Botánica

La botánica (del griego βοτάνη = hierba) o fitología (del griego φυτόν = planta y λόγος = tratado) es una rama de la biología y es la ciencia que se ocupa del estudio de las plantas. El concepto de vegetal, que estaba claro en tiempos de Aristóteles, ha quedado desdibujado por el avance del conocimiento, llegándose a definir como todo aquello que es objeto de estudio de la botánica.^{[cita requerida]} En la práctica, los botánicos estudian las plantas, las algas y los hongos. En el campo de la botánica hay que distinguir entre la botánica pura, cuyo objeto es ampliar el conocimiento de la naturaleza, y la botánica aplicada, cuyas investigaciones están al servicio de la tecnología agraria, forestal, farmacéutica, etc.

La botánica cubre un amplio rango de contenidos, que incluyen aspectos específicos propios de los vegetales; de las disciplinas biológicas que se ocupan de la composición química (fitoquímica); la organización celular (citología vegetal) y tisular (histología vegetal); del metabolismo y el funcionamiento orgánico (fisiología vegetal), del crecimiento y el desarrollo; de la morfología (fitografía); de la reproducción; de la herencia (genética vegetal); de las enfermedades (fitopatología); de las adaptaciones al ambiente (ecología), de la distribución geográfica (fitogeografía o geobotánica); de los fósiles (paleobotánica) y de la evolución.

La mayor parte de nuestros alimentos provienen (directa o indirectamente) de plantas, como este arroz americano.

Alcance e importancia de la botánica

Como para otras formas de organismos, la vida de los vegetales puede estudiarse desde diferentes perspectivas, desde la molecular hasta la genética, pasando por el estudio específico de la ultraestructura organular y celular y la anatomía tisular, la organografía (anatomía macroscópica), la geobotánica y la ecología vegetal. En cada uno de estos niveles el botánico puede detenerse en la clasificación, la estructura anatómica o las funciones (fisiología) de las plantas.

Históricamente, la botánica abarca todos los organismos que no eran considerados animales. Entre éstos están los hongos (estudiados por la micología), las bacterias (estudiadas en paralelo por la microbiología), y las algas (estudiadas por la ficología). Las algas, los hongos y las bacterias no se consideran actualmente plantas pero, salvo en el caso de estas últimas, nadie discute que son materia para la botánica.

Significado de la botánica como ciencia

Los distintos grupos de vegetales participan de manera fundamental en los ciclos de la biosfera. Plantas y algas son los productores primarios, responsables de la captación de energía solar de la que depende toda la vida terrestre, de la creación de materia orgánica y también, como subproducto, de la generación del oxígeno que inunda la atmósfera y justifica que casi todos los organismos saquen ventaja del metabolismo aerobio.

Alimentar al mundo

Casi todo lo que comemos viene de las plantas, ya sea directamente de alimentos básicos como fruta y vegetales, o indirectamente a través de ganado, que es alimentado por las plantas que componen el forraje. En otras palabras, las plantas son la base de toda la cadena alimentaria, o lo que ecólogos llaman el primer nivel trófico. Entendiendo cómo las plantas producen lo que comemos es importante conocer su papel para ser capaces de alimentar al mundo y proveer seguridad alimentaria para futuras generaciones. No todas las plantas son beneficiosas a los humanos, la maleza es considerada dañina para la agricultura y la botánica provee ciencia básica para mitigar su impacto. La etnobotánica es el estudio de éstas y otras relaciones entre plantas y personas.

Procesos biológicos fundamentales

Las plantas son susceptibles de ser estudiadas en sus procesos fundamentales (como la división celular y síntesis proteica por ejemplo), pero sin los problemas éticos que supone estudiar animales o seres humanos. Las leyes de la herencia fueron descubiertas de esta manera por Gregor Mendel, que estudió cómo se hereda la morfología del guisante. Las leyes descubiertas por Mendel a partir del estudio de plantas han conocido desarrollos posteriores, y se han aplicado sobre las propias plantas para conseguir nuevas variedades beneficiosas. Otro estudio clásico efectuado en plantas fue el realizado por Bárbara McClintock, quien descubrió los 'genes saltarines' (o transposones) estudiando el maíz. Son ejemplos que muestran cómo la botánica ha tenido una importancia capital para el entendimiento de los procesos biológicos fundamentales.

Aplicaciones de las plantas

Muchas de nuestras medicinas y algunas drogas, como el cannabis, vienen directamente del reino vegetal. Otros productos medicinales se derivan de sustancias de origen vegetal; así, la aspirina es un derivado del ácido salicílico, que originalmente se obtenía de la corteza de sauce. La investigación sobre productos farmacéuticamente útiles en las plantas es un campo activo de trabajo que rinde buenos resultados. Estimulantes populares como el café (por su contenido en cafeína), el chocolate, el tabaco (por la nicotina), y el té tienen origen vegetal. Muchas bebidas alcohólicas derivan de la fermentación de plantas como la cebada y la uva.

Las plantas también nos proveen de muchos materiales, como el algodón, la madera, el papel, el lino, el aceite vegetal, algunos tipos de cuerdas y plásticos. La producción de seda no seria posible sin el cultivo de los árboles de morera. La caña de azúcar y otras plantas han sido recientemente usadas como biomasa para producir una energía renovable alternativa al combustible fósil.

Entendimiento de cambios ambientales

Las plantas también pueden ayudar al entendimiento de los cambios del medio ambiente de muchas formas.

• Entendimiento de la destrucción de hábitat y de especies en extinción depende de un catalogo completo y exacto de plantas, de la sistemática y taxonomía.
• Respuesta de las plantas a radiación ultravioleta puede monitorear problemas como los agujeros en la capa de ozono.
• El análisis de polen depositado por plantas en miles de millones de años atrás puede ayudar a los científicos a reconstruir los climas del pasado y pronosticar el futuro, una parte esencial de investigaciones sobre cambios climáticos.
• Recopilar y analizar el tiempo, ciclo de vida es importante para la fenología usado para la investigación de cambios climáticos.
• Líquenes, sensibles a las condiciones atmosféricas, tienen un uso extensivo como indicadores de contaminación.
• Las plantas pueden servir como ‘sensores’, una especie de “señales tempranas de aviso” que den la alerta sobre cambios importantes en el ambiente.
• Por último, las plantas son sumamente valoradas en el aspecto recreativo para millones de personas que disfrutan de su uso en la jardinería, la horticultura y el arte culinario.

Historia

Orígenes

Teofrasto, considerado como el padre de la Botánica.

Por ser empleadas como alimento, el estudio de las plantas es uno de los que han dejado registros más antiguos. Los primeros escritos de que se tiene noticia corresponden a plantas alimenticias o medicinales, por ejemplo, el Libro de jardinería de Marduk-Apal-Iddina II (siglo VIII AC), rival de Sargón de Asiria y gobernante de Babilonia, que trata de las plantas comestibles, forrajeras, condimenticias, medicinales u ornamentales que se cultivaban por entonces en Mesopotamia.

Un primer interés científico, o más bien filosófico, lo encontramos en el griego Empédocles de Agrigento (490-430 a. C.), el representante más conocido de la escuela pitagórica. Explicó que las plantas no sólo tienen alma, sino también alguna forma de sentido común porque, por mucho que lo impidamos, insisten en su intención y crecen hacia la luz. Empédocles también señaló que el cuerpo de una planta no forma un todo integrado, como el de un animal, sino que parece como si cada parte viviera y creciera por su cuenta. Ahora expresaríamos la misma idea en términos de desarrollo abierto o indeterminado.

Aristóteles (384-322 a. C.) escribió extensamente sobre animales, pero no sobre plantas. Teofrasto (372-287 a. C.), poco más joven, fue su discípulo y heredó de él la dirección del Liceo, además de su biblioteca. Teofrasto dejó dos obras importantes que se suelen señalar como origen de la ciencia botánica: Historia de las plantas y Sobre las causas (el crecimiento) de las plantas. La obra de Teofrasto es la más importante sobre el tema de toda la Antigüedad y la Edad Media.

Los romanos abordaban todo con un sentido más práctico, menos emparentado con la ciencia pura que con la ingeniería o la ciencia aplicada. Ese carácter práctico lo encontramos en la obra de Plinio el Viejo (23-79), Naturalis Historia (Historia Natural), donde la atención prestada a las plantas es, por otra parte, muy limitada. La misma orientación práctica anima la obra de Dioscórides (s. I), médico griego al servicio del ejército imperial romano cuya obra De materia medica está dedicada, como su título indica, a las fuentes de los medicamentos. No tiene nada que ver con la obra de Teofrasto, que es una verdadera enciclopedia botánica.

Edad Media

Las primeras observaciones nuevas se deben a Hildegard von Bingen y a Alberto Magno, que tuvo una gran influencia en los siglos siguientes.

Siglos XVI y XVII

El texto de Dioscórides no fue nunca olvidado, sino copiado y a veces comentado o ampliado, a todo lo largo de la Edad Media y del Renacimiento, también en el mundo musulmán. La primera versión impresa es de 1478, pero a partir de 1516 se sucedieron numerosas ediciones ilustradas y comentadas, entre las que destacan la italiana de Andrea Mattioli, probablemente la que más contribuyó a la difusión de la obra, o la española de Andrés Laguna.

En el siglo XVI se fundaron, en el norte de Italia, los primeros jardines botánicos. El estudio empírico de las plantas de cada país y de las exóticas, traídas por los exploradores europeos y cultivadas en los jardines, comenzó de nuevo, y empezaron a publicarse tratados y catálogos que ya no se limitaban a reproducir o simplemente comentar la obra de los antiguos, sino que, comprobada la insuficiencia de los catálogos antiguos, buscaban obtener y presentar un conocimiento lo más exhaustivo posible de la diversidad de las plantas. Destacan en esta tarea obras como las de Adam Lonitzer, Dalechamp, Nicolás Monardes o Carolus Clusius (L'Écluse), Conrad Gessner o Leonhart Fuchs. El esquema clasificatorio siguió siendo en este periodo deudor del de Teofrasto.

Pinax theatri botanici (1623), del suizo Gaspard Bauhin, recogía ya unas 6.000 especies vegetales que el autor se esforzó por clasificar en grupos naturales, en vez de en una lista alfabética, como sus predecesores. Sin embargo el criterio empleado, la forma de las hojas, resulta poco apropiado. Bauhin también empezó a usar las categorías de género y especie, en un sentido próximo al que llegaron a adquirir después en la Biología sistemática.

La necesidad de criterios de clasificación impulsó la investigación de las partes de las plantas y de sus funciones. Andrea Cesalpino, en su De plantis libri XVI (1586) explicó que la clasificación debía basarse en caracteres objetivos, rasgos de las plantas, y no en la utilidad. Su éxito en lograr una clasificación natural fue limitado, pero es además el primero que incluyó el estudio de «vegetales» hasta entonces excluidos, como algas, musgos, helechos, equisetos, hongos y corales, mucho antes de que se comprendiera que los hongos no son vegetales y los corales son en realidad animales.

El trabajo más importante de Sistemática vegetal en el siglo XVII es la Historia generalis plantarum (Historia general de las plantas) del inglés John Ray, en el que bebió Carlos Linneo, que lo proclamó «fundador» de la sistemática. Ray introdujo los conceptos de monocotiledónea y dicotiledónea en la clasificación de las entonces llamadas «plantas perfectas».

El siglo XVII es el del nacimiento de la ciencia moderna, impulsada por la obra de Galileo, y de la multiplicación de las academias científicas, como la Accademia dei Lincei, fundada en 1603, la británica Royal Society, de 1660, o la francesa Academia de Ciencias (Académie des Sciences), de 1666.

Células en el corcho según Robert Hooke

En 1665, utilizando uno de los primeros microscopios compuestos, Robert Hooke descubrió en el corcho que la materia vegetal está constituida por celdillas (células). Anton van Leeuwenhoek hizo por la misma época las primeras observaciones de organismos microscópicos, entre ellos algunos del ámbito amplio de la botánica, como las bacterias. Nehemiah Grew examinó metódicamente las estructuras de las distintas partes de las plantas, observando que todas ellas están hechas de células, publicando sus resultados en su Anatomía de las plantas (The anatomy of plants, 1682). Marcello Malpighi aplicó el microscopio al estudio de la anatomía de toda clase de organismos; su Anatomía Plantarum (1671), contiene sus observaciones sobre las plantas.

Bernard Palissy explicó por qué las plantas necesitan abono. Woodward mostró en 1714 que las semillas germinadas no se desarrollan en agua pura, pero si en un extracto de suelo. Jan Van Helmont dio los primeros pasos para la comprensión del papel del agua en la nutrición de las plantas, pero fue E. Mariotte quien demostró que para formar su masa las plantas necesitan además del agua, materia tomada del suelo y del aire.

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.

Disciplinas

Subdisciplinas de la botánica

Archivo:Seccion transversal del vastago.JPG

sección transversal del vástago (Winterborne J, 2005).

• Anatomía vegetal u organografía
• Botánica aplicada
• Botánica pura o general
• Botánica sistemática o sistemática vegetal
• citología vegetal
• Dendrología
• Ficología
• Fisiología vegetal
• Fitogeografía o geobotánica
• Fitografía o botánica descriptiva
• Histología vegetal
• Micología
• Paleobotánica
• Palinología

Disciplinas relacionadas

• Agricultura
• Agronomía
• Bioquímica y fitoquímica
• Ecología
• Etnobotánica
• Farmacobotánica
• Fitomedicina o fitoterapia
• Fitopatología
• Fitosociología
• Genética
• Horticultura
• Microbiología
• Morfoanatomía
• morfología

Véase también

Archivo:Diversity of plants image version 3.png

Variedad de plantas.

• Algas
• Árboles
• Arbustos
• Anexo:Botánicos por la abreviatura del autor
• Clasificación de los organismos vegetales
• Coníferas
• Dicotiledóneas
• Flora
• Hierbas
• Helechos
• Hongos
• Líquenes
• Monocotiledóneas
• Musgo
• Plantas
• Plantas con flores
• Plantas con semilla
• Plantas medicinales
• Plantas terrestres
• Plantas vasculares
• Plantas verdes
• Vegetales

Lecturas amplias

• Wikiversidad alberga proyectos de aprendizaje sobre Botánica.

Libros académicos y científicos sobre botánica

En inglés:

• Buchanan, B.B., Gruissem, W & Jones, R.L. (2000) Biochemistry & Molecular Biology of Plants. American Society of Plant Physiologists ISBN
• Crawford, R. M. M. (1989). Studies in Plant Survival. Blackwell. ISBN 0-632-01475-X
• Crawley, M. J. (1997). Plant Ecology. Blackwell Scientific. ISBN
• Ennos, R and Sheffield, E Plant Life, Blackwell Science, ISBN Introduction to plant biodiversity
• Fitter, A & Hay, R Environmental Physiology of Plants 3rd edition Sept 2001 Harcourt Publishers, Academic Press ISBN
• Lawlor, D.W. (2000) Photosynthesis BIOS ISBN
• Matthews, R. E. F. Fundamentals of Plant Virology Academic Press,1992.
• Mauseth, J.D.: Botany: An Introduction to Plant Biology. Jones and Bartlett Publishers, ISBN - A first year undergraduate level textbook
• Raven, P.H, Evert R.H and Eichhorn, S.E: Biology of Plants, Freeman. ISBN - A first year undergraduate level textbook
• Richards, P. W. (1996). The Tropical Rainforest. 2nd ed. C.U.P. (Pbk) ISBN £32,50
• Ridge, I. (2002) Plants Oxford University Press ISBN
• Salisbury, FB and Ross, CW: Plant Physiology Wadsworth publishing company ISBN
• Stace, C. A. A new flora of the British Isles. 2nd ed. C.U.P.,1997. ISBN
• Strange, R. L. Introduction to Plant Pathology. Wiley-VCH, 2003. ISBN
• Taiz, L. & Zeiger, E. (1998). Plant Physiology. 3rd ed. August 2002 Sinauer Associates. ISBN
• Walter, H. (1985). Vegetation of the Earth. 3rd rev. ed. Springer.
• Willis, K (2002) The Evolution of Plants Oxford University Press ISBN £22-99

En español:

• Cárdenas Miranda, Arturo (2007) Planeta vegetal,Organismos primarios de vida. ISBN

Enlaces externos

• Lecciones hipertextuales de botánica de la Universidad de Hamburgo. Versión original *[1].
• Glosario español-inglés-latín de nombres de plantas. (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).
• Glosario inglés-español de términos de botánica.
• Sociedad Botánica de Venezuela
• Anales del Jardín Botánico de Madrid, revista editada por el Real Jardín Botánico, del CSIC
• Collectanea Botanica, revista editada por el Institut Botànic de Barcelona, del CSIC