Ciclo de Vida de las Plantas

La reproducción en las plantas presenta básicamente dos modalidades:

Reproducción Sexual

Las plantas se forman a partir de dos células especializadas, gametos, que se unen en el proceso de la fecundación para formar el cigoto.

Ventajas: Permite una diversidad genética por medio de la recombinación genética, aparecen distintos genotipos en cada generación.

Reproducción Asexual

Las nuevas plantas se forman a partir de una o varias células del progenitor.

Inconvenientes: Produce un clon, es decir, individuos con genotipos idénticos al de su planta progenitora.

Ventajas: Es más rápida, solo se necesita un individuo, las plantas colonizan medios adversos.

Fase Haploide

Denominada generación gametofítica, comienza con la espora haploide y termina con la formación de los gametos. Hay dos tipos de gametos: masculinos (espermatozoides) y femenino (ovocélula).

Fase Diploide

Llamada generación esporofítica, se inicia con el cigoto diploide y finaliza cuando en los esporangios se producen esporas haploides mediante la meiosis.

Ciclo de Vida de las Espermatofitas

Las espermatofitas son plantas vasculares con semillas que han poblado todos los hábitats terrestres. La planta que observamos es el esporofito.

Ciclo de Vida de Gimnospermas: Pino

Son plantas con semillas desnudas. La polinización la realiza generalmente el viento. El pino es un árbol de la clase conífera, crece en zonas frías.

• Los conos masculinos son pequeños y se reúnen formando grupos. Cada uno de ellos está constituido por numerosas escamas portadoras de sacos polínicos, los microsporofilos.
• Al principio de la primavera, en los sacos polínicos se produce la meiosis y se forman los granos de polen, que inician la formación del gametofito masculino.
• Los conos femeninos son de mayor tamaño, constan de una serie de escamas seminíferas colocadas en espiral alrededor del eje del cono.
• En la base de cada escama hay dos óvulos. Cada óvulo contiene una nucela rodeada de un tegumento que presenta una abertura, el micrópilo.

En la primavera se produce la polinización: los granos de polen son transportados por el viento hasta los primordios seminales. El polen se adhiere a una gota de un líquido pegajoso que hay encima del micrópilo. Cuando se evapora el líquido, el grano de polen llega al micrópilo, germina y emite el tubo polínico.

Un mes después, una célula de la nucela experimenta la meiosis y forma cuatro megasporas. Solamente una de ellas originará el gametofito femenino, mientras que las otras degenerarán. El gametofito femenino contiene dos o tres arquegonios, con una ovocélula en cada uno de ellos, mientras el gametofito masculino completa el desarrollo, su tubo polínico se va abriendo camino a través de la nucela. Finalmente, llega al gametofito femenino y libera dos células espermáticas en el arquegonio, una de ellas degenera y la otra fecunda a la ovocélula y se origina un cigoto. Este último se desarrolla en un embrión que queda encerrado dentro del primordio seminal. A la vez que el embrión se va formando, el resto de las células del saco embrionario se transforman en el albumen. El primordio seminal fecundado y maduro ya se ha transformado en semilla.

Ciclo de Vida de Angiospermas

Son plantas con flores y semillas encerradas en el fruto.

La Flor

Se forman en los meristemos apicales del brote, limitando su crecimiento. Tiene reproducción sexual. Está formada por:

• Cáliz: formado por los sépalos.
• Corola: constituida por los pétalos.
• Perianto: formado por cáliz y corola.
• Androceo: formado por estambres.
• Gineceo: formado por uno o varios carpelos.

Clasificación

• Hermafrodita: contiene estambres y carpelo.
• Unisexual: posee estambre o carpelo y se llama flor masculina o femenina respectivamente.
• Monoica: presenta ambos tipos de flores unisexuales en el mismo individuo (pepino, nogal y avellano).
• Dioica: presenta dos tipos de individuos, uno con flores unisexuales masculinas y otro con femeninas (espinaca, espárrago, sauce).
• Polígama: un mismo individuo presenta flores unisexuales y hermafroditas (arce rojo y algarrobo).
• Apétala: carece de pétalos.
• Asépala: carece de sépalos.
• Desnuda: no posee pétalos ni sépalos.

Los sépalos son pequeñas hojitas que constituyen el cáliz. Los pétalos forman la corola y rodean a los estambres. Los estambres y carpelos constituyen los esporangios. Cada estambre consta de un filamento delgado que termina en una porción ensanchada, antera. La antera está dividida en dos tecas, cada una de ellas contiene dos sacos polínicos en los que mediante meiosis se forma el polen que originará el gametofito masculino. Cada carpelo se compone de ovario, en cuyo interior se encuentran los óvulos que se prolongan en un estilo que lleva en su extremo el estigma, que es la receptora del polen. Los primordios seminales están unidos a las paredes del ovario por el funículo, a través del cual recibe alimento. Constan de la nucela, que está rodeada de dos envolturas llamadas tegumentos. Estos dejan una abertura, el micrópilo, que es la entrada del tubo polínico.

Fases en el Ciclo de Vida de Angiospermas

Formación de Gametos

En la nucela, una célula madre diploide origina cuatro megasporas haploides; tres degeneran y una experimenta tres divisiones mitóticas, se originan ocho núcleos y se forman siete células. El conjunto forma el gametofito femenino. En los estambres hay cientos de miles de células madre del polen, cada una de las cuales, mediante meiosis originará cuatro microsporas haploides. En el interior del saco polínico, el polen se divide para originar el gametofito masculino. Una es la célula vegetativa y la otra es la generativa.

Polinización

Paso del grano de polen desde una antera hasta un estigma. Si el polen se transfiere desde la antera de una flor hasta el estigma de la misma u otra flor de la misma planta: autopolinización. Cuando se realiza desde la antera de una flor hasta el estigma de una flor de otra planta de la misma especie: polinización cruzada.

• La polinización por viento es la más sencilla, pero la más costosa, ya que se debe producir grandes cantidades de polen para asegurar que al menos algunos lleguen a posarse sobre el estigma.
• La polinización mediante insectos es más complicada pero más eficaz, las plantas se adaptan al gusto de los insectos y sus flores los atraen gracias a sus pétalos vistosos y al aroma de su néctar.
• La polinización por el agua es excepcional, incluso en las plantas que crecen en ella, ya que el polen se suele inutilizar al mojarse.

Doble Fecundación

Ovocélula (n) + Célula espermática (n) = Embrión o cigoto (2n)

2 Núcleos polares (n) + (n) + Célula espermática (n) = Albumen (3n)

Desarrollo de la Semilla

• A partir de la doble fecundación se inician tres procesos: el cigoto se desarrolla y origina el embrión, una plantita en miniatura que consta de tres partes: radícula, plúmula y hojitas embrionarias, uno en las monocotiledóneas y dos en las dicotiledóneas.
• El destino del albumen es servir como fuente de nutrientes para el desarrollo del embrión y en muchos casos para el desarrollo de la plántula. El embrión absorbe todo o casi todo el tejido de reserva en los cotiledones antes de entrar en estado de latencia.
• Los tegumentos de la semilla juegan un papel importante en el mantenimiento del estado de latencia, caracterizado por una menor actividad metabólica y por la resistencia a las condiciones ambientales desfavorables. En algunas especies actúa como barrera mecánica, que impide la entrada de agua y gases, sin lo cual no es posible la germinación de la semilla.

Formación del Fruto

Fruto: es el ovario de una flor madurada. La transformación del óvulo en semilla y del ovario en fruto se producen simultáneamente. La pared del ovario se convierte en pericarpio, capas:

• Exocarpo: externa.
• Mesocarpo: intermedia.
• Endocarpo: interna.

Fruto agregado: se forma a partir de varios carpelos separados de una misma flor (fresa).

Fruto múltiple: se construye a partir de un grupo de flores o inflorescencia (higo).

La función del fruto es favorecer la dispersión de las semillas.

Germinación de la Semilla

La primera estructura que sale de los tegumentos es la radícula, en la que su delicado meristemo apical está protegido por la cofia, una masa de células en forma de dedal que le ayuda a penetrar en el suelo.

• En la germinación epigea el alargamiento del hipocótilo coloca encima del nivel del suelo la yema apical y los cotiledones, que se transforman en los primeros órganos fotosintetizadores (judías y cebolla).
• En la germinación hipogea los cotiledones permanecen encerrados y el alargamiento del epicótilo eleva la yema apical por encima del suelo (maíz y trigo).

Estructuras Vegetales Implicadas en la Reproducción Asexual

• Bulbos: tallos cortos rodeados de muchas hojas carnosas modificadas o catáfilos, que almacenan sustancias de reserva y están envueltos por unas hojas secas para evitar su desecación (cebolla y tulipán).
• Cormos: tallos subterráneos parecidos a los bulbos llamados bulbos macizos. Tienen forma de disco y carecen de las hojas carnosas modificadas de los bulbos (azafrán y gladiolo).
• Estolones: tallos horizontales rastreros, poseen largos entrenudos con yemas que al entrar en contacto con el suelo enraízan y originan nuevas plantas potencialmente independientes (fresas).
• Rizomas: tallos horizontales subterráneos que almacenan sustancias de reserva (bambú).
• Tubérculos: rizomas engrosados por almacenar gran cantidad de sustancias de reserva (patata).

Aplicaciones de la Reproducción Asexual en la Agricultura

• Esqueje: método de propagación utilizado en arbustos y plantas de interior. Los esquejes de tallos y hojas pueden exponerse a la luz intensa pero nunca directa, mientras que los de raíces deben mantenerse a la oscuridad. Es aconsejable incorporar hormonas para aumentar el número de raíces.
• Injerto: forma de reproducción vegetativa en plantas leñosas. Consiste en la adhesión de partes de una planta para formar otra nueva. Los tejidos conductores de las dos plantas tienen que coincidir.
• Acodo: método de propagación vegetativa muy utilizado en plantas ornamentales, donde, a partir de una porción de brote de una planta enterrada parcialmente en el suelo para que desarrolle las raíces, se consigue una nueva planta.

Nuevas Técnicas de Reproducción Asexual

Cultivo in vitro, sustancias para poner en el cultivo in vitro:

• Células cultivadas.
• Cultivo de tejidos.
• Cultivo de trozos de meristemo apical.