botánica: la Anatomía y la Fisiología Vegetal.

Las ideas esenciales de la teoría de la evolución por selección natural de Darwin influirían notablemente en la concepción de la clasificación de los vegetales. De ese modo, aparecieron las clasificaciones filogenéticas, basadas primordialmente en las relaciones de proximidad evolutiva entre las distintas especies, reconstruyendo la historia de su diversificación desde el origen de la vida en la Tierra hasta la actualidad. El primer sistema admitido como filogenético fue el contenido en el Syllabus der Planzenfamilien (1892) de Adolf Engler y conocido más tarde como Sistema de Engler cuyas numerosas adaptaciones posteriores han sido la base de un marco universal de referencia según el cual se han ordenado (y se siguen ordenando) muchos tratados de floras y herbarios de todo el mundo, si bien algunos de sus principios para interpretar el proceso evolutivo en las plantas han sido abandonados por la ciencia moderna.

Los siglos XIX y XX han sido particularmente fecundos en las investigaciones botánicas, las que han llevado a la creación de numerosas disciplinas como la Ecología, la Geobotánica, la Citogenética y la Biología Molecular y, en las últimas décadas, a una concepción de la Taxonomía basada en la Filogenia y en los análisis moleculares de ADN y a la primera publicación de la secuencia del genoma de una angiosperma: Arabidopsis thaliana.

En 1576, el flamenco Matthias Lobelius agrupaba las plantas por su aspecto externo; pero fue Cesalpino, quien, en 1583, inventó un verdadero sistema botánico con su De plantis libri, aunque mantuvo la división corriente entre árboles, arbustos, matas y hierbas, que había propuesto Teofrasto de Eresos. El profesor Rudolf Camerarius demostró definitivamente en 1649 la condición sexuada de las plantas en su Epistola ad M. B. Valentini de sexu plantarum, al considerar los estambres como los órganos masculinos de la flor. En 1682, el inglés John Ray publica su Methodus plantarum nova, en el que incluye la descripción de más de quince mil especies. Por su parte, en 1694 el botánico francés Joseph Pitton de Tournefort creó un sistema de clasificación vegetal según la corola, que resultó –por su constitución y caracterización de los géneros– ser uno de los más exitosos antes del de Carlos Linneo. Desde una perspectiva más experimental, en el mismo siglo XVII destacan los aportes de científicos como Robert Hooke, quien en su Micrographia utilizó por primera vez el término célula para describir el aspecto de los

alvéolos que se observan en el corcho visto al microscopio; y Marcello Malpighi, que sentó las bases de la anatomía vegetal con su Anatome Plantarum.

El sistema de nomenclatura binominal de Carlos Linneo

Fue en el siglo XVIII cuando se establecieron definitivamente las normas de nomenclatura y taxonomía, y se empezó a utilizar el moderno sistema de clasificación propuesto por el sueco Carlos Linneo. Este científico ideó una nomenclatura binaria, con la que impuso un orden en la taxonomía que existía en ese tiempo. En 1737 Linneo reunió en su obra Genera plantarum, las plantas clasificadas en 24 grandes grupos o clases, según las semejanzas o diferencias en el número y disposición de los órganos reproductores, y estableció, en las sucesivas ediciones de su Systema naturae y Species plantarum, el sistema binario de nomenclatura, que quedó así definitivamente fijado. El sistema sexual de Linneo estaba fundado, como toda clasificación artificial, en un determinado carácter de la especie. En 1763 el sistema de Linneo fue mejorado por el francés Michel Adanson, que introdujo la utilización del concepto de familia vegetal. Posteriormente, en 1864 los trabajos del alemán Alexander Braun, sentaron las bases de la taxonomía moderna, especialmente en lo referente a los denominados vegetales inferiores. Sin embargo, a pesar de los sucesivos nuevos ensayos taxonómicos, ningún método de clasificación tuvo el éxito del sistema basado en el sexo propuesto por Linneo, gracias sobre todo a su nomenclatura binaria y a la precisión y claridad de la descripción de las especies.

La botánica moderna (desde 1945)

Una considerable cantidad de nuevos conocimientos en la actualidad se han generado con el estudio de las plantas modelo como Arabidopsis thaliana. Esta mala hierba fue una de las primeras plantas en ver su genoma secuenciado. Otros más importantes comercialmente como alimentos básicos como el arroz, trigo, maíz, cebada, centeno, mijo y la soja están teniendo también sus secuencias del genoma. Algunas de éstas son un reto puesto que tienen en sus secuencias más de dos juegos de cromosomas haploides, una condición conocida como poliploidia, común en el reino vegetal. Un alga verde Chlamydomonas reinhardtii (un célula, sola, verde alga) es otro modelo de organismo importante que ha sido extensivamente estudiado y provee importantes conocimientos a la biología celular.

Divisiones de la Botánica

Las plantas pueden estudiarse desde variados puntos de vista. Así, pueden diferenciarse distintas líneas de trabajo de acuerdo con los niveles de organización que se estudien: desde las moléculas y las células, pasando por los tejidos y los órganos, hasta los individuos, las poblaciones y las comunidades vegetales. Otras posibilidades se refieren al estudio de las plantas que vivieron en épocas geológicas pasadas o al de las que viven en la actualidad, al examen de los distintos grupos sistemáticos y a la investigación de cómo pueden ser utilizados los vegetales por el ser humano.

En general, todas esas direcciones de trabajo se basan en el análisis comparativo de los fenómenos particulares y de su variabilidad, para llegar a una generalización y al reconocimiento de las relaciones regulares que unen dichos fenómenos entre sí. Siempre deben asociasre los métodos estático y dinámico: por un lado el reconocimiento y la intrepretación de las estructuras y formas y, por el otro, el análisis de los procesos vitales, de funciones y de fenómenos de desarrollo. El fin último de ambos métodos debe ser en todo caso la comprensión de las formas y de las funciones en su dependencia recíproca y en su evolución.

Los distintos puntos de vista descritos y el empleo de diferentes métodos de trabajo han conducido a que dentro de la Botánica se hayan desarrollado numerosas disciplinas. En primer lugar, se pude citar a la Morfología , la cual, es sentido amplio, es la teoría general de la estructura y forma de las plantas, e incluye la Citología y la Histología. La primera se ocupa del estudio de la fina constitución de las células y se asocia, en los aspectos relacionados con las moléculas, con algunas partes de la Biología Molecular. La Histología es el estudio de la los tejidos de las plantas. Citología e Histología, conjuntamente, son necesarias para comprender la Anatomía de las plantas, o sea, su constitución interna.

Al ocuparse de los procesos de adaptación, la Morfología se relaciona con la Ecología, disciplina que investiga las relaciones entre la planta y su ambiente. Tales relaciones están basadas en los estudios de la Fisiología Vegetal, que se ocupa -de modo general- del estudio del modo en que se realizan las funciones de la planta e los campos del metabolismo, del cambio de forma (que incluye el crecimiento y desarrollo de la planta) y de los movimientos. La reproducción de las plantas y el modo en que se heredan y cambian los caracteres a través de las generaciones es el campo de la Genética

La Botánica Sistemática trata de averiguar las afinidades que existen entre los diversos tipos de plantas, basándose en los resultados de todas las disciplinas mencionadas previamente, entre las que, al lado de la Morfología, son importantes la Citología, la Anatomía, la Palinología (el estudio de las esporas y del polen), la Embriología (cuyo campo es el estudio de la generación sexual y del embrión), la Fitoquímica (sustancias producidas y contenidas en las plantas), la Genética y la Geobotánica o Fitogeografía. Com parte de la Sistemática, hay que mencionar ante todo la Taxonomía, que se ocupa de la descripción, nomenclatura y ordenación de las especies de plantas existentes, las cuales sobrepasan el número de 330.000. A ella se añade el estudio de la historia evolutiva de las plantas (Filogenia), que se apoya especialmente en la Paleobotánica, el estudio de las plantas que vivieron en otras eras geologicas y en la Evolución, que ilustra sobe las leyes y las causas que rigen la formación de las estirpes vegetales.]

Finalmente, existen dentro de la Botánica ramas de estudio que se ocupan de modo especial de grupos particulares de organismos, cual la Microbiología (que estudia los microorganismos en general, incluyendo muchos de los que se consideran organismos vegetales), la Bacteriología (que se ocupa de las bacterias), la Micología (que estudia los hongos), la Ficología (que estudia las algas), la Liquenología (estudio de los líquenes), la Briología (estudio de los briófitos: los musgos y las hepáticas), la Pteridología (estudio de los helechos).[28] [2] También existen distintas disciplinas aplicadas, que estudian el valor práctico de las plantas para los seres humanos y con ello establecen el enlace con la Agricultura, la Silvicultura y la Farmacia, entre otras. Como ejemplo de estas disciplinas se pueden mencionar el Mejoramiento Genético de Plantas (estudia la variabilidad genética y la selección de plantas), la Fitopatología (se ocupa de las enfermedades de las plantas y de los métodos de control de las mismas), la Farmacognosia (estudia las plantas medicinales y sus principios activos).

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