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Botanica

Ciencia que estudia las plantas (reino Plantae), organismos fotosintéticos multicelulares principalmente adaptados a la vida terrestre, y también estudia a otros organismos de características muy afines, como son las algas, los hongos y los musgos.

El mundo vegetal presenta una enorme diversidad de tamaños y de distribución. Se pueden encontrar desde algas unicelulares hasta árboles inmensos; además, las plantas se localizan en todos los ambientes, acuáticos (marinos o de agua dulce), desérticos, tropicales, alpinos, etc., y esto ha contribuido a que sean muy conocidas por el hombre desde épocas muy tempranas y a ser utilizadas como alimento, herramienta, medicina, ornamentación, etc. En todos estos ambientes, la botánica estudia tanto las características de los organismos aislados como las características que resultan de la interacción entre ellos y con el ambiente, y de ahí su gran relación con la ecología.

Ciertas propiedades que presentan las plantas verdes las hacen indispensables para el resto de la vida en la Tierra. Una de esas propiedades es su modo de nutrición, ya que mediante el proceso de la fotosíntesis
consiguen transformar la energía lumínica obtenida del Sol en energía química, que utilizan como su propio alimento, a la vez que ellas mismas son alimento para el hombre y para otros animales. Por otra parte, tienen la capacidad de liberar a la atmósfera el oxígeno producido en la fotosíntesis a partir del CO2 y del agua, el cual es esencial para muchas formas de vida. El contenido de oxígeno en la atmósfera es de un 20,95% con respecto al total de gases, y representa el fruto de más de tres millones de años de fotosíntesis por parte de las plantas verdes.

La ecuación general para la fotosíntesis puede resumirse así:

CO2 + H2O + Energía lumínica ¾® Energía química + O2
(Carbohidratos)

La gran variedad de plantas que existen en la Tierra ha dado lugar al desarrollo de ramas especializadas de la botánica. Los miembros vivos del reino Plantae incluyen a las briofitas (musgos, hepáticas y antocerotas), caracterizadas por la ausencia de verdaderas raíces, tallos y hojas; y a nueve divisiones de plantas vasculares o cormofitas, con sus estructuras bien diferenciadas y un buen desarrollo del tejido conductor, para el transporte de agua y sustancias orgánicas. En este grupo se incluyen las pteridofitas (helechos) y las espermafitas (gimnospermas y angiospermas). En este sentido, existen ramas como la briología, que estudia las briofitas; la pteridología, que estudia las pteridofitas; la paleobotánica, que estudia las plantas fósiles; o la palinología, que identifica el polen y las esporas tanto actuales como fosilizados.

Hoy día, el estudio científico de la biología de las plantas constituye la base de la ciencia botánica.

Historia de la botánica

Desde los tiempos más remotos, la supervivencia del hombre ha dependido, en gran medida, de su relación con las plantas y animales, por lo que el mayor conocimiento de éstos le proporcionaría mayor probabilidad de supervivencia. En este sentido, se dedicó a la recolección de plantas silvestres y aprendió qué tipo de vegetales le servían como alimento y cuáles resultaban venenosos. Sin embargo, mientras el hombre se dedicaba a la caza y a la recolección de plantas se veía obligado a aplicar todos sus esfuerzos en procurarse los alimentos, sin garantizar la disponibilidad futura de ellos.

Posteriormente se favoreció el desarrollo de un sistema de agricultura bastante estable para el aprovisionamiento de alimentos, que junto con la ganadería, permitió la aparición de grupos humanos de cierta entidad, y que más tarde daría lugar al nacimiento de las civilizaciones. La observación de fenómenos reproductivos en las especies vegetales favoreció la producción de alimentos mediante la agricultura, y así se practicó el cultivo de cereales, como trigo, cebada y centeno. Además, el cultivo de la tierra hizo que el hombre adquiriera buenos conocimientos sobre los ciclos biológicos y estacionales, y sobre los lugares más apropiados para la germinación de las semillas. Así, el hombre fue descubriendo técnicas y métodos de siembra, de cuidados y de recolección, identificando también las zonas más productivas.

Parece ser que estos primeros experimentos se produjeron en la cuenca de los grandes ríos de Oriente Próximo, como el Nilo, Tigris y Éufrates hacia el año 4000 a.C. El origen de estas transformaciones hay que buscarlo en las regiones de Mesopotamia, donde existían civilizaciones como los acadios y babilónicos.

 
Estos procesos experimentaron un gran auge en tierras de los actuales países de Israel, Líbano, Siria, Irak, Irán y Turquía, y en las desembocaduras de los ríos Nilo (Egipto) e Indo (India). La invención de la agricultura y de la ganadería, junto con la sedentarización, fueron los aspectos más revolucionarios del Neolítico
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Pero no solamente por la alimentación, tanto de personas como de ganado, fueron importantes los estudios botánicos en las primeras etapas de la historia del hombre. Posteriormente, los pueblos de Egipto y Babilonia tuvieron gran importancia por su relación con la medicina, a través de las plantas medicinales; y los chinos, por su parte, también poseían altos conocimientos sobre plantas medicinales, llegando a describir excelentes poderes terapéuticos de muchas de ellas.

En la etapa greco-romana destacan las aportaciones de Aristóteles en el campo de la botánica. La observación del mundo vegetal le llevó a desarrollar una importante nomenclatura de las plantas y son muy considerables sus descripciones sobre plantas con propiedades terapéuticas, así como sus estudios morfológicos, y llegó a diferenciar las partes externas, que él denominó órganos, de las internas, que denominó tejidos. Sin embargo, el verdadero padre de la botánica es Teofrasto, que vivió entre el siglo IV y principios del III a.C., y estudió las plantas con verdadero detalle. Entre sus obras se encuentran Causas de las plantas, que estudia la fisiología de las plantas, e Historia de las plantas, tratado sistemático en el que da noticias sobre cultivos y distribución geográfica de la flora con un rigor científico y un estudio del detalle muy apreciado actualmente. No obstante, su obra no fue bien conocida en Occidente hasta el Renacimiento.

En el Renacimiento (siglo XVI) se produce un resurgimiento de la biología en general, y especialmente de la botánica. Ello es debido a un gran acontecimiento que tuvo lugar en esta época y que fue el descubrimiento del Nuevo Mundo por los españoles, con lo que se realizaron múltiples viajes y se recogieron e introdujeron representaciones de flora y fauna hasta la fecha desconocidas en Europa, de especial interés para los científicos. Nuevas especies vegetales se adaptaron a las nuevas condiciones climatológicas y geológicas del continente, las cuales permitieron que se produjeran importantes mejoras en la alimentación; tal es el caso de la patata.

En esta época se realizaron las grandes colecciones y los primeros jardines botánicos, que exponían especies recogidas de todas las partes del mundo. Entre los botánicos más destacados de la época se encuentran Otto Brunfels, Leonhard Fuchs, Plumier y el naturalista Conrad Gesner.

Más tarde, con el descubrimiento del microscopio, Robert Hooke utilizó por primera vez la palabra cellula, para referirse a las celdillas microscópicas del corcho, por el gran parecido que éstas presentaban con la celdas de un panal; posteriormente, descubrió también estructuras similares en otros tejidos vegetales, como en los helechos, el hinojo y la zanahoria, y supuso que la función de estas células era el transporte de sustancias a través de la planta, sin llegar a imaginar el verdadero significado de ésta. La célula no adoptó su significado actual, la unidad elemental de la materia viva, hasta unos 150 años después, cuando el botánico alemán Matthias Schleiden descubrió que todos los tejidos vegetales están formados por células y así, junto a Theodor Schwann, sentaron las bases para el desarrollo de la citología.

   

En el siglo XVIII, el empleo del microscopio compuesto ofrece un gran avance a la morfología vegetal. Se reconocen y clasifican muchas plantas y muchas de sus partes, basándose principalmente en el tamaño y la forma de diversas estructuras como hojas, tallos, frutos, raíces, etc. También en esta época se realizan las primeras investigaciones sobre fisiología vegetal, en las que destaca el físico y naturalista inglés Stephen Hales, que publicó, en 1727, sus observaciones sobre el movimiento del agua en las plantas, en su obra Vegetable Staticks (´Tratado de estática vegetal´). En 1774, Joseph Priestley descubrió el oxígeno y otros gases, y observó que las plantas verdes desprenden oxígeno y necesitan luz para crecer; y en 1779, el fisiólogo Jan Ingenhousz demostró que las plantas eliminan dióxido de carbono en la oscuridad.

El sistema de nomenclatura binomial establecido por el naturalista sueco del siglo XVIII, Carl Von Linneo, para designar a las especies de los organismos representó una gran alternativa a los modelos naturalistas que existían hasta la época. Hasta entonces, destacaban los trabajos del naturalista inglés Jonhn Ray, cuyo sistema taxonómico clasificaba a las plantas en dos grupos, sin flores y con flores, y éstas últimas en monocotiledóneas y dicotiledóneas, esquema que permanece aún vigente en la actualidad. Sin embargo, aunque vislumbró el carácter de unidad taxonómica fundamental de las especies, concluyó, a diferencia de Linneo, que tales especies no eran inmutables. Linneo, considerado el padre de la taxonomía, estableció las principales categorías que se usan en el sistema jerárquico de la clasificación. Clasificó unas 6.000 especies de plantas, basándose fundamentalmente en sus flores y concretamente en los órganos sexuales de éstas, lo que denota un sistema de clasificación artificial, pero muy práctico.

Este sistema de clasificación ha sufrido grandes modificaciones, principalmente debido a la gran cantidad de especies animales y vegetales descritas desde los tiempos de Linneo hasta nuestros días, por lo que los zoólogos y botánicos han ido tropezando con diversas dificultades para denominar correctamente sus taxones, sobre todo en cuanto a género y especies. Hoy día, la sistemática botánica recurre a numerosas ramas de la botánica y de otras ciencias para beneficiarse de sus técnicas y descubrimientos, como es el caso de la paleobotánica, la fitogeografía (distribución de los vegetales), ecología, genética de poblaciones, citogenética, biología molecular, etc.

Especial mención merece también, en esta época, el naturalista español José Celestino Mutis quién en 1783 organizó y dirigió la Real Expedición Botánica, y junto con unos compañeros colombianos, realizó importantes estudios sobre la flora del Nuevo Mundo. Basándose en estas investigaciones, Mutis publicó características sobre el género Cinchona, en el cual agrupó cuatro especies con valor medicinal y tres no medicinales, mientras que hasta ese momento se habían considerado todas las especies de Cinchona como una sola. Intentó también definir las características taxonómicas de la quina, imprescindible como medicamento, para que los profanos pudieran distinguir las diferentes especies.

Mutis fue nombrado por el gobierno español Director de la Comisión Científica destinada al estudio de la flora ecuatorial. Fue un incansable investigador de la flora en América, y su obra, si bien no conocida en su totalidad, ha sido de gran provecho para reunir elementos de estudio esenciales sobre la riqueza y variedad de plantas existentes en el Nuevo Mundo; un enorme número de datos y dibujos suyos se conservan ahora en el Jardín Botánico de Madrid. Mantuvo contactos con Linneo, quién le dedicó el nombre de una planta sudamericana, la Mutisia, y con Alexander von Humboldt, que se refería a él como el patriarca de los botánicos. Además, cabe también resaltar las aportaciones que realizó en otros campos, como la medicina, la astronomía y la geografía.

En la primera mitad del siglo XIX se realizaron los primeros estudios de la transmisión de los caracteres biológicos en plantas, favorecidos en gran parte por el conocimiento que ya se tenía sobre las distintas funciones que cumplían cada uno de los órganos florales durante la reproducción. El austriaco Gregor Mendel realizó sus experimentos de hibridación con el guisante común (Pisum sativum), una planta fácil de cultivar y de rápido crecimiento, que llevó a una nueva comprensión del mecanismo de la herencia biológica y al nacimiento de la genética como ciencia. Las teorías de Mendel sobre la transmisión de los caracteres hereditarios, junto con el posterior descubrimiento de las mutaciones génicas en las plantas por el botánico holandés De Vries, constituyeron importantes aportaciones para comprender mejor el proceso de evolución explicado por Darwin mediante la selección natural
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También en esta época se promueve el interés por las funciones vegetales, y así se realizan numerosos estudios sobre transpiración, fijación de carbono, ciclo del nitrógeno y reproducción. El propio De Vries investigó sobre el crecimiento de las plantas, la germinación, la causas mecánicas de la tensión celular y los movimientos de las plantas trepadoras. La fisiología vegetal adquirió gran importancia gracias a las investigaciones sobre enzimas y numerosos procesos bioquímicos.

La botánica ha seguido desarrollándose hasta convertirse en una de las principales áreas de investigación. El empleo de sofisticadas tecnologías ha contribuido a la aparición de nuevos conceptos, nuevos descubrimientos y nuevos campos de investigación. Ya en el siglo XX, la cantidad de información que surge del estudio de los vegetales es enorme, y especialmente relacionada con los mecanismos de transferencia de energía en el proceso de fotosíntesis; el transcurso de los procesos de crecimiento y desarrollo de las plantas en respuesta a la luz, dirigidos por un pigmento llamado fitocromo; la regulación de muchos procesos mediante las hormonas vegetales conocidas como auxinas, giberelinas y ácido abscísico; la composición adecuada de los suelos para favorecer determinados tipos de cultivos; el aislamiento de sustancias antibióticas a partir de ciertos hongos; los estudios de genética de poblaciones vegetales; y el desarrollo de diferentes técnicas de biología molecular que permiten mejorar cultivos y aportar gran información a la sistemática vegetal.

Por otra parte, además de los estudios científicos de las plantas, no hay que olvidar las aportaciones que, a lo largo de la historia, la ciencia botánica ha ofrecido al campo de las humanidades, como el arte, la literatura, la historia, la religión, la sociología y la psicología.

 

 

 

 

 

Fundación Educativa Héctor A. García