Tema 15: Reproducción de las plantas
Las plantas son organismos eucariotas, pluricelulares,con reproducción sexual y asexual y nutrición autótrofa.
La reproducción permite a las plantas formar nuevos organismos iguales o semejantes según la forma de reproducción.
La reproducción de las plantas puede ser ASEXUAL (proceso de división celular por mitosis) o SEXUAL (proceso de división celular por meiosis).
Las plantas siguen un ciclo biológico en el que se alternan una fase HAPLOIDE y otra DIPLOIDE: CICLO HAPLODIPLONTE.
REPRODUCCIÓN ASEXUAL
Es muy común en plantas. Ventaja: Interviene un solo progenitor. Permite una rápida proliferación de nuevas plantas y es poco costoso desde el punto de vista metabólico. Desventaja: las nuevas plantas son geneticamente idénticas.
MULTIPLICACIÓN VEGETATIVA: a partir de células somáticas, por fragmentación y división. En musgos son los cauloides quienes se separan por fragmentación y dan nuevas plantas. También en musgos y helechos se producen los propágulos: masas de células que se separan de la planta madre y forman nuevas plantas. En cormofitas se produce a partir de tallos modificados: estolones, tubérculos, rizomas y bulbos y por esquejes.
REPRODUCCIÓN SEXUAL
Se realiza a partir de división por meiosis, formando células sexuales o gametos (haploides) procedentes de dos plantas diferentes. Las células diploides resultantes de la fusión del gameto masculino y femenino, formarán una planta diferente geneticamente de sus progenitores.
Las plantas se caracterizan por tener un ciclo biológico DIPLOHAPLONTE, en el que se alternan dos generaciones diferentes: el ESPOROFITO: diploide, asexual y productor de esporas y, el GAMETOFITO: haploide, sexual y productor de gametos.
A lo largo de la evolución de las plantas, la fase del gametofito se va reduciendo, y la fase del esporofito va predominando.
CICLO BIOLÓGICO DE LAS BRIOFITAS
Plantas terrestres que necesitan mucha humedad para completar su ciclo vital. En este ciclo predomina el gametofito.
En el esporofito (2n) se produce la meiosis en los esporangios, dando como resultado células haploides (esporas) que forman unas estructuras de pocas células, el PROTONEMA, que germinarán en el suelo dando nuevos musgos (GAMETOFITOS, haploides) con rizoides, cauloides y filoides.
En los gametofitos se diferenciarán órganos sexuales, los GAMETANGIOS, que en unas plantas podrán ser femeninos: ARQUEGONIOS, formadores de gametos femeninos inmóviles: OOSFERA, y en otras masculinos: ANTERIDIOS, formadores de gametos masculinos, móviles por flagelos, los ANTEROZOIDES.
CICLO BIOLÓGICO DE LAS PTERIDOFITAS
Plantas con verdaderos tejidos. Poseen vasos conductores aunque necesitan aun vivir en lugares húmedos. En el ciclo biológico el esporofito tiene más relevancia que el gametofito.
El esporofito (diploide), en los helechos, se llama FRONDE, y es la parte predominante. En la cara inferior de sus hojas están los SOROS, que contienen los esporangios, que por meiosis, producen las ESPORAS haploides.
Las esporas, al germinar en el suelo, dan lugar al gametofito haploide, llamado PRÓTALO, estructura de pocos cm. de forma acorazonada.
En la parte inferior del prótalo se forman los gametangios, de dos tipos:
Los ANTERIDIOS, producen los gametos masculinos móviles: ANTEROZOIDES, con forma helicoidal y con flagelos, y los ARQUEGONIOS, formadores de gametos femeninos inmóviles:la OOSFERA.
Gracias a la humedad, los anterozoides llegan hasta la oosfera y la fecundan, dando lugar a un cigoto diploide que germinará y formará un nuevo ESPOROFITO diploide.
PLANTAS ESPERMATOFITAS
Plantas con ciclo de vida independiente del medio acuático.
Forman semillas que pueden dispersarse para favorecer la expansión de estas plantas.
Predomina en ellas la fase del ESPOROFITO, siendo el gametofito cada vez más reducido.
CICLO BIOLÓGICO DE LAS GIMNOSPERMAS
Las forman las Cicas, los Gymkos y las Coníferas: pinos, abetos, alerces...
Poseen órganos sexuales agrupados en conos, siempre unisexuales y las semillas que se forman no tienen protección.
Estas plantas pueden ser DIOICAS: dan lugar sólo a gametos masculinos o femeninos, o pueden ser MONOICAS: se forman gametos masculinos y femeninos en la misma planta.
El árbol adulto es el esporofito. Las estructuras productoras de esporas se llaman CONOS, formados por hojas modificadas o escamas.
Los conos masculinos forman por meiosis, las MICROSPORAS, que dan lugar a los granos de polen o gametofitos masculinos. El polen llega a la parte femenina, forma un tubo polínico y uno de los gameofitos, por mitosis, forma los gametos masculinos y uno de ellos fecundará al femenino.
Los conos femeninos forman brácteas que en su parte interna tienen escamas seminíferas donde se encuentran los óvulos o tejidos seminales. En su interior se desarrollan las MEGAESPORAS, que por meiosis producen cuatro cs. haploides. Tres de estas cs. degeneran y la que queda desarrolla por mitosis, el gametofito femenino. En su interior forma dos otres arquegonios, cada uno con una oosfera.
Ciclo reproductivo en gimnospermas
CICLO BIOLÓGICO DE LAS ANGIOSPERMAS
Estas plantas poseen los órganos sexuales agrupados en flores completas y, las semillas están protegidas por un fruto.
PARTES DE UNA FLOR
FORMACIÓN DE LOS GAMETOFITOS
Gametofito masculino: el grano de polen germina al llegar al ESTIGMA femenino, formándose el gametofito masculino (meiosis). En el interior hay dos núcleos: el núcleo vegetativo y el núcleo generativo. Éste último se vuelve a dividir en el interior del tubo polínico para formar los dos núcleos espermáticos, que son los gametos masculinos.
Gametofito femenino: en el interior del ovario se forman los óvulos. En su interior está la célula madre de la megaespora. Ésta se divide por meiosis y tres de las células degeneran. La célula que permanece forma la megaespora haploide, que aumenta de tamaño y se divide por mitosis, hasta formar ocho núcleos.
En uno de los polos se agrupan tres núcleos: formando la OOSFERA y dos células sinérgidas.
En el polo opuesto quedan otros tres núcleos que forman las células antípodas.
Los dos núcleos que quedan, se disponen en el centro y se fusionan, formando un NÚCLEO 2º diploide.
POLINIZACIÓN
es la transferencia del grano de polen desde la antera hasta el estigma de la misma o de otra flor.
Según el agente que transporte el polen hay tres tipos de polinización:
1. Anemófila: se realiza por el viento. Las plantas no tienen flores vistosas y son de pequeño tamaño. Producen mucho polen. En gramíneas.
2. Entomófila: se realiza por insectos. Las flores son vistosas y a veces segregan nectarios para ser más atractivas. Otras veces los pétalos simulas hembras de insectos.
3. Ornitofila: se realiza por las aves. Las aves tienen picos largos y estrechos, como los colibries, que buscan el néctar de las flores.
DOBLE FECUNDACIÓN
Tras la polinización, el grano de polen (microspora) germina en el ESTIGMA, produciendo un tubo polínico que crece a través del carpelo FEMENINO.
Al llegar el tubo polínico al ovario, alcanza al gametofito femenino y libera los dos gametos masculinos.
Uno de ellos fecunda la oosfera (gameto femenino) y se origina el cigoto diploide que dará el embrión.
El otro gameto masculino se une al núcleo secundario del gametofito femenino, dando luhar a un núcleo triploide, del que deriva el ENDOSPERMO.
Este proceso constituye la doble fecundación típica de ANGIOSPERMAS.
Ciclo reproductivo de las angiospermas:
LA SEMILLA
Después de la doble fecundación el óvulo se transforma en semilla. Ésta entra en latencia y se deshidrata.
Las partes de la semilla son: embrión, endospermo y tejidos protectores.
Las semillas son la forma principal de dispersión de las espermatofitas. Su éxito frente a las esporas terrestres se debe a tres razones:
1º la semilla contiene un embrión pluricelular, con raiz, tallo y hojas embrionarias. La espora está formada por una sola célula.
2º La semilla contiene el endospermo, fuente de reserva de energía. La espora, por el contrario, posee escasas reservas alimenticias.
3º La semilla está protegida por una cubierta, mientras que las esporas apenas poseén protección.
DISPERSIÓN DE LAS SEMILLAS
Las semillas están dentro de los frutos, que las protegen y contribuyen a su dispersión.
Formas de dispersión según el agente.
ANEMOCORIA: dispersión a través del viento. Presentan proyecciones en forma de alas.
HIDROCORIA: dispersión por el agua. Los frutos flotan en ella.
ZOOCORIA: a través de animales. Los frutos quedan adheridos al pelo, plumas (epizoocoria) o los frutos son ingeridos y dispersados en las heces (endozoocoria)
AUTOCORIA: la propia planta sirve de dispersor.
FRUTO
Se forma a partir del carpelo femenino, tras la fecundación. Contiene una o varias semillas rodeadas de tejido protector, el pericarpo, que se forma a partir del ovario, y que da lugar a tres capas: epicarpo, mesocarpo y endocarpo. Según el tipo de desarrollo de estas cubiertas, se formarán los diferentes frutos: secos, carnosos, etc.
BIOTECNOLOGÍA VEGETAL
Aplicación de los conocimientos en biología celular y molecular para la mejora de la producción vegetal y sus derivados.
Las técnicas más empleadas son:
Cultivo in vitro de células embrionarias. La masa de cs. resultante es tratada con hormonas para inducir la diferenciación y su adaptación a un medio definitivo, donde crece.
Son plantas genéticamente modificadas mediante técnicas de ingeniería genética.
Se introducen genes de otras especies para: obtener plantas con caracteres organolépticos deseados, más nutritivas, resistentes a herbicidas o a enfermedades o a condiciones extremas.
ALGA CHARA
